儿童好奇心大百科-趣味篇
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    1.江河里的水是从哪儿来的

    唐代大诗人李白曾经有这样一句诗:“君不见,黄河之水天上来。”河流的水是不是从天上来的呢?河流补给有雨水、冰雪融水、湖水、沼泽水和地下水等多种形式,但最终的来源是降水。多数河流都不是由单纯一种形式补给,而是多种形式的混合补给。

    河流的水量补给其中最为重要的来源是江河流域的降水。下雨就是我们经常见到的降水形式。雨水补给是世界上许多河流水量的最主要的补给方式。下雨之后,除了一部分水渗入地下外,其他大量的雨水都顺着地面一直流向低处的水沟,水沟又流向小河,小河中的水最后又汇入大江大河。河流的水量会因降水的变化而增减。所以,靠雨水补给的河流,就常会出现小雨小涨、大雨大涨以及暴雨猛涨的情况。处于我国东部地区的季风区河流,以及世界上的各个大江大河,它们的水量都是以雨水补给为主要来源的。由于我国夏季多雨,因此东部地区河流就容易形成洪水。

    河流水量补给的另一种主要来源是地下水补给。地下水是在降雨的时候渗透到地下并在地下储水层储存起来的水。地下水包括地面以下储藏于岩石以及松散堆积物的各个孔隙、裂隙和溶洞中的各种水。地下水补给又可以分为浅层补给以及深层补给。浅层地下水补给一般是指河岸两侧冲积层中的松散堆积物的孔隙以及裂隙中蓄积的各种地下水,等储存到一定程度便渗出来流入河道中以补给河流水量的一种补给方式,如山涧的小溪。深层地下水补给通常是指渗入地下深处以及长期蓄积起来的地下水通过慢慢流出来以补给河流水量的一种方式。深层地下水的形成以及埋藏条件,使它成为河流最稳定最基本的水量补给来源。因为冬季雨水相当少,我国河流几乎全都依靠地下水补给。

    河流水量补给的另一重要来源是冰雪融水补给。冰雪融水包括季节性积雪融水以及冰川融水。在我国北方地区,冬季白雪皑皑,大地到处一片“银装素裹”。而当春季来临时气候开始转暖,积雪则开始融化成水,然后流入江河,从而使水量大增。例如松花江、辽河、黄河流域,就属于冰雪融水补给的河流。但是,积雪融水补给容易引起河水陡涨从而形成春汛或凌汛。河流一旦有积冰,春季解冻以后,冰块有的还会在狭窄河道或是在河湾处形成堵塞,从而抬高上游水位,我们称之为凌汛,这样就很容易形成水灾。在我国西部一些地区,耸立着相当多的高山,并且在这些高山或高纬度地区也有许多永久不化的积雪或冰川,随着气候逐渐转冷则开始蓄积冰雪,随着气温转暖则融化冰雪。一般这些冰雪融水都是旁边干旱或半干旱地区和一些湿润地区河流水量补给的重要来源之一,例如我国西北的塔里木河、祁连山的黑河还有昌马河等干旱地区河流的主要水量补给就是靠高山冰雪融化成水。长江以及黄河等发源于高山高原地区的这些河流的夏季水源,也有些是靠冰雪融水补给。

    另外,湖泊、沼泽的蓄水对于河流水量的补给也是某些河流的水量来源之一。一般位于山地之间的湖泊,常可以成为河流的源头,例如长白山天池对于松花江的水量补给。有的湖泊就像中转站,聚集若干条河流的来水,然后又流出补给干流,例如:洞庭湖、湘江以及资水、沅江和澧水用以补水给长江;博斯腾湖纳开都河等各条河流之水用以补给孔雀河,而鄂陵湖对黄河上游有着补充调节作用等。江水滚滚,河流奔腾,它的水量来源主要是来自于雨水补给、地下水补给以及冰雪融水补给和湖泊水补给等各种形式。河流依靠这些不同方法的水量补给,日夜奔流不息。

    但是,不同地区的河流、同一地区的不同河流和同一河流在不同季节的主要补给形式和补给数量各不相同。在高山和高原地带,河流水源还具有明显的地带性。在中国新疆的高山地带,河流以冰雪融水补给为主;而低山地带,则以雨水补给为主。

    江河季节性定期涨水现象称为汛。汛期是指江河中由于流域内季节性降水、融冰、化雪,引起定时性水位上涨的时期。由于地理位置、天气系统等差异,我国七大江河的汛期早晚不一。即使是同一河流各年也有早有迟。在我国,南方入汛时间较早,结束时间较晚;而北方入汛时间较晚,结束时间较早。

    我国有四汛,即春汛、伏汛(夏汛)、秋汛、凌汛。其中,伏汛和秋汛最大,通常所说的汛期主要指这两个时期。我国汛期主要是由于夏季暴雨和秋季连绵阴雨而造成的。从全国来讲,汛期的起止时间不一样,主要由各地区的气候和降水情况决定。每年的五月至九月份,江淮流域降雨明显比其他月份多,习惯上把这一段时间称为汛期。汛期是一年中降水量最大的时期,容易引起洪涝灾害,因此应有针对性的做好防汛工作。

    2.为什么天空是蓝色的

    我们看到的天空,经常是蔚蓝色的,特别是一场大雨之后,天空更是幽蓝得像一泓秋水,令人心旷神怡。天空为什么是蔚蓝色的呢?

    大气本身是无色的。天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景。当太阳光进入大气后,空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中,红光波长最长,紫光波长最短。波长比较长的红光透射性最大,大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面;而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射。以入射的太阳光中的蓝光(波长为0.425微米)和红光(波长为0.650微米)为例,当光穿过大气层时,被空气微粒散射的蓝光约比红光多5.5倍。因此晴天天空是蔚蓝的。但是,当空中有雾或薄云存在时,因为水滴的直径比可见光波长得多,选择性散射的效应不再存在,不同波长的光将一视同仁地被散射,所以天空呈现白茫茫的颜色。当大雨过后,你是否注意过天会更蓝,越是晴朗的天气,天越蓝,这是因为这样的天气里,空气中的尘粒、水滴、冰晶的数量会更多。

    如果阳光从天空照射下来,它就会连续不断地碰到某些障碍——即使没有下雨。因为光所必须穿透的空气并不是空的,它由很多很多微小的微粒组成。其中的99%不是氮气便是氧气,其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒,我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳光进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时,散射强度和波长的4次方成反比,不同波长的光被散射的比例不同,此亦称为选择性散射。

    如果说短波长的光散射得更强,你一定会问为什么天空不是紫色的?其中一个原因就是在太阳光透过大气层时,空气分子对紫色光的吸收比较强,所以我们所观测到的太阳光中的紫色光较少,但并不是绝对没有,在雨后彩虹中我们很容易观察到紫色的光。另外一个原因和我们的眼睛本身有关。在我们的眼中,有3种类型的接收器,分别称之为红、绿和蓝锥体,它们只对相应的颜色敏感。当它们受到外界的光刺激时,视觉系统会根据不同接受器受到刺激的强弱重建这些光的颜色,也就是我们所看到物体的颜色。事实上,红色锥体和绿色锥体对蓝色和紫色的刺激也有反应,红锥体、绿锥体同时接受到阳光的刺激,此时蓝锥体接收到蓝光的刺激较强,最后它们联合的结果是蓝色的,而不是紫色的。

    如果要看见这种白色的、未经散射的、笔直向你落下来的光,你就得直接朝着太阳看去。但是,你千万别这样做,因为直接照射的阳光很强烈,也很危险,它会在瞬间严重灼伤你的眼睛,如果你看久了,它会使你双目失明。

    3.为什么太阳总是从东边升起来

    我们每天清晨起来都看到太阳从东边升起来,有没有突发奇想过,为什么太阳不从西边或是南边、北边升起来呢?这就得考虑地球的运动方式了。地球自身是自西向东、呈逆时针方向(从北极上空观察)旋转运动的。同时,地球也是自西向东围绕太阳公转。正是因为地球绕着太阳在自西向东地自转,总是从地球东部先看到太阳,所以人们感觉到太阳是从东边升起的。由于地球自转和太阳的照射,地球上出现昼夜更替的现象。为了说明这种现象,把地球上昼、夜半球的分界线称为晨昏线,它是太阳光线与地球切点的连线。科学书籍中谈到在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半。

    我们知道,太阳系里几乎所有天体(包括小行星)都在自转,而且都是按照自西向东方向旋转的。这是为什么呢?太阳系的前身是一团密云,受某种力量驱使,使它彼此相吸。原始太阳星云中的质点最初处在混沌状,横冲直撞,逐渐把无序状态变成有序状态,渐渐地向心吸积聚变为太阳,另外,就使得这团气体逐渐向扁平状发展。在发展的过程中,势能变成动能,最终整个转起来。我们知道物体转动需要能量,地球自转的能量来源就是由物质势能转化成的动能,最终结果是地球一边公转一边自转。地球自转方向与公转相同,为自西向东。从北极上空观察呈逆时针方向旋转,从南极上空观察呈顺时针方向旋转。

    地球每天都在自转,所以我们每天都可以看到初升的太阳,每天都看到太阳从东边升起。

    4.天上怎么会下雨

    在蓝蓝的天空中,飘着朵朵白云,可你知道那些云里是什么吗?每当乌云密布的时候,我们就知道要下雨了。难道云层里是雨?可是雨怎么会在云层里呢?

    在太阳能和地球表面热能的作用下,地球上的水不断蒸发成为水蒸气,进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水,在重力的作用下,以降水的形式落到地面。其实云是水蒸气结聚起来的。地面、河流、池塘、海洋、湖泊的水,在受到阳光照射以后,也会变成水蒸气;而水蒸气遇到冷空气又会变成原来的水滴。细小的水滴越积越多,就变成云。云越变越大,因为太重了,便慢慢地下降。这些小水滴都很小,直径只有0.01毫米~0.02毫米,最大的也只有0.2毫米。这些小水滴要变成雨滴降到地面的话,它的体积大约要增大100多万倍。那么这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢?

    它主要依靠两种方法:其一是凝结和凝华增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨滴形成的初期,云滴主要依靠不断吸收云体四周的水汽来使自己凝结和凝华,使自己的体积越来越大。如果云体内的水汽能源源不断得到供应和补充,使云滴表面经常处于过饱和状态,那么,这种凝结过程将会继续下去,使云滴不断增大,成为雨滴。但有时云内的水汽含量有限,在同一块云里,水汽往往供不应求,这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴,有些较小的云滴只好归并到较大的云滴中去。如果云内出现水滴和冰晶共存的情况,那么,这种凝结和凝华增大过程将大大加快。当云中的云滴增大到一定程度时,由于大云滴的体积和重量不断增加,它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴,而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越积越大,最后大到空气再也托不住它时,便从云中直落到地面,成为我们常见的雨水。

    我们知道,越高的地方,空气越冷,所以聚在那里的水滴会变成冰粒。冬天天气很冷,这些水滴变成的冰粒又会变成雪落到地面上。下雪的时候,如果中途遇到温暖的空气,雪就会融化而变成雨落下来。而离地面比较近的云,也会变成雨落下来。

    自然因素主要有气象条件(大气环流、风向、风速、温度、湿度等)和地理条件(地形、地质、土壤、植被等)。人为因素对水循环也有直接或间接的影响。

    人类活动不断改变着自然环境,越来越强烈地影响水循环的过程。人类构筑水库,开凿运河、渠道、河网以及大量开发利用地下水等,改变了水的原来径流路线,引起水的分布和水的运动状况的变化。农业的发展,森林的破坏,引起蒸发、径流、下渗等过程的变化。城市和工矿区的大气污染和热岛效应也可改变本地区的水循环状况。

    总的来说,形成降雨的内因是水在通常环境条件下气态、液态、固态易于转化的特性,外因是太阳辐射和重力作用,为水循环提供了水的物理状态变化和运动的能量。地球上的水分布广泛,贮量巨大,是水循环的物质基础。由于地球上太阳辐射的强度不均匀,不同地区的水循环的情况也就不相同。如在赤道地区太阳辐射强度大,降水量一般比中纬地区多,尤其比高纬地区多。

    5.太阳离我们有多远

    太阳离地球有1.5亿千米,用30万千米1秒的光速计算,从太阳到地球,需要8分20秒的时间。而且地球还围绕太阳公转,受到这些因素的影响,太阳与我们的距离就有些差别,光线到达地球具体的地方和时间也就不一样了。

    让我们看看,早晨和中午的太阳距离地球的远近是一样吗?地球半径约6400公里,但这个差别相对地球与太阳的距离来说可算是微不足道(地日距离约为150000000千米),以致我们把地球与太阳看成一个点。所以早上和中午的太阳基本上可以说是一样远的。那为什么早晨的太阳看起来较中午时大呢?这是视觉的误差、错觉。同一个物体,放在比它大的物体群中显得小,而放在比它小的物体群中显得大。同样道理,早晨的太阳,从地平线上升起来的背衬是树木、房屋及远山和一小角天空,在这样的比较下,此时太阳显得大。而中午太阳高高升起,广阔无垠的天空是背衬,此时太阳就显得小了。当太阳初升时,背景是黑沉沉的天空,太阳格外明亮;中午时,背景是万里蓝天,太阳与其亮度反差不大,就显得小些。

    但是实际上,中午的时候太阳离我们最近,而早上的时候太阳离我们远。相对于同一距日点来说,中午的时候,地球自转到正对太阳的位置,和早上看太阳的时候有角度差别。假设太阳不动,在同一个点,观测到的地球的早晨和中午之间,在一个球面上相差一段弧度,所以中午的太阳要比早晨时近一点。

    但如果是在南北极点上,那么无论早上、中午还是晚上,距离太阳是一样近的。但要是在赤道上,正午比子夜少了一个地球的直径距离,所以中午时看起来要近一些。

    上面只考虑了地球自转的情况,并未考虑地球公转时的情况。地球由近日点向远日点运动的这段时间是一种情况,由远日点向近日点运动的这段时间是另一种情况。而这两种情形主要是由于地球公转所引起的,早晨和傍晚的太阳看起来又大又圆,而中午的太阳看起来要小一些,那么,在一天之内,是中午的太阳离我们近,还是早晨和傍晚的太阳离我们近呢?

    地球环绕太阳运行的轨道是一个椭圆的轨道。地球距离太阳的远点距离为15200万千米,近点距离为14700万千米,两者相差500万千米。地球环绕太阳运行一周用时365天,也即8760小时,其沿径向运动的距离为1000万千米,沿径向运动的平均速度为1141.5千米/小时,从早晨到中午的时间按6小时计,则地球距离太阳由于地球沿径向运动速度产生的位移为6849千米,显然,这一量值大于地球的半径。由以上分析可知:一天之内太阳何时离我们更近,是由地球在太阳轨道上的位置决定的。当地球到达近日点(冬至12月22日前后)时,太阳离地球最近。从这一天开始,地球开始远离太阳,一直到远日点(夏至6月22日前后)这一天达到最远。

    因此,地球从近日点往远日点运动的过程中,每天早晨的太阳总会比中午的太阳离我们近。而从远日点到近日点运动的过程中,每天早晨的太阳则总比中午的太阳离我们远。

    6.为什么会有白天和黑夜

    在浩瀚的宇宙空间里,很多地方都是漆黑的,只有一些像太阳这样的星球能发出光亮,照亮其他一些不能发光的星球。因为有了太阳,所以地球才有了光明。那么,白天和黑夜到底是怎样形成的呢?我们知道太阳离地球很远,所以它相对于地球来说是固定不动的。当地球每天不停地从西向东自转时,一天转一圈,地球总有一半向着太阳,而另一半背着太阳。那么,地球被太阳照亮的半边是白天,背着太阳的那半边就是黑夜。

    地球自转和公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替、四季变化和五带(热带、南北温带和南北寒带)的划分。由于地球自转轴与公转轨道平面斜交成约66°33′的倾角,因此,在地球绕太阳公转的一年中,有时地球北半球倾向太阳,有时南半球倾向太阳。而太阳的直射点总是在南北回归线之间移动,于是就产生了昼夜长短的变化。

    地球是一个不发光又不透明的球体,同一瞬间阳光只能照亮半个地球。昼半球和夜半球的分界线(圈),叫做晨昏线(圈)。在任何一瞬间,地球各地所处的昼夜状态可以用太阳高度来表达。太阳高度是太阳高度角的简称,表示太阳光线与当地地平面所形成的倾角。在昼半球上的各地,太阳高度总是大于0°,即太阳在地平线之上;在晨昏线上的各地,太阳高度等于2°,即太阳刚好位于地平线上;在夜半球上的各地,太阳高度总是小于0°,即太阳位于地平线之下。由于地球不停地运动,昼夜也就不断地交替,昼夜交替的周期,或太阳高度的日变化周期为24小时,叫做一个太阳日。太阳日制约着人类的起居作息,因而被用来作为基本的时间单位。此外,太阳日时间不长,使整个地球表面增热和冷却不致过分剧烈,从而保证了地球上生命有机体的生存和发展。

    7.为什么夏天热,冬天冷

    春天花红柳绿,夏天绿树成荫,秋天花落飘零,冬天寒风凛冽、白雪皑皑。每个季节都有着不一样的风景,可你知道这是为什么吗?

    这是由于地球运动形成的。地球在围绕太阳不停地公转的同时,也在绕自身的地轴自转,不过地轴并不垂直于公转轨道面,而是有一个23°26′的倾角。正是因为这个倾角的存在,才会使太阳在地球表面的直射点在南、北回归线之间移动,从而形成春、夏、秋、冬四个季节。

    地球在轨道上的位置有近日点、远日点之分。大约每年1月初过近日点,7月初过远日点。日地距离的远近对地球四季的变化并不重要,因为一年中日地距离最远是1.52亿千米,最近是1.47亿千米,这个变化使一年中全球得到太阳热能的极小值与极大值之间仅相差7%。而由于太阳直射点的变化,南北半球各自所得太阳的热能,最大可相差到57%。可见,太阳直射点的位置是决定地球四季变化的主要原因。此外,地球公转速度也有影响作用,地球过近日点时公转速度很快,过远日点时公转速度慢。

    当太阳直射在北回归线时,北半球获得的太阳热量较多,且白昼比黑夜长,所以北半球气温处于一年中最高的时候,为夏季;而此时,太阳正斜射在南半球,南半球获得的太阳热量较少,且黑夜比白昼长,因此,南半球处于一年中最冷的季节——冬季。当地球绕太阳再公转半圈时,太阳的直射点由北回归线移向南回归线,北半球获得的太阳热量逐渐减少,由夏季进入秋季,进而转入冬季;而南半球却正好相反,由冬季进入春季,进而过渡到夏季。不过,地球绕太阳公转的轨道并不是一个标准的正圆,因此南半球的夏天要稍稍比北半球的夏天热,而冬天则要比北半球的冷些。

    地球上还分有热带、寒带和温带。热带地区只有雨季和旱季,而寒带地区一年四季都是冰天雪地,只有温带地区才有明显的春、夏、秋、冬四个季节变化。四季是这样划分的:在北半球的温带地区,依地球的公转,以日照时间最长的6月为中心,分为春、夏,以日照时间最短的12月为中心,分为秋、冬,以此为一个周期。

    四季的变化给地球带来了丰富的气候资源。气候资源是自然资源中影响农业生产的最重要的组成部分之一,它提供的光、热、水、空气等能量和物质,对农业生产类型、种植制度、布局结构、生产潜力、发展远景,以及农、林、牧产品的数量、质量和分布都起着决定性作用。我们都知道,光照是绿色植物生活的必要条件。只有在太阳光的照射下,绿色植物才能进行光合作用,把无机物合成为有机物。有些喜光植物需要充足的阳光才能生长得好,如油松、马尾松、侧柏等;有些喜阴的植物只需要少量的阳光就能生长得好,如冷杉、金鸡纳等。就连动物也因对光照需要量的不同,有了日行动物和夜行动物之分别。

    热量是决定植物分布的重要因素。从赤道到两极,热量分布的有规律变化,为地面上各种植物带的有规律变化奠定了基础;同理,高山地区植物的垂直带分布现象,也是从山麓到山顶热量分布不均匀的反映。绿色植物光合作用的效率,与热量的关系更为密切,光合作用最适宜的温度是20℃~30℃,其下限温度为0℃~5℃。这对规划作物布局、安排农事活动等都有重要的指导意义。一个地区热量的累积值不仅决定该地区作物的熟制,还决定着农作物的分布和产量。例如,黑龙江是我国最北的省份,有丰富的土地资源,但夏季热量资源不足,使我国这个最大的商品粮基地的粮食产量很不稳定。从1980年开始,该省气象局进行了全省的农业气候区划,从北到南分出五个由少到多的热量带,又对当地玉米、小麦、大豆等主要农作物的42个品种进行了需热量鉴定,指导农民按当地热量带种植相应作物和相应品种,使气候资源物尽其用,发挥出了粮食种植大省的优势。

    农业生产受季节降水的影响也是显而易见的。在现代社会,虽然人类战胜自然的能力有了很大的提高,但以露天作业为主的农业仍然要“靠天吃饭”,这个“天”既是阳光,也是雨露。我们都知道,植物体内含水量很高,一般在80%左右,蔬菜和块茎作物更高达90%~95%。因而,大气降水的多少和时间分配,对农作物的生长和产量关系极大:春雨充足,保证冬小麦需水关键期的用水,能获得丰收;伏雨充足,为适时播种和冬前生长提供了有利条件。总之,水分是农业生产所必需的条件之一。

    我国所处的海陆位置,导致了我国大部分地区是典型的季风气候,降水主要靠夏季风输送,因而季风的强弱进退,必然会对全年的气候产生巨大的影响。例如,1959年的夏季,来自太平洋的暖湿季风势力强盛,它的前锋雨带反常地迅速北上,导致长江流域大旱。而1998年与之相反,使长江流域出现了百年不遇的大水。可见,季风“调”,则雨水“顺”,风调雨顺的说法是合乎科学道理的。

    气候变化也会对人体健康产生各种影响,甚至引起疾病,例如中暑、冻伤、感冒以及慢性支气管炎、关节病、心脑血管病等。此外,高山反应、空调病、风扇病等也与气候有关。为了满足广大居民防病治病、健康长寿、提高生活质量的需要,现在北京、上海、南京等城市的气象部门开展了人体舒适度、中暑指数、心脑血管病、胃肠道传染病,以及紫外线强度、花粉浓度等医学气象预报。但是另一方面,恰当利用气候条件也能起到防病治病的作用,如利用气候条件作为锻炼身体的手段,登山、冬泳、滑冰、滑雪等,以增强体质。气候疗养,如沙疗、日光浴、空气浴、冷水浴等防病治病的方式已被越来越多的人接受。天气预报中诸如穿衣指数、登山指数等内容,对人们合理利用气候资源,防病健身起到了指导作用。经常晒太阳,保持居室内有较好的日照,不仅可以杀灭病菌、减少疾病,还有助于钙等微量元素的吸收,并提高体质。所以,在进行城镇规划和建筑设计时,就要充分考虑如何充分利用光照资源的问题。

    8.天上的星星为什么不会掉下来

    那些在天空中一闪一闪眨眼睛的星星叫做恒星。恒星都是一个一个的“太阳”,是自己发热发光的星球。恒星之间相距很远很远,它们都有各自的位置,它们是不会掉下来的。根据牛顿的万有引力定律,任何事物之间都是有吸引力的,整个宇宙都是在相互作用力下维持稳定的。万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。

    所有恒星都是超级星体,它们的质量都特别大,所以即便它们之间相距很远,它们相互之间的吸引力还是很大,使得各星体就都有了自己的位置和运行轨道。有些人说,万有引力是把宇宙粘在一起的无形胶水,但万有引力是看不见的力量,我们最好把它和另一种物理作用力磁力相比较。

    所有的星体都自由地悬浮在宇宙中,它们没有被绳子牵住,也没有被粘住,更没有被安装上喷气式窗体顶端和窗体底端发动机。它们是自动地沿着自己的轨道在浩瀚宇宙中穿行。在电影里我们觉得这很自然,但现实中这却是非常神奇。在地球上,东西不会像在宇宙中一样飘来飘去,而是最终会落到地面上。为什么地球上和太空中的情况完全不一样?为什么星系和恒星们不会挤到一块,并落到宇宙的底部呢?

    这是因为在宇宙中的所有物体都会相互吸引,所有的物体都在自己的周围产生和磁力相似的力量——万有引力。如果物体质量越大,相互靠得越近,这样的力量也就越大。

    牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律,而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。他认为月球除了受到地球的引力外,还受到太阳的引力,从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。另外,他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。简单地说,质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。

    天空中的星星,虽然看起来很小,但实际上大多数都比地球大很多倍,都具有比地球大得多的引力。然而,由于地球和这些星体的距离十分遥远,所以尽管它们都有很大的吸引力,也不能把对方吸引过去。我们可以用光速来计算,光速为3×105千米/秒;而一颗恒星发出的光大约要几十年才能到达地球。因此,仅凭地球的引力,是不能把星星吸到地球上的。所以,天空的星星各有各的轨道,它们不会相撞,也不会掉到地球上来。

    所以说,是万有引力带来了宇宙中的安宁和秩序。

    9.刺猬为什么会有刺

    在动物园或是在电视里,我们常常会看到浑身长满刺的刺猬,为什么只有刺猬有刺而其他动物身上没有呢?在动物世界里,为了自我保护,动物要在与外界的自然环境的生存竞争中保存自己,就得选择自我保护的方式方法。

    刺猬是一种长不过25厘米的小型哺乳动物,嘴尖,耳小,四肢短。虽然它身单力薄、行动迟缓,却有一套保护自己的好本领。刺猬身上长着粗短的棘刺,连短小的尾巴也埋藏在棘刺中。当遇到敌人袭击时,它的头朝腹面弯曲,身体蜷缩成一团,包住头和四肢,浑身竖起钢针般的棘刺,宛如古战场上的“铁蒺藜”,使袭击者无从下手。同时,刺猬身上的刺也有收集果子的作用。刺猬一般扒洞为窝,白天隐匿在巢内,黄昏后才出来活动;刺猬嗅觉灵敏,以昆虫和蠕虫为食,也吃幼鸟、鸟蛋、蛙、蜥蜴等,偶尔也食农作物。

    达尔文的《物种起源》讲述了生物进化论中的“适者生存”法则。任何生物要想在自然环境中生存下来,就得练就一身自我生存和自我保护的本领。刺猬满身长出坚硬的刺就是长期的生物进化的结果。

    其实,在生物界中,不同的动物都有自己的生存法宝。动物保护自己的方法有:保护色、拟态、硬壳、硬刺、自切、放臭气、喷墨汁、逃跑、装死等。

    保护色的例子有很多,甚至可以随处遇见。沙漠里的动物,大多数都以微黄的“沙漠色”作为它们的特征。那里的狮子、鸟、蜥蜴、蜘蛛、蠕虫等动物身上,都可以找到这种颜色。同样,北方雪地上的所有动物,如北极熊、海燕,都披上了一层白色,与雪的背景色融为一体。在长期的险恶环境中生存的野兔,它们的毛色都是土黄色,这种颜色,也是秋天大部分草木的颜色,所以野兔可以借此来逃避许多天敌的危害。变色龙是蜥蜴的一种,是典型的具有保护色的动物,它能在周围环境对光线的反射中迅速地改变体色,变成树干或树叶的颜色来保护自己。

    按照达尔文的解释,生物的保护色、警戒色和拟态是自然选择的结果。生物在长期的自然选择中,形成了形形色色功能不同的保护色,但最高境界是拟态,不只是颜色,连外型都变了。如枯叶蝶,它们停息在树枝上,像一片片枯树叶。当人们用手碰它时,它却一抖身体,向空中飞去了,并不像枯叶那样飘落到地上。尺蠖和竹节虫的身躯,与枯叶蝶有异曲同工之妙。尺蠖歇息在树枝上,粗粗一看,宛如树枝。竹节虫体态如同竹节,停留在竹枝上,也叫人难以分辨。这种拟态是怎么来的呢?枯叶蝶的祖先原是不尽相同的,像枯叶的那些因为不易被天敌发现而生存下来,而不大像枯叶的个体则被天敌吃掉了。这样,经过漫长的自然选择、繁殖、变异,定向性更明显,枯叶蝶更像枯叶,形成了今天我们看到的样子。

    软体动物有一个共同的特征,那就是它们的身体都很柔软。其中河蚌和蜗牛行动都非常缓慢,容易遭到敌害的侵犯。在长期进化的过程中,它们形成了保护柔软身体的贝壳。河蚌有两片瓣状的贝壳,蜗牛有一个螺旋形的外壳。如果将它们解剖开来观察,会看到它们柔软的身体外面还有一层肉质膜包裹着,这层膜称为外套膜。外套膜也起保护作用。它们的外壳就是由外套膜分泌的物质形成的。乌贼的头部有两只发达的大眼。头部以下是躯干部,外面包着囊状的外套膜。乌贼运动迅速,当遇到敌害侵犯时能很快逃走。此外,乌贼的体内还有一个墨囊,里面有浓黑的墨汁,能在遇到敌害时迅速喷出,将周围的海水染黑,掩护自己逃生。

    斑马是非洲特有的食草动物,样子像马,但是与普通马的最大不同是,它有一身美丽的花衣服,上面黑一条、白一条,黑白分明,仿佛是人工画出来的漂亮图案。运动学家告诉我们,这些图案实际上是它们的“身份证”。因为不同的斑马,身上的斑纹各不相同,有的粗大稀少,有的又细又密。斑马家族中的成员,就是通过斑纹来当做识别自己同类的标记。黑色和白色吸收和反射光线的程度不同,由此,可以将斑马身躯的轮廓打乱,使其形状变得模糊,不易分辨。所以,斑马身上条纹是适应外界的保护色。

    10.母鸡为什么会下蛋

    我们平时吃的蛋分为两种:受精的和未受精的。前者可孵出小鸡,后者不可。

    如果是未受精的蛋,生殖细胞在蛋形成过程中,一般不再分裂,打开鸡蛋后蛋黄表面有一白点,叫胚珠。一个卵巢有数百万枚卵泡,但仅有少数能成熟排卵。每个卵泡含有一个卵母胞或生殖细胞。卵泡上有许多血管,自卵巢上送来营养供卵子成长发育。卵巢上每一个卵泡包含一个卵子。卵子在成长过程中,因卵黄累积而逐渐增大。生产较大的卵泡,迅速生长,在排卵前,经9~10天达到成熟。卵泡成熟后,自卵泡缝痕破裂排出卵子,排出的卵子在未形成蛋前叫卵黄,形成蛋后叫蛋黄。

    卵泡成熟排出卵黄后,立即被输卵管喇叭部纳入。约经18分钟,进入蛋白分泌部,这里有很多腺体,分泌蛋白,包围卵黄。由于输卵管蠕动作用,推动卵黄在输卵管内旋转前进。在蛋白分泌部(也叫膨大部),因机械旋转,引起这层浓蛋白扭转而形成系带。然后分泌稀蛋白,形成内稀蛋白层,再分泌浓蛋白形成浓蛋白层。最后再包上稀蛋白,形成外稀蛋白层。卵在蛋白分泌部停留约3小时,在这里形成浓厚粘稠状蛋白。蛋白分泌部的蠕动,促使包有蛋白的卵进入峡部(管腰部),在此处分泌形成内外蛋壳膜。蛋壳为89%~97%的碳酸钙,还有少量盐类和有机物。有的鸡蛋上有颜色和花纹是输卵管下端管壁色素细胞产生的。

    卵进入子宫部,约存留18~20小时,由于渗入子宫液,使蛋白的重量增加一倍,同时使蛋壳膜鼓胀而形成蛋的形状。以碳酸钙为主要成分的硬质蛋壳和壳上胶护膜都是在离开子宫前形成。卵在子宫部已形成完整的鸡蛋。蛋到达阴部,约存留20~30分钟,子宫肌肉收缩,使鸡蛋自阴道产出。以上就是鸡蛋形成的简单过程。

    鸡(鸟类)基本上都是通过卵胎生来繁殖的,卵胎生动物的受精卵在母体内发育成新的个体后才产出母体。但其发育时所需营养,仍依靠卵自身所贮存的卵黄,与母体没有物质交换关系,或只在胚胎发育的后期才与母体进行气体交换和有很少营养的联系。

    母鸡的卵在体内受精、体内发育是一种生殖形式。受精卵虽在母体内发育成新个体,但胚体与母体在结构及生理功能的关系并不密切。胚胎(卵子在受精后的第3~8周为胚胎)发育所需营养主要靠吸收鸡蛋自身的卵黄,胚体也可与母体输卵管进行一些物质交换。这是动物对不良环境的长期适应形成的繁殖方式,实际母体对胚胎主要起保护和孵化作用,所以我们常常看到小鸡是破壳而出的。

    胚胎在卵形成过程中的发育,即母体内的发育,也即是成蛋阶段的发育。这个阶段的发育过程是:受精卵+卵裂+囊胚期+原肠期。当胚胎发育到原肠期时,已分化形成内胚层和外胚层,从外观上看,形如一个圆盘状体即为胚盘,当卵排出体外,因温度下降,胚胎生长发育随即停止。

    胚胎在孵化过程中的发育卵排出体外后,保存在18℃以下的环境中,胚胎发育基本处于静止状态。当入孵后,胚胎即开始发育。胚胎在孵化过程中发育的时期称孵化期。鸡的孵化期为21天。种蛋入孵后,胚在原肠期形成的同时,上胚层像个碟状圆盘,在其末端,细胞不断地向中线集中,形成一条细胞带,称原条。原条细胞通过原沟的底部逐渐转入外胚层与内胚层之间,并分别向两侧扩展,这些辏至内外胚层之间的细胞称为中胚层。原条细胞也逐渐转入外胚层与中胚层之间,并分别向前伸展,伸展的结构称为头突,后发育成脊索,脊索是胚胎期的纵轴支持器官,最终为脊柱所代替,随着胚胎的不断发育,由外、中、内三个胚层逐渐形成各种腺体、器官、骨骼、肌肉、皮肤、羽毛和喙,最后形成新的机体——雏鸡。

    11.月亮为什么有时候像弯钩,有时候像圆盘

    我们知道,月亮是围绕地球运行的一颗卫星,它既不发热,也不发光。在黑暗的宇宙空间里,月亮是靠反射太阳光,才使我们能看到它的。地球与月球构成了一个天体系统,称为地月系。在地月系中,地球是中心天体,因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而,地月系的实际运动,是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒,也就是27.32166天,公共质心的位置在离地心约4671千米的地球体内。

    在地球同它的天然卫星——月球所构成的天体系统中,地球是它的中心天体。由于地球质量同月球质量相差悬殊,地月系的质量中心距地球中心只有约1650千米。通常所说的日地距离,实际上是太阳中心和地月系质心的距离;通常所说的月球绕地球公转,实际上是地球和月球相对于它们的共同质心的公转。由于这种公转,共同质心在地球内部是以地球恒星月为周期的位移。

    月亮在绕地球运动的过程中,它和太阳、地球的相对位置不断发生变化。当它转到地球和太阳中间的时候,月亮正对着地球的那一面,一点也照不到太阳光,这时,我们就看不见它,这就是新月,叫做“朔”。新月以后两三天,月亮沿着轨道慢慢地转过一个角度,它向着地球一面的边缘部分,逐渐被太阳光照亮,于是我们在天空中就看到一钩弯弯的月牙。

    这以后,月亮继续绕着地球旋转,它向着地球的这一面,照到太阳光部分一天比一天多,于是,弯弯的月牙也就一天比一天“胖”了起来。等到七八天,月亮向着地球的这一面,有一半照到了太阳光,于是我们在晚上就看到半个月亮,这就是上弦月。

    上弦月以后,月亮逐渐转到和太阳相对的一面去,这时它向着地球的这一面,越来越多地照到了太阳光,因此我们看到的月亮,也就一天比一天圆起来。等到月亮完全走到和太阳相对的一面时,也就是月亮向着地球的这一面全部照到太阳光的时候,我们就看到一个滚圆的月亮,这就是满月,叫做“望”。

    满月以后,月亮向着地球的这一面,又有一部分慢慢地照不到太阳光了,于是我们看到月亮又开始渐渐地变“瘦”。满月以后七八天后,在天空中又只能看到半个月亮了,这就是下弦月。

    下弦月以后,月亮继续“瘦”下去。到了四五天,又只剩下弯弯的一钩了。之后,月亮慢慢地变得完全看不见,新月时期又开始了。

    月亮圆缺的变化,是由于月亮绕着地球运动,它本身不发光而反射太阳光的结果。月相变化的周期,也就是从朔到望或从望到朔的时间,叫做朔望月。观测结果表明,朔望月的长度并不是固定的,有时长达29天19小时多,有时仅为29天6小时多,它的平均长度为29天12小时44分3秒。

    月亮与某一恒星两次同时中天的时间间隔叫做“恒星月”,恒星月是月亮绕地球运动的真正周期。朔望月比恒星月长,道理与太阳日比恒星日长是一样的。恒星月与日常生活关系不大,而朔望月却因为是月亮圆缺变化的周期,与地球上涨潮落潮有关,与航海、捕鱼有密切的关系,对人们夜间的活动有较大的影响,同时在宗教上月相也占有重要位置,所以人们自然地以朔望月作为比日更长的记时单位。

    12.我们为什么会生病

    人为什么会产生疾病?首先,有一些基因使我们受到疾病的危害。有一些是不断发生的突变新产生的缺陷基因,还有一些因为它们不到生命的晚期并不表现出妨碍适应性的问题,自然选择便无法清除它们。大多数有害的遗传作用,之所以被自然选择保留下来是因为它们还有某些我们至今还没有查清楚的长处(优点)超过它们所要付出的代价。其中有些表现出杂种优势,有些虽然对携带者不利,但能自我增加其基因频率,有些是遗传上脱离了正常的轨道,只在与某种新的环境因素相互作用之后才产生不良的作用。

    人体是由细胞组成的,细胞构成了各种各样的组织,组织构成了各种系统(比如循环系统、消化系统等),各种不同的系统构成了人体。

    而每一个细胞所需的营养是不同的,人的生长有赖于物质的供给,这个物质就是营养素。

    按照当今最流行的营养学观念,将人生病的原因分为两大类:第一,各种细菌和病毒的入侵,比如流行性感冒、非典等;第二,不良生活方式引发的疾病,比如高血压、糖尿病等。无论是哪种原因,疾病都会导致人体细胞异常,继而引发各种不同的症状。

    疾病的产生是要有条件的,异常的细胞不断扩散也是要有条件的,因为它面临的是一个正常的人体环境。而人体是一个有机的系统,会主动控制疾病的不断发展,不让其威胁到整个身体的正常运作。

    如果人摄取的营养素不充足,细胞就不能及时地修复自身,人就会产生各种症状,那就是生病了。

    再补充一点,人体全身细胞在十个月左右将全部更新一次,就是说,六个月之后的你就不是现在的你了,因此,从这个概念上来说,所有的疾病都有治愈的可能。

    其次,我们之所以患某些疾病,是因为现在所处的环境不是我们在进化过程所处的环境。只要有充分的时间,身体几乎可以适应所有的条件,但是从人类文明萌芽以来的一万年时间还不够充分,所以我们在生病。传染病的病原体进化得更快,我们的防范总是落在它们的后面。

    我们的身体具有一定的排毒机能,但是这些机能必须在人体营养素充足的条件下才能顺利进行。不当的食物摄取、药物使用、生理机能紊乱、情绪低落等都会使毒素以某种形式在体内积累起来,毒素的积累营造了一个导致基因异常表达的环境。

    人体内的毒素可以分为水溶性和脂溶性两种,人体有三大排毒器官:肾、皮肤、肠道。当排毒器官不能及时排毒时,水溶性毒素经由血液到达人体的软骨、滑膜和肌腱部位,引发各种类型的关节炎症,如痛风等。脂溶性毒素则经由血液转移到淋巴系统或各个器官的黏膜,形成息肉、囊肿或肿瘤等。

    清除人体毒素时,身体会有各种反应,如关节、骨骼、肌肉疼痛或腹泻等。有利于这种排毒反应的措施是大量喝果蔬汁或水,有时需要额外补充营养素来加强肝脏的解毒功能,条件许可时,可以通过泡温泉来加速毒素的排除。

    13.为什么飞机会像鸟那样在天上飞

    最初,人类希望能像鸟儿那样自由地在空中飞翔。后来,经过反复实践发明了飞机。而飞机能够飞,靠的是它的机翼和发动机。飞机的机翼上面是弧线的,下面是平直的,飞机在移动时,机翼上面的空气流动快,机翼下面的空气流动慢,这样就产生了一个向上的升力,飞机也就平稳地飞上天了。另外,飞机里的发动机连接着螺旋桨,螺旋桨转动,带动气流,飞机也就能长时间在天上飞了。

    在地球附近的空间,一切静止的物体都要同时受到地球全部质量的引力和地球自转所产生的惯性离心力的作用(运动着的物体还要同时受到克里奥里力的作用),两者的向量和即为重力,习惯称质量。

    飞机为什么能飞?原因是飞机能够克服地球的吸引力,也就是自身的重力。飞机上最主要的是有一对采用特殊剖面形状的机翼。翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努利定理可知,相对远前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形成吸力(负压力),而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。这就是飞机为什么会飞的奥秘所在。

    在地面所做的直线或曲线运动叫滑行。飞机平稳地开始滑行,滑行中保持好速度和方向,并使飞机能停止在预定的位置。飞机从静止开始移动,拉力或推力必须大于最大静摩擦力,故飞机开始滑行时应适当加大油门。飞机开始移动后,摩擦力减小,则酌量减小油门,以防加速太快,保持起滑平稳。滑行中,如果要增大滑行速度,则柔和加大油门,使拉力或推力大于摩擦力,产生加速度,使速度加大。

    飞机从地面滑跑到离地升空,是由于升力不断增大,直到大于飞机重力的结果。而只有当飞机速度增大到一定程度时,才可能产生足以支持飞机重力的升力。可见飞机的起飞是一个速度不断增加的加速过程。剩余拉力较小的活塞式螺旋桨飞机的起飞过程,一般可分为起飞滑跑、离地、小角度上升(或一段平飞)、上升四个阶段。对有足够剩余拉力的螺旋桨飞机,或有足够剩余推力的喷气式飞机,因可使飞机加速并上升,故起飞一般只分三个阶段,即起飞滑跑、离地和上升。

    对螺旋桨飞机而言,起飞滑跑中引起飞机偏转的主要原因是螺旋桨的副作用。起飞滑跑中,螺旋桨的反作用力矩力图使飞机向螺旋桨旋转的反方向倾斜,造成两主轮对地面的作用力不等,从而使两主轮的摩擦力不等,两主轮摩擦力之差对重心形成偏转力矩。螺旋桨滑流作用在垂直尾翼上也产主偏转力矩。前三点飞机抬前轮时和后三点飞机抬尾轮时,螺旋桨的进动作用也会使飞机产生偏转。加减油门和推拉驾驶杆的动作愈粗猛,螺旋桨副作用影响愈大。为减轻螺旋桨副作用的影响,加油门和推拉驾驶杆的动作应柔和适当。滑跑前段,因舵的效用差,一般可用偏转前轮和刹车的方法来保持滑跑方向。滑跑后段应用舵来保持滑跑方向。随着滑跑速度的不断增大,方向舵的效用不断提高,就应当回舵,以保持滑跑方向。

    飞机转入平飘后,在阻力的作用下,速度逐渐减小,升力不断降低。为了使飞机升力与飞机重力近似相等,让飞机缓慢下沉接近地面,飞行员应相应不断地拉杆增大迎角,以提高升力。在离地约0.15米~0.25米的高度上将飞机拉成接地迎角姿态,同时速度减至接地速度,使飞机轻轻接地。

    在平飘过程中,飞行员根据飞机下沉和减速的情况相应地向后拉杆。一般来说,在平飘前段,需要的拉杆量较少,因为此时飞机的速度较大。在速度减小、升力减小时,只需稍稍拉杆增加少量的迎角,就能保持平飘所需的升力。如拉杆量过多,会使升力突增,飞机将会飘起。

    在平飘后段,需要的拉杆量较多。因为此时飞机的速度较小,如拉杆量与前段相同,增加同样多迎角,升力增加小,飞机将迅速下沉;此外随着迎角的增大,阻力增大,飞机减速快,也将使飞机迅速下沉,因此只有多拉杆,迎角增加多一些,才能得到所需的升力,使飞机下沉缓慢。

    总之,在平飘中,拉杆的时机、分量和快慢,由飞机的速度和下沉情况来决定。飞机速度大、下沉慢时,拉杆的动作应慢些;反之,速度小、下沉快时,拉杆的动作应适当加快。

    此外,为了使飞机平稳地按预定方向接地,在平飘过程中,还须注意用舵保持好方向。如有倾斜,应立即以杆舵一致的动作修正。因此时迎角大、速度小、副翼效用差,故应利用方向舵支援副翼,即向倾斜的反方向蹬舵,帮助副翼修正飞机的倾斜。

    像鸟儿一样在天空飞翔,自古以来就是人类的梦想。为了实现这一梦想,人们付出了多年坚持不懈的努力,甚至许多先驱者生命的代价。终于在1903年12月17日,世界第一架载人动力飞机在美国北卡罗莱纳州的基蒂霍克飞上了蓝天。这架飞机被叫做“飞行者——1号”,它的发明者就是美国的威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟。这架飞机的翼展为13.2米,升降舵在前,方向舵在后,两副两叶推进螺旋桨由链条传动,着陆装置为滑橇式,装有一台70千克重、功率为8.8千瓦的四缸发动机。这架航空史上著名的飞机,现陈列在美国华盛顿航空航天博物馆内。

    14.为什么鱼只能在水里生活

    生物学家通过对鱼的研究,了解到鱼类的外形构造及鱼适应水中生活的特点。

    鱼类适于水中生活的特点:鱼身体的颜色上深下浅,为鱼的保护色;身体呈流线型,中间大两头小;身体表面覆盖鳞片,能保护身体;鳞片表面有一层粘液,游泳时能减小水的阻力;身体两侧有一行侧线,侧线和神经相连,主要是测定方向和感知水流的作用;鱼的身体长有胸鳍、背鳍、腹鳍和尾鳍,是鱼在水中的运动器官;鱼用鳃呼吸;体内有鳔,主要作用是调节身体的比重,鳔在鳍的协同下,可以使鱼停留在不同的水层里。鱼类属于脊椎动物中低等动物。因为鱼终生离不开水,用鳃呼吸,所以鱼的血液循环只有“心脏—心房—心室”这一条循环路线,动脉血和静脉血混合;特别是鱼的生殖是体外受精,自然孵化,体温不恒定。

    鱼身上的各处鱼鳍各有不同的作用:鱼的背鳍和臀鳍主要起稳定作用和平衡作用。尾鳍和体侧肌肉配合,起推动鱼体和掌握方向的作用。鱼的胸鳍和腹鳍的主要作用是保持鱼体平衡,配合鱼体转向,调整鱼体升降。但胸鳍比腹鳍用途更广,可以像船桨一样一下一下地划动,使鱼体徐徐前进。

    鱼是靠鳃呼吸的,鳃丝密布毛细血管,能呼吸溶解在水中的氧。一旦上岸,鳃丝就会黏在一起,鳃丝无法展开,于是就不能呼吸。因此,鱼必须终身生活在水中。

    在脊椎动物中,只有鱼类和圆口纲是终身用鳃呼吸的水生动物,但鱼类的鳃是由外胚层发育形成,而圆口类的鳃起源于内胚层。鱼类一般具有5对鳃弓(少数鱼有6~7对),在咽部两侧各有5个鳃裂。鳃主要由鳃弓、鳃隔、鳃瓣等几部分组成。鳃弓起支持作用,它的内侧缘着生鳃耙,进出鳃的血管都从鳃弓上通过;鳃弓的外侧缘是鳃隔,鳃隔前后突起形成鳃经;无数鳃经紧密排列成栉状鳃瓣,鳃丝上的无数小突起称鳃小叶,是气体交换之处。鳃小叶上布满毛细血管,血液最后流入窦状隙内。窦状隙的壁由结缔组织组成,起支持作用。鳃小叶的表层为单层上皮细胞,故鱼鳃呈鲜红色。硬骨鱼类的鳃较原始,鳃裂开口于体内,鳃隔发达,前后各有1个半鳃,这2个半鳃总称全鳃,外侧有鳃盖保护,鳃盖下面的内侧为鳃腔或鳃室,以一个总鳃孔向后开口于体外。鳃盖后缘延伸有柔软的鳃盖膜,能将鳃孔紧紧地封住。

    鱼类除用鳃呼吸外,还有辅助呼吸的器官,如泥鳅等利用肠吞入气体用肠呼吸;弹涂鱼、鲇鱼等能进行皮肤呼吸;黄鳝等能利用口腔呼吸;乌鱼、胡子鲇等能进行褶鳃呼吸;肺鱼等用鳔呼吸。鱼类有两个鼻孔,但不通口腔(仅肺鱼和总鳍两个亚纲除外)。

    鳔是胚胎发育时从消化区分出来的,位于体腔背面消化道与肾脏之间的一膜状束,形状据各种鱼而异,有一室、二室或多室。鳔的主要机能是调节鱼体的沉浮或停留在一定的水层,当鳔体积膨胀增大,鱼体在水中比重变小,鱼则上浮;当要停留在一定水层时,鳔就需放出部分气体。当鳔体积减小时,鱼体在水中比重加大,鱼下沉。鳔体积的改变是一个比较缓慢的过程,故无鳔鱼类只宜生活在比较固定的水层中。生活在深海、急流中或游速特快的鱼等,鳔对它们的生活已失去了作用。例如游速很快的鲨鱼、鲐鱼、金枪鱼等就没有鳔。因此,它们必须始终保持运动状态,停息只能在水底。鳔的另一功能是进行气体交换,软骨鱼类和少数硬骨鱼就是用鳔协助呼吸,例如非洲的多鳍鱼,在旱季时,就用1对类似肺的鳔进行气体交换。肺鱼、雀鳝等也能用鳔呼吸。

    15.彩虹为什么有那么多颜色

    彩虹是人们时常看到的一种自然界的光现象。每当五彩缤纷的彩虹当空挂时,人们都会情不自禁地争相观赏这种大自然美景。古时,有人将之比喻为寂寞的嫦娥在云端歌舞挥起的彩绸;也有人说它是仙女为窥视人间在云中搭起的彩桥。不管是彩绸,还是彩桥,都只不过是神奇的传说罢了。而现实中的彩虹是什么?它是如何形成的呢?

    只要有太阳光来自身后,照射到对面正在或刚下过雨的雨幕上,就会出现一条内紫外红的七色彩虹。彩虹的形成,主要是由于太阳光在圆形的雨滴内经过折射,又回到了观察者眼睛的结果。由于不同颜色的光线波长不同,它们在雨滴中“拐弯”的程度也稍有差别。因此对观察者来说,不同高度的雨滴便会出现不同的颜色。在雨滴幕上彩虹区的最上部,雨滴是红色,依次是橙、黄、绿、蓝和靛,最下部的雨滴便是紫色。人们在生活中也常可见到彩虹,例如,在人工喷泉和天然瀑布的旁边可以看到彩虹,或者在家里熨衣服时喷一口水,只要背后有光线过来,也会出现彩虹。

    空气里小水滴的大小,决定了彩虹的色彩与宽度。雨滴越大,彩虹带越窄,色彩越鲜明;雨滴越小,彩虹带越宽,色彩越黯淡。当雨滴小到一定程度时,分光和反射不明显,彩虹就消失。这说明了彩虹的形成直接与空气中雨滴的存在、多少、大小有着直接关系,反过来说,彩虹跟天气变化有关。例如:如果彩虹的色彩从鲜艳变为暗淡,宽度从狭窄变为宽大,都说明空气中雨滴由大逐渐变小,由此,我们可以推测空气可能逐渐转向稳定,天气情况渐趋稳定。

    那么,阳光是如何在小水滴中产生分光色散现象的?

    阳光射入小水滴,即从空气这种媒质进入水这种媒质,发生了一次折射。由于构成白光的各种单色光的折射率不同,紫光波长最短,其折射率最大,红光波长较长,其折射率最小,其余各色光则介乎其间。因此,光线在小水滴内产生分光现象,各色光同时在小水滴继续传播,遇到水滴的另一界面时被反射回来,重新经过小水滴内部,出来时再一次发生折射回到空气中。这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时,阳光通过这些小水滴,经过反射和折射作用,射出来的光集中在一起,天空中美丽的彩虹就形成了。

    我们看彩虹时,有色的光线依着各种角度从小水滴中反射出来,对于某一质点来讲只能把某一种颜色的光线射入我们的眼帘,而从同一雨滴中折射出来的其他有色光或高或低地越过我们的眼帘,不被我们所看到。具体而言,在那些能进入我们眼帘的、并经处于最高位置的小水滴所折射的光线中,由于红光折射率最小,偏向角也最小,所以才能进入我们的眼帘,我们看到的只是红光,其他色光由于折射率大,偏向角也大,都越过我们的头顶而去。稍低一点的小水滴,也就只能是在折射光线中偏向角比红光大,又比其余色光小的橙色光先进入我们的眼帘,而被我们看到;而其余色光中,红光偏低,黄、绿、蓝、靛、紫都偏高,越过我们的眼帘不被我们所看到;而以此类推,那些进入我们眼帘,并经处于最低一层位置的小水滴折射后的光线,我们只能看到的是紫光,其余色光都从我们眼皮底下溜走。这样,空中邻接的小水滴中折射出来的光线,形成一条内紫外红的彩虹。

    16.人为什么要吃饭

    一切生命活动都需要能量,如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等。而这些能量主要来源于食物。食物中所含的营养素可分为五大类:碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素。其中,碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。俗话说,“人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌”。吃饭不仅仅是为了填饱肚子,食物还会供给我们身体所需要的各种能量。而人的活动离不开这些能量,这就好比汽车如果没有了汽油就跑不起来了的道理一样,人如果离开食物也就不能进行任何生命活动了。从小到大,人的身体及各个组织都在生长发育,而身体也在不断地更新,这就需要许多食物当中的营养物质来满足人的各个组织的发育及更新。

    所以说,人吃饭不仅为了填饱肚子,更是为了维持人体的正常活动,维持人的生命。健康是指生理、心理及社会适应三个方面全部良好的一种状况,而不仅仅是指没有生病或者体质健壮、健康。人们每天的工作、学习、运动都是要消耗体内能量的。为了补充能量,我们就要不断摄取食物中的能量物质,如糖、脂肪、蛋白质。这是人体的新陈代谢,是人体生命活动的基本特征之一。这就意味着生物体与环境之间持续不断地进行着物质与能量的交换。新陈代谢是由合成代谢和分解代谢两部分组成,而吃饭是为了不断从外界摄取营养物质,从而合成自身结构成分及其他物质的过程,即合成代谢;分解代谢是指体内物质和组成成分,经异化作用被分解氧化并释放能量的过程。因此,合成代谢是吸收能量,而分解代谢是释放能量,两者相辅相成。通常把生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用称为能量代谢。

    人和动物不能像绿色植物那样进行光合作用,也不能像硝化细菌那样进行化能合成作用,它们只能依靠摄取外界环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。人和动物需要摄入外界的物质(食物),并通过消化、吸收,把可利用的物质转化、合成为自身的物质;同时把食物转化过程中释放出的能量储存起来,这就是同化作用。绿色植物利用光合作用,把从外界吸收进来的水和二氧化碳等物质转化成淀粉、纤维素等物质,并把能量储存起来,也是同化作用。异化作用是在同化作用进行的同时,生物体自身的物质不断地分解变化,并把储存的能量释放出去,供生命活动使用,同时把不需要和不能利用的物质排出体外。

    人体内能量的贮存形式是脂肪,脂肪在体内的异常堆积,会导致肥胖和机体不必要的负担,并可成为心血管疾病、某些癌症、糖尿病等退行性疾病的危险因素。如果人体每日摄入的能量不足,机体就会运用自身储备的能量甚至消耗自身的组织以满足生命活动的能量需要。人长期处于饥饿状态,在一定时期内机体会出现基础代谢降低、体力活动减少和体重下降以减少能量的消耗,使机体产生对于能量摄入的适应状态,此时,能量代谢由负平衡达到新的低水平上的平衡。

    17.风是怎样形成的

    风,摸不着,看不见,但可以感觉出来。你看树枝在摇晃,雪花在空中飞舞,有时尘土飞扬,这些都是风的踪迹、风的作用。

    风是怎样形成的呢?简单地说,空气的流动便是风。夏天乘凉的时候,用扇子扇一下,便会有一股凉风扑面而来,这就是扇子强迫周围空气流动的结果。那么,空气大范围的流动,是怎么形成的呢?

    原来地球表面各个地方接受太阳的热量并不一样,有的地方接受得多,空气变暖,温度升高,使得暖的空气要膨胀。相反,有的地方接受太阳的热量少,温度降低,空气变冷,冷的空气要收缩。空气跟水一样,总是由高温空气向低温空气流动。这样,空气的流动就形成风。例如冬天,室内温度高,室外温度低,一开门,高温空气与低温空气对流,立刻生成风,可使蜡烛熄灭或把火焰吹歪斜。

    风的形成主要是气压差引起的,空气的流动原来是由气压梯度力推动起来的,风刮的猛烈还是微弱也是由气压梯度力的大小来决定的。各地的气压如果发生了高低的差异,也就是说两地之间存在气压梯度,气压梯度就会把两地间的空气从气压高的一边推向气压低的一边,产生空气流动,于是就产生了风。在空气的“海洋”里也有“水位差”——气压差,即两地间存在着气压梯度。水和空气都是流体,又都有重量,水平方向上两地的水或空气如果存在重力的差异,就都会产生由重力大的地方指向重力小的地方的旁压力。从这个意义上看,情况又都相像:水受到旁压力的作用从高处流向低处,水位差愈大,流速愈快;而空气也在旁压力的推动下,从气压高处流向气压低处,两地间气压差愈大,也即气压梯度愈大,空气流得也愈快,风刮得愈起劲。

    人们将在空气的“海洋”里,由于存在气压梯度而产生的这种旁压力称为气压梯度力。气压梯度力是由于大气压力不均匀而作用在空气质点上的压力,其方向由高压指向低压,垂直于等压面,也可以分解成水平气压梯度力和垂直气压梯度力。显然,它的大小和气压梯度成正比。

    在一定条件下冷热差异也会引起风。冷热的矛盾也可以转化为气压高低的矛盾:热空气发生膨胀,引起该区空气密度减小,结果使得单位面积上承受的空气柱重量也减小,也就是说,那里的气压降低了;相反的,一个地区冷下来的结果会引起那里气压的升高。可见,两地间如果发生了冷热的差异,就会相应地引起气压的差异,冷热差异越大,气压差异也越大。

    还有地转风,是指自由大气中空气的水平等速直线运动,是指无加速度、惯性离心力不起作用情况下的运动。在这种运动中,只有水平气压梯度力和地转偏向力起作用。地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。梯度风是地转风在一定条件下,转化成另一种大尺度的系统风。当地转风在圆形的气压场中时,风是作等速曲线运动。作曲线运动物体的运动轨道,都有一定长度半径,所以风在运动时,除梯度力、偏向力作用外,还要受到惯性离心力的作用,当三个力作用平衡时,有效分力为零,风沿等压曲线作惯性等速曲线运动,这就是梯度风。

    18.海水为什么会是蓝色的

    你站在海边,极目远望,你会看到大海是蓝色的。然而,当你舀一勺海水看看,你会发现海水既不是蓝色的,也不是白色的,海水就像自来水一样,是无色透明的。

    选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。

    太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成的。当太阳光照射到大海上,红光、橙光这些波长较长的光,能穿透海水,并不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光,虽然也有一部分被海水和海藻等吸收,但是大部分被海水反射回来了,进入我们的视线而我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深,被散射和反射的蓝光就越多。所以,我们看见的大海就呈现出蓝色。通常,我们把光通过介质时,光的部分能量被介质吸收而转变成介质的内能,使得光的强度随着光穿过的厚度而衰减的现象称为光的吸收。若某种介质在一定波长范围内,对光的吸收程度很小,并且随波长变化不大,这种吸收称为一般吸收;若某种介质对某些波长的光的吸收特别强烈,且随波长变化也很大,这种吸收称为选择吸收。绝大部分物体之所以呈现颜色,都是其表面或体内对可见光进行了选择吸收的结果。

    水分子对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时,部分光线离原来方向而分散传播的现象)的强弱不同,对于波长短的光(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时,可见光中各种波长的光几乎都能透过,散射作用也不显著。因此,虽然水是无色透明的,但当水较深时,由于散射作用显著,水就显出浅蓝绿色。水中溶有空气越多越偏绿色。水更深时会出现深蓝色甚至显黑色。海水较深时显蓝色,就是这个缘故。

    人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现出紫色,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。

    19.筷子在有水的玻璃杯里为什么好像是断的

    当我们把筷子插入盛水的玻璃杯中后,你会发现,筷子像是被水折断似的。这个实验告诉我们,光线在穿过密度均匀的物质(介质)时,其传播方向和速度一般保持不变;当光线倾斜地穿过密度不同的两种介质时,在两种介质接触的地方,或者叫界面,不仅传播速度发生改变,而且行进的方向也发生偏折,这就是物理学中的光折射。当光线由密度较小的物质中射入密度较大的物质中,也就是说,从疏介质进入密介质时,要向垂直于界面的法线方向偏折,即折射角小于入射角;反之,折射角会大于入射角。这就是光的折射规律。在大自然中,空气层的各部分密度是有差别的,在特殊情况下,这种密度差还很大,因此,发生光的折射和反射现象就非常正常了。

    筷子在水上部分各点射出的光线沿直线直接射入人的眼睛,而筷子在水下部分各点射出的光线必须从水射入空气,在水面处发生折射后再进入人的眼睛。由于折射角大于入射角,眼睛逆着折射光线看去光线好象从实际点更高的地方射入,肉眼看到的点其实是实际点的虚像。

    光从空气斜射入水(玻璃)或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折。折射角随着入射角的增大而增大。当光线垂直射向介质界面时,传播方向不改变。但是在光的折射中,光路是可逆的。了解这个道理后我们就可以解释在灌满水的游泳池,从上面看起来比实际的要浅;斜插在水中的筷子从上面看,好像在水面处弯折了一样;到河边玩,想抓起水里的石子,结果一伸手没拿到,需要把手伸得更深一点才行。

    光折射的现象在生活中还有很多,你看到过渔民叉鱼吗?如果是你,你该怎么叉到鱼呢?是根据自己眼睛的判断吗?我们来看看渔民是怎么做的,渔民在叉鱼的时候,总要叉鱼的下方,为什么?因为光由水进入空气时,会在水面发生折射,我们看到的鱼像是鱼的虚像,要比鱼的实际位置高。所以沿着看到的鱼的方向是叉不到鱼的,只有叉看到的鱼的下方才能叉到鱼。

    20.天上的星星能数得清吗

    晶莹闪亮、装点着夜晚星空的众多繁星,看上去杂乱无章。其实天文学家把天空中的星星,按区域划分成88个星座。其中,北部天空(以天球赤道为界)有29个星座;南部天空有46个星座,跨天球赤道南北的有13个星座。只要我们有耐心,数完一个星座里面的星星,再数下一个星座,是能数清用肉眼能看得见的星星。据天文学家计算的结果:0等星6颗;1等星14颗;2等星46颗;3等星134颗;4等星458颗;5等星1476颗;6等星4840颗……总共不超过7000颗。

    如果我们借助望远镜,情况就不同了,哪怕用一台小型天文望远镜,也可以看到5万颗以上的星星。现代最大的天文望远镜能看到10亿颗以上的星星。

    但是在理论上,夜空中的星星是数不清楚的。因为那些星星和太阳是一样的恒星,它们都是在“宇宙大爆炸”下形成的。星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10~100K,密度约10~23克每立方厘米,相当于1立方厘米中有1~10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的,通常是成块地出现,形成弥漫的星云。星云里四分之三质量的物质是氢,处于电中性或电离态,其余是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子,如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多,那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下,星云会向内收缩并分裂成较小的团块,经过多次的分裂和收缩,逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时,一颗新恒星就诞生了。

    可在宇宙中,随时都有大质量恒星的死亡。大质量恒星经过一系列核反应后,形成重元素在内、轻元素在外的洋葱状结构,其核心主要由铁核构成。此后的核反应无法提供恒星的能源,铁核开始向内坍塌,而外层星体则被炸裂向外抛射。爆发时光度可能突增到太阳光度的上百亿倍,甚至达到整个银河系的总光度,这种爆发叫做超新星爆发。超新星爆发后,恒星的外层解体为向外膨胀的星云,中心遗留一颗高密天体。

    金牛座里著名的蟹状星云就是公元1054年超新星爆发的遗迹。超新星爆发的时间虽短不及1秒,瞬时温度却高达万亿摄氏度,其影响更是巨大。超新星爆发对于星际物质的化学成分有关键影响,这些物质又是建造下一代恒星的原材料。

    还有一种星体叫做黑洞。它是看不到的,它附近的引力大到足以使运动最快的光子也无法摆脱它的束缚。因为光速是现知任何物质运动速度的极限,连光子都无法摆脱的天体必然能束缚住任何物质,所以这个天体不可能向外界发出任何信息,而且外界对它探测所用的任何媒介包括光子在内,一贴近它就不可避免地被它吸进去。它本身不发光并吞下包括辐射在内的一切物质,就像一个漆黑的无底洞。而宇宙中有多少个黑洞,目前还无法探知。

    所以,当我们仰望夜空的时候,只是看到那些发光或正在爆炸的星星。要是你数星星的话,是永远都数不完的。

    21.鞭炮为什么会爆炸

    鞭炮里有些什么?为什么一点火它就爆炸?让我们“牺牲”一个爆竹,做一下“解剖”,这个问题就解决了。

    剥开爆竹的纸皮,你就会看到,爆竹里是些黑色粉末——这就是我国古代四大发明之一的黑火药。黑火药里,既有容易燃烧的硫磺粉、木炭粉,又有遇热能放出氧气助燃的硝石(硝酸钾)。做爆竹时候把这三种东西研成很细的粉末,各取不同的份数均匀地混合在一起。火药其实就是用硫磺粉和木炭粉(主要提供碳)以及硝酸钾(主要提供氧气)按照“一硝二磺三木炭”的比例(硝酸钾75%、硫磺10%、木炭15%)混合而制成的。

    用火点燃爆竹的药引后,一旦烧着了里面的黑火药,便实时发生一连串非常剧烈的氧化还原反应,释放出大量的能量和生成许多气体。这些生成的气体包括二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳等。由于爆竹内的气体体积突然猛烈地增加数千倍,那层并非包得很紧的草纸便承受不住压力,形成爆炸,发出“啪”的响声。

    可当点着一些散开的火药面,它就会“呼”地一下着起来,并不爆炸。这是因为火药是散开的,它迅速地燃烧,产生的大量气体、烟尘能在敞开的空间自由膨胀的缘故。

    那个烟花和焰火都是运用这原理制成的,只是在烟花和焰火里加入了发光药剂。烟花药剂燃烧时除了能发光外,还要产生不同颜色的火焰。火焰颜色是由于烟花药剂燃烧时,它的各组成成分间起了某种化学反应生成了某些原子或分子,这些分子或原子以一定的频率振动,在可见光谱范围内呈现一定波长的谱带或谱线,从而使火焰着色成为有色火焰,这种现象称为“焰色效应”。

    利用烟花药剂燃烧后产生发光效应。在药剂中增加金属粉(如铝粉、镁铝合金粉等)燃烧时即可生成固体和液体生成物,则离解出大量的光能和热辐射,发光强度有数十万根烛光的强度,温度可达数千度。烟花药剂就是利用这种发光效应而起到照明作用的。再利用这种发光作用,可制造出大小不一和形状不同的各种照明灯(弹)。

    有的药剂被点燃后除了能产生一定光色外,还能在光载体中喷出许多金黄色或钢色,或是白色的亮星,把这种现象称为“喷波”(或拉波)。这种现象的产生也是利用发光效应。当将硬木炭粉或铝粉、铁粉加入药剂中,燃烧后有一些颗粒在光载体中没有完全燃尽被喷出,这些被喷出的颗粒再遇见空气中的氧,就会发生第二次燃烧反应,从而产生不同颜色和一定亮度。硬木炭粉可产生金黄色小星;铁粉可产生钢蓝小星;铝粉可产生白色小亮星,利用喷波的作用,即可制造出各种烟花形象,如可制成金黄色、白色、钢蓝色的各种喷花;或能产生乱窜的蝌蚪游水般的零部件(称为曲率)以及翻跟头的部件(称为绣球)等。

    有的药剂被点燃后能强烈地燃烧产生一定亮变和光色,并产生一亮一熄的脉冲现象。这种效果我们称为闪烁,也是利用发光效应的一种。在药剂中除了加入金属粉外,还要加入易产生大量的固体和液体生成物的材料。这样即可使药剂燃烧后,由于有金属粉存在则会产生较高的温度和较大的亮度,当固体和液体的残渣覆盖下一层等待燃烧的药剂时,即会出现低温辐射给人一种熄灭的感觉。当下一层药剂被点燃后,又会产生高温和较大的亮度。紧接着又用固体和液体残渣覆盖再下一层的药剂,以此推类,则会出现一亮一灭的现象。我们利用这种一亮一熄的脉动现象,可制造出有如雪花飘飘、红星闪耀等烟花成品和各种零部件。

    烟花和空中礼花产生烟花效果时,同观众的眼睛直线距离一般都不少于数十米、甚至数百米,如果它们产生的光色暗淡,则不会收到较好的效果。这就要求这两类烟花除了光色正确外,还要有一定的亮度。这也即是说除了要求获得色纯度比较高的火焰外,同时也要利用药剂的发光效应使火焰具有鲜艳的效果,要想获得美丽鲜艳的火焰,也必须加入一定量的金属粉。

    烟花药剂在某种容器中,被点燃后有的由燃烧转为爆燃而发出闪光的雷声;有的由于产生的气体从喷孔中能发出悦耳的哨声或笛声;有的能产生类似鸟叫或嗡子声音,我们将这种现象称之为“声响效应”。利用这些“声响效应”可制成如称为筒雷、包雷、嗡子、小鸟、哨子、笛子等部件,再采用这些部件又可以配成许多种大小烟花和空中礼花,如:小火箭的“响弹”,大型烟花的“百鸟齐鸣”,空中礼花的“雷鸣花开”等等。

    22.为什么受伤后流出的血是红色的

    在小说的世界里,要想描述出一个惊心动魄的场面,总是少不了鲜红的血。至少在电影和电视里,血如果不是红的就不会那样扣人心弦,血的颜色决不能用绿色、蓝色或白色来敷衍。

    我们取一滴鲜血在显徽镜下观察血液固体成分时,可以发现它是由三种不同的细胞混合在一起的。它们分别称为红细胞、白细胞和血小板。在1立方毫米体积的血液中,它们存在的浓度分别为450万~500万个、6000~8000个和30万~50万个。

    人的血液呈红色,是因为血液里含有由红色蛋白质——血红蛋白构成的红血球。红血球,也叫红细胞,是血液的主要成分。在我们的身体里,每l立方毫米(约相当于一颗小米粒那么大)血液中,就有400万~500万个红细胞。所以,血液看上去就成了红色的了。

    血液的红色是有变化的,有时是鲜红色,有时又会变成暗红色。这又是为什么呢?

    原来,红细胞在血液中的主要功能是运输氧气和二氧化碳。红细胞和氧结合的时候是鲜红色的,而和二氧化碳结合的时候是暗红色的。所以,血液从肺脏流过,携带上氧气以后是鲜红色的,而从全身其它器官流过以后,由于放掉了氧气,携带上了二氧化碳,又变成暗红色的了。

    红细胞在身体里还可以充当“人体卫士”。人体免疫系统能识别、排除细菌或病毒及自身衰老变性成分等“异己物质”,使人体维持稳定的生理平衡。红细胞对细菌、病毒等抗原性异物的侵入,可产生与此相应的抗体,并与抗原结合成免疫复合物,再通过血清中的补体蛋白酶与红细胞表面的蛋白酶受体结合,将它带至肝脏等处进行清除。由于红细胞为数众多,而且蛋白酶受体95%处在表面,与免疫复合物相遇的机会比白细胞要大1000倍。能通过红细胞具有过氧化物酶活性的表面,直接消灭所粘附的抗原性异物。

    红细胞的存在,可大大促进吞噬细胞的吞噬作用。红细胞的免疫功能,还可从某些疾病的发生和发展过程中得到证明,如因遗传因素而引起的红细胞表面蛋白酶受体较少的人,红细胞免疫功能低下,是系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、自身免疫性疾病,以及病毒性肝炎、流行性出血热等传染病和肝癌等恶性肿瘤疾病的发病原因之一。

    血液在人体内的作用非常大。

    血液运输。运输是血液的基本功能,自肺吸入的氧气以及由消化道吸收的营养物质,都依靠血液运输才能到达全身各组织。同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也依赖血液运输到肺、肾等处排泄,从而保证身体代谢的正常进行。血液的运输功能主要是靠红细胞来完成的。贫血时,红细胞的数量减少或质量下降,从而不同程度地影响了血液这一运输功能,出现一系列的病理变化。

    参与体液调节。激素分泌直接进入血液,依靠血液输送到达相应的靶器官,使其发挥一定的生理作用。可见,血液是体液性调节的联系媒介。此外,如酶、维生素等物质也是依靠血液传递才能发挥对代谢的调节作用的。

    保持内环境稳态。由于血液不断循环及其与各部分体液之间广泛沟通,故对体内水和电解质的平衡、酸碱度平衡以及体温的恒定等都起决定性的作用。

    防御功能。机体具有防御或消除伤害性刺激的能力,涉及多方面,血液体现其中免疫和止血等功能。例如,血液中的白细胞能吞噬并分解外来的微生物和体内衰老、死亡的组织细胞,有的则为免疫细胞,血浆中的抗体如抗毒素、溶菌素等均能防御或消灭入侵机体的细菌和毒素。上述防御功能也即指血液的免疫防御功能,主要靠白细胞实现。此外,血液凝固对血管损伤起防御作用。

    人类最基本的血型为A、B、AB、O血型。A、B、AB、O血型是根据红细胞所含的凝集原而划分的。根据A和B两种凝集原的组合,有四种类型:含有A凝集原的称为A型;含有B凝集原的称为B型;含有A和B两种凝集原的称为AB型;既无A也无B的凝集原的称为O型。应当指出的是,除A、B、AB、O血型之分外,还有Rh血型阳性和阴性之分。我国汉族人Rh阳性率达99%,塔塔尔族人为84.2%;苗族人为87.7%。因此输血时,还需注意Rh血型的鉴定。Rh血型抗体是一种免疫抗体,输入Rh抗原后才在体内产生。Rh阴性的人,如接受Rh阳性的血液后,即产生Rh抗体。

    23.叶子为什么是绿色的

    在大自然中,大部分植物的叶片都是绿色的,这是因为植物叶片内含有叶绿素,我们也见过这样的现象:如果把植物放在不见天日的黑暗处,植物的叶片就不会变成绿色,而变成淡黄色。那么,植物叶片的叶绿素的形成一定要依靠太阳光吗?

    高等植物叶绿体中的叶绿素,主要有叶绿素a和叶绿素b两种。它们不溶于水,而溶于有机溶剂,如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。在颜色上,叶绿素a呈蓝绿色,而叶绿素b呈黄绿色。按化学性质来说,叶绿素是叶绿酸的酯,能发生皂化反应。在光合作用中,绝大部分叶绿素的作用是吸收及传递光能,仅极少数叶绿素a分子起转换光能的作用。

    叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”。镁原子居于卟啉环的中央,偏向于带正电荷,与其相联的氮原子则偏向于带负电荷,因而卟啉具有极性,是亲水的,可以与蛋白质结合。叶醇是由四个异戊二烯单位组成的双萜,是一个亲脂的脂肪链,它决定了叶绿素的脂溶性。叶绿素不参与氢的传递或氢的氧化还原,而仅以电子传递(即电子得失引起的氧化还原)及共轭传递(直接能量传递)的方式参与能量的传递。

    卟啉环中的镁原子可被氢原子、铜原子、锌原子所置换。用酸处理叶片,氢原子易进入叶绿体,置换镁原子形成去镁叶绿素,使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合,形成铜代叶绿素,颜色比原来更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。

    凡进行光合作用时释放氧气的植物均含有叶绿素a;叶绿素b存在于高等植物中。这样多数叶子看起来都是绿色的。叶片的表皮由一层排列紧密、无色透明的细胞组成位于上下表皮之间的绿色薄壁组织总称为叶肉,是叶进行光合作用的主要场所,其细胞内含有大量的叶绿体。大多数植物的叶片在枝上取横向的位置着生,叶片有上、下面之分。上面(近轴面、腹面)为受光的一面,呈深绿色。下面(远轴面、背面)为背光的一面,为淡绿色。

    叶子并不是长久地生长在植物体上,而是有一定的寿命。一般一年生植物,叶子随着植物体一起死亡;而多年生草本植物和落叶的木本植物,其叶子的寿命只有一个生长季。常绿的木本植物,叶的寿命可以有几年。

    当植物即将落叶时,叶子内部发生很大变化,细胞中有用物质逐渐分解运回茎内。叶绿体中叶绿素分解比叶黄素快,叶片逐渐变黄。有些植物在落叶前细胞中有花青素产生,绿叶变为红叶。与此同时,在叶柄基部有一层细胞进行分裂,形成几层小型的薄壁组织细胞,这层结构叫做离层。不久这层细胞间的中层分解,继而整个细胞分解,叶片逐渐枯萎,以后由于风吹雨打等机械力量,使叶柄自离层处折断,叶子脱落。在离层折断处的细胞栓质化,起着保护“伤口”的作用。叶脱落后,在茎上留有的疤痕,叫做叶痕。

    24.气球怎么会飞上天空

    氢气是世界上最轻的气体。它的密度非常小,只有空气的1/14。要使气球能够升空,那么就要使气球内的气体密度较小(比空气轻)。由于氢气是一种密度较低的气体,把氢气注入气球内,便可以使它飘浮在空中。

    气球的升空还靠一样东西——浮力。液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体,受到各方向流体静压力的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。例如石块的重力大于其同体积水的重量,则下沉到水底。木料或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重,所以浮于水面。气球的重量比它同体积空气的重力小,即浮力大于重力,所以会上升。

    热气球升高的原理也是一样的。热气球由气囊和吊在气囊下面的吊篮或吊舱组成。气囊内充满了密度比空气小的浮升气体,使气球升空。热气球是一种无动力装置的航空器,可用于大气研究、跳伞训练以及散发宣传品等,小型的热气球也可作玩具。

    热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说,必须选择速度和方向都合适的高空气流,并随之运动,才能高效地完成飞行。就像作环球旅行时需要不停地换飞机一样,热气球需要搭乘不同的气流,“换气流”时飞行员所要做的就是调整高度,热气球的高度通常要达到10多千米。

    同时,热气球升空的动力来自于燃烧系统,当燃烧系统燃烧丙烷或液化石油气所产生的热气装满球囊时,由此产生的升力使热气球上升并承受载荷主体。

    艺术彩球就是取材于传统玩具中的气球,经过专业人员不断创新,已形成了一门专业艺术,在各类喜庆、广告活动中已成为一种时尚的选择。彩球艺术中最基本的材料就是气球,根据生产气球使用的原料不同可分为乳胶气球和铝箔气球,乳胶气球是使用天然的乳胶和不同色彩染料添加剂制成的,具有不同的色彩和不同的质感,根据气球的形状不同,乳胶气球又分为圆形彩球、心形彩球、花瓣形彩球、空形彩球、圆柱形彩球,等等。乳胶气球的充气多用普通空气或氦气,也可用氮气,但绝不可用氢气,充普通空气的气球不会自动飘起。当对乳胶气球充气时,球皮将逐渐膨胀并延伸到适当的尺寸,由于乳胶气球充气越大则球皮越薄,为了延长乳胶气球充气后的可持续时间,最好别把它吹至所标识的直径尺寸,一个直径11英寸的乳胶气球,一般吹至9~10英寸就可以了。铝箔气球是由金属铝箔与聚酰胺纤维等材料复合制成,密封性好,它比乳胶气球保持充气后的膨胀时间要强十几倍。铝箔气球充气后一般为自动封口。

    热气球的历史:中国在10世纪时就以纸糊灯笼下燃松脂得以升空作为军事信号,这种松脂灯(又名孔明灯)就是一种原始的热气球。1783年6月4日,法国人蒙哥尔费兄弟表演了他们制作的热气球。1783年法国物理学家JAC查理制成和试放第一个氢气球。19世纪初氢气球已成为军事、体育运动和科学试验方面很有实用价值的航空器。但氢气球有易燃易爆的缺点。20世纪20年代以后,出现了用氦气代替氢气的氦气球。氦气球比较安全,但价格昂贵。30年代以后,气球在高空探测科学研究方面的应用日趋广泛。1960年前后,载人气球的飞升高度已达34.5千米,不载人气球达到46千米,载重量已可超过5000千克。

    二战以后,高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及,热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。

    20世纪80年代,热气球引入中国。1982年美国著名刊物《福布斯》杂志创始人福布斯先生驾驶热气球、摩托车来中国旅游,自延安到北京,完成了驾驶热气球飞临世界每个国家的愿望。

    热气球作为一个体育项目正日趋普及,它曾创造了上升34668米高度的纪录。1978年8月11日至17日,“双鹰Ⅲ号”成功飞越了大西洋,1981年“双鹰Ⅴ号”又成功飞越太平洋。

    25.喜欢随着太阳“打转”的可爱向日葵

    人们很早就发现:向日葵一天到晚,总是面对着太阳转来转去。你知道这是为什么吗?

    原来,植物身上都有一种叫做生长素的物质,它能使植物长得又高又大,但就是胆小怕阳光。所以,向日葵颈部的生长素一见阳光,就跑到背光的侧面去躲避起来。但是,背光面的生长素越来越多,它们便促使这一面长得特别快,而向阳的一面却长得慢些,于是植物就向有光的一边弯曲。随着太阳在空中的移动,植物生长素也像“捉迷藏”一样,不断地背着阳光移动。因此,我们常常看到向日葵的花盘始终对着太阳,每天从东转到西,周而复始。

    通常来说,植物感受光刺激的部位是茎的顶端,在燕麦胚芽的实验中是胚芽鞘的尖端,弯曲是顶端的下面一段。原因是茎的顶端产生了某种物质,这种物质在向下运输时,背光侧分布得多,生长得快;向光侧分布得少,生长得慢,这样茎就弯向光源生长。生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长,对细胞分裂没有影响。

    植物茎生长的顶端优势是由植物对生长素的运输特点和生长素生理作用的双重性两个因素决定的,植物茎的顶芽是产生生长素最活跃的部位,但顶芽处产生的生长素浓度通过主动运输而不断地运到茎中,所以顶芽本身的生长素浓度是不高的,而在幼茎中的浓度则较高,最适宜于茎的生长,对芽却有抑制作用。越靠近顶芽的位置生长素浓度越高,对侧芽的抑制作用就越强,这就是许多高大植物的树形成宝塔形的原因。生长素有明显促进植物的生长,诱导向光生长,维持顶端优势等生理作用。

    生长素的横向运输和极性运输共同对向光性发挥作用,其中横向运输主要是引起生长素分布不均,这种不均引起的植物向光性又与生长素促进细胞伸长速度不一样分不开,于是导致生长不均衡而发生弯曲。

    向日葵在受到单侧光的刺激时,由于植物体内的生长素在背光一侧比向光一侧分布得多,会使得背光一侧的细胞纵向伸长生长得快,茎则朝向生长慢的一侧弯曲,从而使植物表现出向光性。

    近年来,有人在向日葵幼苗的向光弯曲反应中发现,茎两侧除了生长素浓度有差异外,黄质醛(一种抑制细胞伸长物质)的浓度也有差异,正好与生长素相反,向光一侧浓度高,而且这种差异比生长素更显著,故认为向日葵的向光性是两者共同作用的结果,其中黄质醛的作用可能更大。向光性有利于植物吸收更多的日光进行光合作用,它是一个有益的生物学特性。

    26.鱼也睡觉吗

    睡眠,是动物界普遍存在的一种行为现象。动物在睡眠时长时间处于不动状态,对外界刺激反应迟钝或完全没有反应。一条正在睡觉的鱼,有时被人拿在手里它还在沉睡。鱼类是最低等的脊椎动物,仔细端详鱼的眼睛是颇有趣的。鱼的眼睛一般较大,这可能与水中的光线较弱有关,故所有鱼类都是近视眼。鱼类没有真正的眼睑,眼睛完全裸露而不能闭合,有人因此认为鱼总睁着眼睛不睡觉。其实不然,鱼也和其他脊椎动物一样,每天需要睡眠,只是它们都睁着眼睛睡觉。

    睡眠状态表现为机体运动活动停止、肌肉松弛、意识消失、与世隔绝;新陈代谢下降,允许在能量消耗最小的条件下保证机体的基本生命活动;感知觉与环境分离并丧失反应能力的一种可逆转状态,常可在“瞬间”完成睡眠和觉醒的转换,麻醉或昏迷状态与睡眠截然有别,不具备瞬间唤醒的特性。

    几乎每种鱼有时都会处于某种保存能量的状态,我们可以把这叫做休息,甚至“睡觉”,尽管这种行为可能与多数陆地动物的“睡觉”不同。许多鱼类(比如鲈鱼)夜间待在圆木上面或下面睡觉。鱼类休息时的样子与其他时候截然不同。例如,许多白天聚在一起非常活跃的鲤科小鱼晚上却分散开来,在浅水中一动不动;有些鱼则白天休息,晚上活动,但几乎所有的鱼都要睡觉。还有些鱼一刻不停地游动,因为它们必须不断地把水吐出以保持呼吸,但它们在运动的时候仍有可能睡觉。

    鱼睡眠也有些“怪癖”。鱼类一般一天黑便睡觉,但有些鱼类则黑白颠倒。如海鳗,它们白天藏在海底洞穴里睡大觉,夜晚才四处游弋,捕食小鱼、小虾,称之“夜游神”。有些鱼类睡眠时还“摆谱”。在热带海洋的珊瑚礁上,有种奇特的鹦嘴鱼,每当黄昏时,它皮肤分泌出大量黏液,包裹自身,宛若穿个睡袋,睡袋前后端各有开口,不但可通海水,而且供呼吸,这样它方舒心地睡觉。待到黎明醒来时,它又脱去睡袋,开始活动,去觅食。鱼类睡觉时,只是颇有节奏地缓慢地扇动着鳃盖,偶尔也划动一下胸鳍或尾鳍,以保持身体平衡。其实鱼类睡眠恰似人打个盹儿一般,但它很警觉,可称之“半醒半睡”。

    而且,不同的鱼有不同的睡姿。在夜间,打开水族馆的灯光,你可看到鱼睡觉的姿势是不同的:鲻鱼的头朝着不同方向,停止游动,开始入睡;有些河豚鱼静伏水底一动不动地进入睡眠状态;平时爱动的绿鳍鱼、鲨鱼也爬伏在池底静止不动,进入梦乡;比目鱼平时爱静伏水底,有趣的是当它们需要睡眠时反而漂浮在水面上。

    27.贝壳里怎么会长出珍珠

    珍珠是由某些贝类产生出来的,例如淡水中的河蚌、海边的蛤蜊和珍珠贝等。当蚌在海床进食时,贝壳张开,偶尔会有外来物如沙粒、寄生虫等异物掉进去,于是外套膜受到刺激,它就会分泌出珍珠质,把掉进去的异物层层裹住,使其圆滑,逐渐形成珍珠囊——光亮润泽的外层。

    那么蛤、蚌类为什么能产出珍珠呢?想知道这个奥秘,就必须先了解一下蛤、蚌的身体构造和生理代谢过程。

    蛤、蚌类具有左右两瓣贝壳,背缘绞合,腹部分离。贝壳内软体部主要有外套膜、内脏团、足等。外套膜位于体之两侧,与同侧贝壳紧贴,构成外套腔。当我们掰开一个河蚌的壳后就可看到贴在贝壳上的这一片状结构。蛤、蚌类的贝壳的结构分三层,外层为角质层,中层为棱柱层,内层为珍珠层。角质层和棱柱层是由外套膜边缘分泌而成的,而珍珠层是由外套膜全部表面分泌的珍珠质而构成的。从以上可看出,外套膜有分泌珍珠质的功能。

    当蚌壳张开的时候,如果恰好有沙粒或寄生虫等异物进入,处在了外套膜与贝壳中间无法排出时,沙粒等异物就会不断刺激该处的外套膜。而该处外套膜的上皮组织就会立即分泌出珍珠质来把它包围起来,形成珍珠囊,包了一层又一层,久而久之,与部分外套膜表皮细胞一起陷入蚌的结缔组织,表皮细胞组织分裂增殖成珍珠囊,包围异物,分泌珍珠质,这样就形成了一粒粒圆圆的漂亮的有核的珍珠了。

    另外一种情况则是,蛤、蚌自己的有关组织发生病变,导致细胞分裂,接着包上自己所分泌的有机物质,渐渐陷入外套膜,脱离原来的部位,进入结缔组织中,分裂增殖形成珍珠囊,自然而然地形成了珍珠。这样形成的珍珠是无核的。

    珍珠在形成中受到种种因素的影响,有着多彩的光泽和多变的形状。珍珠和蚌壳内层的物质相同。它的形状多变,可分为规则形和不规则形两种。规则形有圆形、半圆形、馒头形、卵圆形、长圆形、棒形、扁圆形、梨形等。不规则形有核珠的形状随其中核的形状而变。无核珠中除了可以描述的规则形外,其他均为不规则形。

    珍珠的品质有优劣之分,色彩和光泽是最为重要的标志。珍珠的色泽一方面由珍珠表面和内部的光反射和光干涉而产生,另外还与珍珠含有的各种色素和金属元素的本体色有关。经光谱分析法发现,金黄色、奶油色珍珠含有较多的铜和银;肉色和粉红色珍珠内含钠、锌较多;白色和粉红色珍珠中含锰较多。因此,珍珠的颜色和光泽可分为白色系统、粉红色系统、黄色系统、蓝色系统。正圆形的珍珠色泽是从球面发出的,它的色泽不但随光源的种类、强弱和背景的差异而不同,而且随光源和观察的角度不同而变化。

    由此可见,珍珠的颜色与水域中的化学成分、水中浮游生物的种类和数量有关。水域不同或育珠蚌的垂放深度不同,珍珠的颜色也不同。随着蚌的年龄的增长颜色略有加深,但色泽的系统变异不大。此外,珍珠的颜色与育珠蚌本身也有一定的关系,但不是主要的。蚌的壳色为黄色,育出的珠就以黄色系统为主,但同时可能还出现其他各种颜色,这可能是由于同时吸收了水域中的金属元素所致。

    28.为什么人会做梦

    人为什么会做梦?梦有什么意义?梦对人有什么影响?做梦是人体一种正常的、必不可少的生理和心理现象。人入睡后,一小部分脑细胞仍在活动,这就是梦的基础。人为什么要做梦,不做梦会有什么反应呢?

    弗洛伊德认为,人不停地产生着愿望和欲望,这些愿望和欲望在梦中通过各种伪装和变形表现和释放出来,这样才不会闯入人的意识,把人弄醒,也就是说梦能够帮助人排除意识体系无法接受的那些愿望和欲望,是保护睡眠的卫士。弗洛伊德的理论从20世纪初一直流行到60年代,后来世界上对梦的研究慢慢地离开心理学领域,进入生物学实验室,做梦从此被视为是一种生物现象。法国里昂梦学实验室的神经生物学家米歇尔·儒韦是梦学研究的国际知名专家,儒韦1959年把有梦定义为“反常睡眠”。他通过脑电图测试发现,人每隔90分钟就有5~20分钟的有梦睡眠,仪器屏幕上反映的信号不同,显示了人在睡眠中大脑活动的变化。如果在脑电图的电波上显示无梦睡眠时把接受测试的人唤醒,他会说没有任何梦境。假如在显示有梦睡眠时唤醒他,他会记得刚刚做的梦。此外,研究人员采用X线断层摄像仪测试发现,大脑在有梦睡眠阶段的图像接近于清醒时的图像。有趣的是,研究人员用仪器进行测试发现,做梦不是人类特有的现象,鸟类和所有的哺乳类动物也都会做梦。70年代末,一位科学家通过老鼠实验发现,有梦睡眠还和记忆有关,做梦的老鼠比被剥夺有梦睡眠的老鼠更能记住经验,但是这一研究结果并不适用于人类,因为医生在治疗精神沮丧病人时用一种叫做单一氨氧化酶的抑制剂,这种药完全取消人的有梦睡眠,但却不会引起记忆紊乱。法国梦学专家儒韦认为,做梦是由遗传基因决定的,他把老鼠有梦睡眠中发出的信号码进行比较,发现相同亲缘系统的老鼠有近似的信号码。这一理论前不久又被美国科罗拉多大学研究员布尔加的一项实验证实。布尔加对同卵双胞胎进行了研究,发现生下来后就被不同地方的两个不同家庭分别抚养大的双胞胎竟然有相似的做梦经验,由此证明,人的梦境表现是遗传记忆。

    梦是协调人体心理世界平衡的一种方式。

    由于人在梦中以右大脑半球活动占优势,而觉醒后则以左侧大脑半球占优势,在机体24小时昼夜活动过程中,使醒与梦交替出现,可以达到神经调节和精神活动的动态平衡。因此,梦是协调人体心理世界平衡的一种方式,特别是对人的注意力、情绪和认识活动有较明显的作用。

    做梦,不仅对脑功能的恢复有益,有助于脑中枢神经系统的发育。还可以为大脑神经提供一种经常性有益的刺激,使中枢神经系统调整到一种准备状态,以防止大脑神经在夜间停止活动而丧失了功能,并使大脑里的信息得到重新清理。

    正常的梦境活动,是保证机体正常活力的重要因素之一。

    科学工作者做了一些阻断人做梦的实验。即当睡眠者一出现做梦的脑电波时,就立即被唤醒,不让其梦境继续,如此反复进行,结果发现对梦的剥夺,会导致人体一系列生理异常。如血压、脉搏、体温以及皮肤的电反应能力均有增高的趋势,植物神经系统机能有所减弱。同时还会引起人的一系列不良心理反应,如出现焦虑不安、紧张、易怒、感知幻觉、记忆障碍、定向障碍等。显而易见,正常的梦境活动,

    是保证机体正常活力的重要因素之一。

    29.发烧——杀死病毒和细菌的战斗

    发烧即体温升高,通常与人体免疫系统受到刺激有关。正常体温大约在36.5℃~37.5℃(98.6华氏度加减1度之间)变动。发烧是以交感神经系统活动增强为特点的全身性反应。发烧后,唾液的分泌、胃肠的活动也会减弱,消化酶、胃酸、胆汁的分泌都会相应地减少。

    大多数患者的发热是由致热原所引起的,如各种病原体、细菌、细菌内毒素、病毒、抗原—抗体复合物、渗出液中的“激活物”、某些类固醇、异种蛋白等,在体内产生致热原,称为内生性致热原。目前认为这些致热原作用于血液中的中性粒细胞和大单核细胞,使其被激活而生成和释放出白细胞致热原,通过血液循环作用于体温调节中枢而改变其功能状态,从而影响产热和散热过程,使产热增加,散热降低,引起体温上升,出现发热反应。

    人的体温调解也是和酶有关的。人体体内并不是单一化学平衡而是有非常多的单一化学平衡组成的复杂平衡体系。在这里边一个平衡的反应物可能就是另外一个反应的生成物,各个化学平衡之间交错混杂,最终将人体温度钳制在一定的范围内。这是对正常人体温恒定的解释。

    正常没有生病的人,身体内的生物化学反应平衡没有打破。因为酶活性不单受温度的影响,其他的比如pH(酸碱)值、压力等也有影响,当其他因素变化时,酶的活性也会改变。其实病变时就是影响酶的活性的因素发生了改变。酶的活性改变则化学平衡对人体温度的钳制作用就失效了,人体的多数主要化学平衡是放热的,所以发烧就产生了。

    发烧分为两种:一种是人体对疾病的反映,一种是人体对疾病的反应。怎么解释呢?

    第一种:人体因为某种原因发生了病变,这种病变直接导致人体内的化学平衡紊乱,使得一些本来能够控制的化学平衡失控,进而人体温度发生变化。

    第二种:病变并没有产生上边那种体温变化,但是人体的自我免疫系统却对这个病变有了应答,采取的手段就是用升高体温的方式来改变病变化学平衡相关酶的活性,达到自我免疫目的。

    也可以说发烧有两种:一种是现象,一种是对策。

    炎症性发热疾病时,病灶充血明显,致热原吸收较快,渗出液中中性粒细胞越多,渗出范围越大,则发热来得越快,热度越高;而增生性炎症(如结核病)致热原来自大吞噬单核细胞,其数量不多,产生致热原较少,再因吸收进入血液的速度也较慢,故发热较慢,热度较低。

    感染也是发烧的一个原因。例如,滥用安非他命类药物和戒酒反应都可导致体温上升。环境压力也会引起中暑及相关疾病。位于大脑底部的下丘脑相当于人体恒温器。它由称为热原的流动性生化物质激发,热原从免疫系统识别的潜在病灶开始,通过血液流动。人体组织会制造一些热原,许多病原体也会产生一些热原。下丘脑一旦发现热原,便会告诉身体加强代谢,产生更多的热量,并减少周围的血液流动,保持这个热度,从而导致发烧。

    有时候,发烧可能会严重到影响身体健康。例如,发烧超过40.6摄氏度,就能威胁重要蛋白质的完整性和功能。细胞应激、梗塞(心脏病发作)、组织坏死、痉挛和神志失常等都是潜在的不良后果。

    30.停在电线上的麻雀为什么不会触电呢

    当我们行走在马路上时,经常可以看到成群的麻雀或乌鸦停落在几万伏的高压电线上,它们不仅不会触电,而且一个个显得悠闲自得。

    高高的输电铁塔上醒目地写着:“高压危险!切勿靠近!”可是在那上万伏甚至几十万伏的高压裸导线上,却常常站着一只又一只的鸟儿,无视禁令,毫不在乎,也丝毫没有触电的征兆。这是为什么?难道鸟儿有什么“特异功能”吗?

    不是的,这并不是鸟儿有什么特殊的本领,你看它们都是停在一根电线上的。那又是为什么呢?

    电源分为正负两极。在正负两极之间连接上导体,电流就会从导体上流过。同样输电线也分为火线与零线两根,在正负两极之间连接上导体,电流就会从导体上流过。人体是导体,人的身体较大,在碰到火线和零线时,把两根电线连在一起,形成短路,人体上就有大电流流过,这就是人触电身亡的原因。但是当鸟儿停在电线上时,鸟儿的身体就好像是电路里的一个分路,鸟的两脚之间的那部分很短的电线也是电路里的一个分路。

    可是,如果停在电线上的小鸟非常大胆,过于嚣张,想在大家面前表演“杂技”,把翅膀尾部或是嘴巴,接触到另一根电线杆上,一般来说,不管用什么方式同地连接,都会有电流通过它的身体流入地里,使它触电而死,这种情形也常常可以看到。

    是否细心观察过,鸟类有这样一种习惯,当它们停在高压电线杆的横臂上的时候,常常在有电流的电线上磨嘴。你一定会想:它们应该早因触电死了,为什么它们却安然无恙呢?是啊!因为横臂没有绝缘,所以停在上面的鸟是和地面相接的。这样,鸟一旦触到有电流的电线,就不可避免地要触电身死了。可它们却没有触电,那是因为人们早就考虑到了这一点,为了防止鸟儿的死亡,人们在高压电线的横臂上装上了绝缘的架子。使鸟儿不但可以安全地停在上面,还可以让鸟儿在电线上磨嘴。也有的在危险的地方装着特别的装置,使鸟儿碰不到它。

    一些有经验的电工,能够进行带电操作,穿着绝缘性很可靠的胶鞋,站在绝缘木凳上,即使用手触摸到火线,也不会触电。这时,就像停在电线上的小鸟一样。

    那么,为什么在高压线附近,也会有危险呢?

    那是因为当人走近高压线时,站在地面上的人体受高压感应,如果距离太近,人体和高压线之间的空气层就有可能被击穿。本来空气是很好的绝缘体,被击穿后就变成了导体,于是巨大的电流就会流过人体,造成触电。因此,千万不要接近高压线。

    另外,也不能用湿的手或当身体的一部分浸入水中时,去触碰开关或电器。因为在电压不变的条件下,电阻越小,产生的电流越大,人身体的电阻基本上都在皮肤上,如果手干燥的话,大约有几十千欧姆。即使不小心碰到220伏的电压,会受到强烈的电击,一般不致危及生命。假若手弄湿了,或者身体的一部分浸在水中,因为水是电的良导体,皮肤的电阻就被破坏了,这时,再接触220伏电压,就有可能被电击。

    为了防止触电,不要在输电线附近放风筝,高压电流有可能沿着风筝线传到你手上;不要爬电线杆,上面的高压能置人于死地;别试着把手插到电灯插座里,你的身体一旦构成电路就有电流流过;不要接近掉落的电线;如果有人被电“吸”住了,不能用手碰他,赶紧找干燥的木杆或竹竿挑开电线。

    万一遇到这种情况,一根带电的高压线碰巧落到了你乘坐的汽车上,这时汽车就带上了电。因为汽车轮胎是很好的绝缘体,虽然你的身体和汽车的电压都很高,却没有电流流过你的身体。因此呆在汽车里面是很安全的,并不会触电。记住:千万别走出汽车!因为当你的脚一落地,汽车上的电流就会通过你的身体流到大地,在你身体中产生强大的电流,那才真正危险呢!

    31.为什么我们坐在车里感觉窗外的物体是向后退

    宇宙中没有不动的物体,一切物体都在不停地运动。所以,运动是绝对的,静止是相对的。一物体相对另一物体的位置随时间而改变,则此物体对另一物体发生了运动,此物体处于相对运动的状态。如果相互之间的位置并不随时间而改变,则此物体即在相对静止状态之中。因此,静止与运动两者都是相对的概念,与物体相对于选定的参照物有关。一栋楼房或一棵树对地球来说,它们是静止的;但对太阳来说,它们却都在运动着。当一列火车经过车站时,我们就说这列火车相对车站而运动。但是对在火车上的旅客,可以认为车站是在与火车运行相反的方向相对火车而运动。所以,在描述物体是否运动时,观察者必须选择一个参照物,然后根据所选定的参照物来确定物体是否运动。我们在车里感觉窗外的事物是后退的,这是因为我们把车当成为静止的,相对于外面的事物是运动的。

    一个物体,不论是运动还是静止,都是相对于某个参照物而言的。对于参照物,要注意以下两点:说物体是在运动还是静止,要看是以另外的哪个物体作标准。这个被选作标准的物体就是参照物。判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。

    让我们了解参照物物理学特性:

    客观性——宇宙中万事万物都是永不停息地运动着的,没有绝对静止的物体。平时,我们说某个物体是运动的还是静止的,都是相对另一物体(参照物)而言,在描述物体的运动情况时,无论是否提到参照物,参照物总是存在的,这就是参照物的客观性。

    假定性——参照物只是假定不动而不是真的不动,与其他物体一样,它也处在永恒的运动之中,这便是参照物的假定性,有人认为,参照物就是不动的物体。这种认识是完全错误的。

    多重性——由于确定一个物体是运动的还是静止的,关键是看选择什么物体作参照物。对同一物体的研究,可以选取不同的参照物,并且,当所选取的参照物不同时,对物体运动描述的结果也往往不同。例如,坐在匀速行驶的客车中的乘客,若以车为参照物,则他们是静止的;若以路旁的树为参照物,他们则是运动的。这就是参照物的多重性。

    用这个道理可以解释法国飞行员在空中能顺手抓住一颗飞行的子弹。其研究对象是子弹,射出的子弹在空中飞行时,由于受到阻力影响,速度将逐渐减小,当子弹到达飞行员和他驾驶的飞机(驾驶舱不密闭)旁边时,如果子弹正好与飞机同向,且飞行的速度相同(或差不多),选飞机为参照物,因子弹与飞机之间没有位置变化,所以子弹相对于飞机来说就是静止的,飞行员顺手把它抓住自然就不会受到伤害。

    例:在一条行驶得十分平稳的船的甲板上,头尾分别立有两个靶子。有两名射手,一个在船头,一个在船尾,用同样的枪支同时向对面靶子射击,问谁的子弹先打中靶子?(设子弹飞行速度相同)。

    若选河岸为参照物,则在船头射出的子弹除有一速度外,船尾靶子还有一个迎着子弹的速度(船行速度);在船尾射出的子弹除有一速度外,船头靶子还有一个远离子弹的速度(船行速度)。显然,按上述思路是很难做出正确解答的。

    若选行驶的船为参照物,人、靶子都是静止的,本题就很容易得到答案:用同样的枪支射出的子弹相对于船的速度相等且不变,因此站在船头、船尾的人同时向对面靶子射击时,两人射出的子弹将同时击中靶子。

    32.为什么坐过山车翻跟头也不会掉下来

    过山车是一项富有刺激性的娱乐活动。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话。那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。

    速率(有方向的速度)的改变称为加速度。一个物体加速、减速或改变方向,称之为加速度。大部分大型游乐设备利用加速度,当下坡或急速转弯时,设备可能提高速率;当上坡或沿直线运动时,设备可能减小速率。当过山车下坡,地心引力使车体运动的速度越来越快,这是加速度;当过山车上坡,车体运动的速度越来越慢,这是减速度。过山车的加速度与车体的质量和推拉的动力有直接的关系。

    当过山车沿着回环运动,向心力发生作用。向心力是物体沿着圆周运动而产生的。例如当你沿着下滑曲线向地面运行,地心引力使过山车沿直线作下滑运动,但是轨道是曲线的,向心力又使过山车沿曲线运动。乘客在过山车上的感觉是被抛离轨道,但是地心引力又使车体的的确确运行在轨道上作圆周运动,所以指向圆周或曲线内部的动力是必需的。对于指向圆周或曲线内部的动力,称之为向心力。这样人就不会被甩出去。

    能量的守恒定律:能量可以从一种形式转化为另一种形式,但是不会自动生成和消失。当马达驱动过山车攀登到达第一个坡度,过山车储存越来越多的势能。当重力牵引过山车沿斜坡下滑,势能又转化为动能。斜坡上离顶部越远,势能转化为动能就越多,乘客能感觉到速度的加快。在斜坡的最底部,速度最快。当车体攀登第二个山坡,动能又逐渐转化为势能,过山车的速度逐渐减慢。高度越高,意味着动能转化为势能越多。这个动能势能的转化守恒定律,保持过山车沿轨道上下运动。而动能的总量是保持不变,只是从一种形式转化为另一种形式。

    这就是为什么第一个山坡是过山车的最高点。

    过山车必须兼顾安全和惊险,安全是过山车建造的第一要素,毫无疑问,乘客在乘坐过山车的过程中,必须是绝对安全的。但速度和加速度的惊险度是过山车成功的重要因素,这就涉及速度的控制。所以包括山坡、直线、曲线、俯冲、回环和刹车系统等都是经过科学的论证和设计的;而且,材质、结构的设计都是在安全基础上再生产设计的。科学的理论基础是过山车生产设计的核心。

    错觉产生更强的刺激,过山车的设计者们利用一些简单的光学原理让游客不断产生错觉,以为过山车的速度比实际速度还要快,他们惯用的方法是将物体靠近轨道以增加游客的速度感。比如,游客能看见紧靠他们的固定横梁飞起来。过山车的设计者们还利用两侧的树木,甚至利用其他过山车来产生这样的效果。

    虽然过山车有超重和失重的过程,但是科学家认为这个过程对健康人来说是安全的,因为过山车的重力加速度一般是4g左右,我们站在地面上承受的重力加速度是1g,从椅子摔落到地上的重力加速度是10.4g,跳台阶的重力加速度是8.1g,咳嗽的重力加速度是3.1克,喷嚏的重力加速度是2.9g(g≈9.78/m/s2)。

    尽管如此,日本经过科学研究发现,人们不宜在极短的时间内反复乘坐过山车。因为瞬间4kg的重力加速度对身体没有什么伤害,但是累积起来的刺激可能会导致脑部和脊髓受损伤。日本有3名20多岁的年轻人在1天内乘坐过山车4~10次,之后他们患了慢性头痛和手麻。过山车运行时产生强大的重力加速度和离心力,可能使乘坐者脑中的静脉爆裂而出血,血块堆积在硬膜下腔,形成血肿。儿童的血管和脑尚未发育成熟,因此可能比大人更容易受损伤。

    世界上最刺激的过山车位于美国新泽西州首府杰克逊的六旗游乐园,叫做“金达卡”过山车。该过山车的最大高度为139米,有30多层楼那么高,是目前世界上最高的过山车。“金达卡”使用水压发射系统,在短短的3.5秒内,就能从每小时零千米升到205千米的极限速度,这也使得“金达卡”成为世界上最快的过山车。

    33.人为什么会晕车

    晕车晕船除了和人体的个体差异有关系以外,还和人体的前庭平衡感受器有关系。运动病又称晕动病,是晕车、晕船、晕机等的总称。它是指乘坐交通工具时,人体内耳前庭平衡感受器受到过度运动刺激,前庭器官产生过量生物电,影响神经中枢而出现的出冷汗、恶心、呕吐、头晕等症状群。那为什么有些人不会晕车,有些人却会晕呢?

    内耳前庭器是人体平衡感受器官,可感受各种特定运动状态的刺激。它包括三对半规管和前庭的椭圆囊和球囊。半规管内有壶腹嵴,椭圆囊和球囊内有耳石器(又称囊斑),它们都是前庭末梢感受器,可感受各种特定运动状态的刺激。半规管感受角加(减)速度运动刺激,而椭圆囊、球囊的囊斑感受水平或垂直的直线加(减)速度的变化。当我们乘坐的交通工具发生旋转或转弯时(如汽车转弯、飞机作圆周运动),角加速度作用于两侧内耳相应的半规管,当一侧半规管壶腹内毛细胞受刺激弯曲形变产生正电位的同时,对侧毛细胞则弯曲形变产生相反的电位(负电),这些神经末梢的兴奋或抑制性电信号通过神经传向前庭中枢并感知此运动状态。同样当乘坐工具发生直线加(减)速度变化。如汽车启动、加减速刹车、船舶晃动、颠簸以及电梯和飞机升降时,这些刺激使前庭椭圆囊和球囊的囊斑毛细胞产生形变放电,向中枢传递并感知。在一定限度和时间内,这些前庭电信号的产生、传递不会对人们产生不良反应。但每个人对这些刺激的强度和时间的耐受性有一个限度,这个限度就是致晕阈值,如果刺激超过了这个限度就要出现运动病症状。每个人耐受性差别又很大,这除了与遗传因素有关外,还受视觉、个体体质、精神状态以及客观环境(如空气异味)等因素影响,所以在相同的客观条件下,只有部分人出现运动病症状。

    那么,应如何预防和治疗运动病(晕船、晕车、晕机)呢?

    确切地讲,运动病不是真正的疾病,与通常意义上的疾病不同,它仅仅是敏感机体对超限刺激的应激反应,因此就不存在真正意义上的根治或治愈措施。现有的各种防治方法都是暂时缓解症状或延缓它的发生。运动病的最佳防治方法是避免或离开能引起该病的环境,但这很不现实。以前防治运动病多采用药物,主要为镇静止吐药,如乘晕宁、东莨菪碱、安定等,来抑制中枢兴奋,缓解消化道痉挛。但这些药物多有作用慢、口干、嗜睡等副作用,而且疗效不理想。市场曾有一种耳后皮肤贴剂,为东莨菪缓释剂可经皮肤渗透吸收,但仍不能消除该药物固有的副作用。其他如:贴肚脐、压内关穴、开窗通风向前注视等也是常用的但作用极有限的方法。还有就是前庭锻炼方法,如同飞行员训练一样,在相当一段时间内反复刺激前庭,如:旋转椅、秋千、荡船等,使前庭产生适应习惯,可以达到减轻运动病症状的目的。但如果停止训练或脱离该刺激环境,运动病症状会再次出现。

    为了减少晕车、晕船造成的不适,最好注意:乘车、船、飞机前,不要吃得太饱,不要吃油腻食物,提早吃一些易消化的食物;乘车、船、飞机选择前排通风良好的座位,双目远眺,面向前方,或者闭目不要看窗外一闪而过的东西;保持愉快情绪、心平气和、心理暗示不会晕车,回忆美好的时光和高兴的事儿,听听音乐、和人聊天;出行前保证有充足的睡眠,防止疲劳,在车、船、飞机上不要看书。

    以前,世界各个国家的前庭平衡医学专家曾长期致力于运动病的防治研究,但收效甚微,终无突破。但医学上经过十多年临床潜心研究,现已发明了一种治疗晕动病的仪器——电子防晕仪。该仪器可通过电子振荡产生脉冲电信号,再通过双耳部电极作用于人体内耳平衡器官——前庭,抵消或削弱人体受到过度运动——直线和角加(减)速度刺激使前庭产生的过量生物电,减少和阻止前庭神经冲动向中枢传递,从而提高前庭器官对各种运动刺激的耐受性,最终达到治疗运动病的目的。这种全新的运动病治疗方法,在使用过程中,可以让使用者能够始终保持清醒头脑,从而避免出现以往服药后产生的多种不适症状。

    34.有那么多的生命需要氧气,为什么还用不完呢

    据估计,全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧,每秒平均为10000吨。以这种消耗氧的速度计算,大气中的氧大约只需2000年就会用完。然而,这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上,不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧,从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。

    光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。

    第一,制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物,这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。

    第二,转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能,并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物,都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量,归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。

    第三,对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前,地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前,绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后,地球的大气中才逐渐含有氧,从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧。臭氧在大气上层形成的臭氧层,能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线,从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程,最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。

    氧是人体进行新陈代谢的关键物质,是人体生命活动的第一需要。呼吸的氧转化为人体内可利用的氧,称为血氧。血液携带血氧向全身输入能源,血氧的输送量与心脏、大脑的工作状态密切相关。心脏泵血能力越强,血氧的含量就越高;心脏冠状动脉的输血能力越强,血氧输送到心脑及全身的浓度就越高,人体重要器官的运行状态就越好。

    可是人却不能长时间呼吸纯氧,你知道这是为什么吗?人体各组织均不能承受过多的氧,这是因为氧本身不靠酶催化就能与不饱和脂肪酸反应,并能破坏贮存这些酸的磷脂;而磷脂又是构成细胞生物膜的主要成分,从而最终造成细胞死亡,这个过程叫做脂质过氧化。此外,氧对细胞的破坏还在于它可产生自由基,诱发癌症。实验证明,毁灭细胞培养物的办法就是将它置于过饱和氧的环境中。

    同时,过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应,可生成过氧化氢,进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质,它堆积在心肌,使心肌细胞老化,心功能减退;堆积在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆积在肝脏,削弱肝功能;堆积在大脑,引起智力下降,记忆力衰退,人变得痴呆;堆积在皮肤上,形成老年斑。

    了解了氧气对我们人类社会如此的重要,而且是我们人类生生不息地生存下来最基本的物质。所以为了保护氧气,我们应该正确地利用氧气;同时,保护绿色的自然资源,让它一直平衡人类与自然的和谐发展。

    35.木头为什么可以浮在水面上

    液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体,受到各方向流体静压力的向上合力,其大小等于被物体排开流体的重力。例如石块的重力大于其同体积水的重量,则下沉到水底。浮木或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重,所以浮于水面。气球的重量比它同体积空气的重力小,即浮力大于重力,所以会上升。这种浸在水中或空气中的物体,受到水或空气向上托的力叫“浮力”。

    产生浮力的原因,可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。该物体系全浸之物体,受到四面八方液体的压力,而且是随深度的增加而增大的。所以这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应,而且面积大小相等,又处于液体中相同的深度,所以两侧面上受到的压力大小相等、方向相反,两力彼此平衡。同理,作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。但是上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等。上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。这个力等于被物体所排开的液体的重量。当一个浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。至于一个位于容器底面上的物体,并和容器底面密切接触,那它就只能受到向下作用于物体表面的液体压力,所以这个物体不受浮力作用,这种现象并不多,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。

    木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。把树木挖成“空心”就成了独木舟,独木舟是减小了物体的重力,增大了可利用的浮力,从而可以多装载货物;牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”

    的牙膏皮可浮在水面上。说明“空心”可调节浮力与重力的关系,采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。

    物体上浮或下沉时都显示出浮力的存在。关于物体浮沉的问题,不仅仅是浮力问题,实际上是个关于运动和力之间的关系的问题。因为浸在液体或在气体中的物体要受到两个力的作用:一个是重力;另一个是浮力。重力的方向总是竖直向下的,而浮力的方向总是竖直向上的,物体的浮沉就决定于这两个力的大小。

    漂浮,是指物体有一部分体积在液体里,另一部分体积露出液面。例如,一般树木、冰块等都属于漂浮的物体,这种物体也叫作“浮体”。浮体可以静止在液面上,也可以在液面上水平运动。

    悬浮,是指物体在液体中既不沉底,又不露出液面,即悬浮物体的体积全部在液体里。悬浮或静止的漂浮是一种平衡状态。悬浮条件与漂浮条件,形式上显然相同。

    轮船能漂浮在水面也是浮力的原理:钢铁制造的轮船,由于船体做成空心的,使它排开水的体积增大,受到的浮力增大,这时船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上。它是利用物体漂浮在液面的条件——浮力等于重力来工作的,只要船的重力不变,无论船在海里还是河里,它受到的浮力不变。

    浸没在水中的潜水艇排开水的体积,无论下潜多深,始终不变,所以潜水艇所受的浮力始终不变。潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身的重力而实现的。若要下沉,可充水,使浮力小于重力;若要上浮,可排水,使浮力大于重力。在潜水艇浮出海面的过程中,因为排开水的体积减小,所以浮力逐渐减小,当它在海面上行驶时,受到的浮力大小等于潜水艇的重力。

    36.蛇没有脚怎么会走

    蛇,身体呈细长圆形,没有四肢。如果仔细观察,便可发现,蟒蛇等较原始的蛇类肛门附近,有一对角质化的距状突起物,那便是蛇的后肢退化痕迹。如果把这些蛇解剖开,同样可以在它们体内后方找到退化的腰带骨痕迹。这些都说明蛇的祖先有过四肢。动物学家和考古学家已经证明,蛇的祖先大约是从新生代第三纪时由古老的四肢蜥蜴类的一个分支演化出来的。由于蛇与蜥蜴的生活方式不同,蛇类喜爱穴居,身体做左右“S”状运动,于是作为行走的四肢便失去了作用,也妨碍了穴居。这样,经过漫长的演化岁月,四肢就慢慢地退化以致完全消失了。现代高等蛇类已完全见不到后肢的痕迹。那么,蛇是靠什么走路的呢?蛇在陆地上行走,主要是靠身体左右弯曲做“S”状向前运动和靠腹部的鳞片活动向前爬行,两者密切配合,协调自如。蛇体表面披着细小的鳞片,陆生和树栖种类的蛇腹面有一列特别大的鳞片,它们由一腹侧到另一腹侧,通称为腹鳞。腹鳞为覆瓦状排列,能做前后活动,是陆生和树栖种类的蛇爬行的主要工具。

    但陆生或树栖类蛇仅有大型的腹鳞还是不能爬行的。更重要的是靠蛇体内的骨骼系统和肌肉系统的特殊结构,及通过中枢神经系统的支配,使各部分协调活动,达到爬行的目的。

    蛇的脊椎骨很多,约有100~500块,且短而宽,每个脊椎骨都与肌肉和鳞片相连,并且相邻的脊椎骨可相对上下弯曲28度,左右摆动50度,把这两者结合起来,就形成了蛇独特的缠绕功能。在每个脊椎骨的两端,除了有和一切脊椎动物一样的前后关节外,蛇还特别长有1对副关节突。脊椎骨的神经孤前端叫椎弓凸,是楔状突起;后端叫椎弓凹,呈凹窝状。这样前后两个脊椎骨之间的副关节凸与凹,互相嵌合。因而蛇的每个脊椎骨都具有特殊的双重关节。故蛇的整条脊椎骨不但没有脱臼之忧,并且可以增加其曲绕性和灵活性。使其在爬行前进时,身体能做左右“S”状弯曲运动。蛇除脊柱都具有双重关节能做“S”状运动外,它的每个脊椎骨,除前面第一个环椎及尾端少数脊椎骨外,都有一对细长而弯的肋骨。它们之间通过可动关节相连接,因而所有的肋骨由于肌肉的收缩可以前后有规律地活动。在肋骨末端则有极其发达的皮下肌与腹鳞相连。因此,在肋骨前后移动的同时,亦能牵动腹鳞做前后活动。当腹鳞向前移动时,由于鳞片是覆瓦状排列,并不影响身体活动。但当腹鳞向后移动时,由于鳞片的游离后缘与粗糙的地面相接触,成一固定点,在腹鳞继续向后转动时便起反作用把身体推向前。这个效果便与身体左右运动一起共同完成爬行动作。

    再者,蛇脊柱两侧各有一组肌肉,一侧收缩时,另一侧舒张,这种一张一弛的波浪式运动能从头至尾在身体两侧及相反位置传递过去。如果这种波浪式运动在传递过程中没有遇到阻碍物,这些肌肉活动所形成的弯曲就会毫无阻力地通过全身。但如果地面凹凸不平或坎坷狭窄,蛇的弯曲运动就会受到干扰,并在每一处身体接触点产生压力,这种压力便是蛇向前运动的推动力。若在光滑的玻璃板上或地板砖上,蛇就不能那么爬行自如了。另外,蛇的脊椎骨在活动时也会受到一定角度的限制,这使它转折和掉头都会受到影响,爬行速度自然慢了许多。

    至于树栖类的蛇,能在垂直的树干上爬行,因为它们的腹鳞特别扁而内弯,游离的边缘类似“V”形,且具有许多小棘,腹鳞表面并有尖锐的棱,因而,当它们在爬树时,除凭借带小棘的鳞缘在垂直的树干上爬行外,同时更借助于鳞上的锐棱来支撑着整个身体,这样就既能有效地在树干上爬行,又不会从垂直的树干上滑跌下来。同样与其树栖相适应的是,身体一般比较轻而细,尾部特别长,能缠绕着树枝帮助爬行。

    蛇类的爬行速度是非常快的,大多数蛇类的最快爬行速度是1.5千米/小时,有几种速度较快的蛇约6千米/小时,与人类步行的速度差不多。爬行动物较快的蛇非乌梢蛇莫属,爬行较慢的有蝮蛇、赤链蛇。

    37.为什么涤纶衣服会冒火花

    在黑暗中脱化纤衣服会出现小的绿色火花。棉毛品却不会出现。塑料也会出现这种现象。这是为什么呢?

    这是由于塑料、化纤和身体产生摩擦出现的静电放电现象。

    物质都是由分子构成,分子是由原子构成,原子由带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下:一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子而侵入其他的原子,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子;B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)。在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。

    当两个不同的物体相互接触时,就会使得一个物体失去一些电荷。如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个物体得到一些剩余电子则带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以,物体与其他物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

    电荷在绝缘物体表面的移动速率甚慢,然而静电放电的持续时间却极短,因此绝缘物体蓄积的电荷,不易于单次的静电放电中全部释放出来,而可能在绝缘物体表面之邻近区域发生多次静电放电。由于电荷和周围环境几何形状之不同,放电形式可分为:电晕放电、刷状放电以及射状放电三种。一般而言,刷状放电之能量大于电晕放电。刷状放电能量足以引燃许多易燃性气体、溶剂蒸气及混合物等。在一非导电性薄膜的两面充满正、负极性电荷时将蓄积大量电荷,若发生射状放电其能量足以引燃大多数的可燃性气体和易燃性粉尘。

    在干燥的春季,当你脱下毛线衣、毛料或尼龙、涤纶类化纤衣服,以及从床上拉起的确良被罩时,就会听到“噼噼啪啪”的响声,在晚上同时还可看到闪烁的火花。不仅如此,当你的手指触及门把、水龙头、椅背等金属器物时会有电击感;还有穿着化纤衣服在地毯上行走,也时有针刺般的触电感;化纤厂工人在纺织化纤时,手触纺线也有触电感,这些都是生活中常见的静电现象。

    不仅两种不同的物体相互摩擦可以起电,甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电。摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流动传失,而在不导电的绝缘体如化纤、毛织物等物体上就静止不动形成静电,并聚集起来,当达到一定的电压时就产生放电现象,发出响声和火花。总之,空气干燥、水分子少与导电性能差是产生静电的条件。

    静电有很多的危害。如静电可对自动仪器和电子元件产生干扰;在化工、纺织部门因化纤放电产生的火花,可将易燃气体(乙炔等)、易燃液蒸气(汽油蒸气等)引爆,造成火灾;在天上,飞机与空气、水气、灰尘等摩擦而带电,可严重干扰飞机的无线电通讯而使飞机迷航;在制药厂,静电吸附尘埃而使药品不纯,影响质量;在无菌无尘的生化实验室和医院,静电吸附尘埃也有不良影响;在印刷厂,由于静电可使纸张相互粘合在一起,难以分开,造成印刷困难;在看电视时,荧光屏面的静电吸附灰尘与油污而形成一层尘膜,使电视图像的清晰度和亮度大为降低;在煤矿,静电会引发瓦斯爆炸,可导致严重的人身伤亡和矿井报废事故。

    人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引入大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现:在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞机时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线,以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。

    然而,任何事物都有两面性。静电也有可利用的一面,也能让它为人类服务。比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水、喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。

    38.月亮上到底有什么

    你知道下面这个故事吗?嫦娥和丈夫后羿(yì)是天上的神仙。传说当时人间有十个太阳,把河水都晒干了,人们的生活非常痛苦。天帝便派神箭手后羿为民除害。于是,后羿一口气射下九个太阳,留下一个太阳照耀大地。人们很感激后羿,便推选他为领袖。他希望能长生不老,便向西天王母要了两颗长生不老的仙丹,准备和嫦娥一起服用。但嫦娥偷偷把两颗仙丹都服了。服下仙丹后,嫦娥顿时变得轻飘飘,向天上的月亮飞奔而去。从此,嫦娥就住在月宫里,但一直过着孤单冷清的生活。

    那么,月亮上是不是真的有嫦娥呢?1969年7月21日,美国“阿波罗十一号”宇宙飞船登上月球,宇航员告诉我们月亮上没在空气,没有水,没有任何生命。那就是说,月亮上没有嫦娥了。那月亮上到底有什么呢?当我们看到发光的月亮时,或许有人会想,月亮上是不是有什么宝石,所以才让月亮这么漂亮啊!其实不是的。月亮的光芒并不是自己发出来的,它只反射太阳光。月球的亮度随着日月间角距离和地月间距离的改变而变化,所以我们看到月亮有时是半月,有时又是满月。

    那么,真正的月球面貌又是什么样的呢?在月球的表面,山岭起伏,峰峦密布,没有水,大气极其稀薄,大气密度不到地球海平面大气密度的一万亿分之一。那里没有火山活动,也没有生命,是一个平静的世界。月球表面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。其实就是我们所说的月海。已经知道月海有22个,总面积500万平方千米。从地球上看到的月球表面的较大的月海有10个:位于东部的是风暴洋、雨海、云海、湿海和汽海,位于西部的是危海、澄海、静海、丰富海和酒海。这些月海都为月球内部喷发出来的大量熔岩所充填,某些月海盆地中的环形山,也被喷发的熔岩所覆盖,形成了规模宏大的暗色熔岩平原。因此,月海盆地的形成以及继之而来的熔岩喷发,构成了月球演化史上最主要的事件之一。

    月球上也有山,我们称之为环形山。其中,最大的环形山是南极附近的贝利环形山,直径295千米,比海南岛还大一点;而小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞;另外,直径不小于1000米的大约有33000个。这些环形山占月球表面积的7%~10%。地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月球上也有这种构造,那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷。它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。根据从太空拍得的照片推测,它长达130千米,宽10千米~12千米。另外,月面上还有一个主要特征:一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐射纹”。这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。辐射纹长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。

    月球上还有一大奇观,那就是无水喷泉。每当有陨石坠落月亮的表面时,都会把宇宙尘埃“溅”起来,也就形成了月亮喷射出“泉水”的效果。这些微粒先是受到月球摩擦带来的静电力被抛到月球表面的空中,但又由月球的引力把这些微粒吸了回来,这样反复循环,就形成了独特的“无水喷泉”的奇观。

    39.星星为什么会眨眼

    夏天晚上的时候,你是不是喜欢在外面看星星呢?你有没有发现星星会不时地眨眼睛,星星为什么会眨眼睛?难道星星也和我们一样,看着我们看久了就会眨眼睛吗?

    其实,星星是不会眨眼睛的,我们看到的星星和太阳一样。我们称之为恒星,只是它们离我们实在是太远了,所以你看它们的时候,还以为它们是小不点。太阳可不会眨眼睛。当然,我们的星星也是不会眨眼睛的,只是我们的眼睛把我们给骗了。

    因为地球上大气温度的变化使上层冷空气下沉,也使下层暖空气上升,冷空气的密度大,热空气的密度小,密度大的空气不断流向密度小的空气,这就是风。这厚厚的一层温度和密度不断改变的空气层会使通过它的光线发生多次折射,这样,星星发射的光在传到我们眼睛的过程中,就会忽左忽右,忽前忽后,忽明忽暗,总在不断地变化。

    这都是折射的缘故。星光是来自自然界中常见的一种现象。光能够在真空中传播,也能够在空气、水、玻璃等介质中传播。在同一种均匀介质中,光是沿直线传播的。如果介质不均匀,光的传播方向发生偏折,从密度小的部分传入密度大的部分时,相当于光从空气进入水中或别的介质中那样,要稍微向光线方向偏折,因此,光在大气中也会发生折射现象。

    由于大气的密度随时间和空间而不断起伏变化着,从远处恒星发出来的光进入地球大气层后,折射光的方向时时发生变化,使折射光“摇摆不定”。因此,我们看到的“星光”在不停地闪烁,就像在眨眼睛一样。

    40.企鹅有翅膀,为什么不能飞

    企鹅是属於企鹅目的企鹅科,算是较古老的鸟类,大约在五千万年前,就已经在地球上生活了。

    有的科学家根据发现的化石研究认为:企鹅有可能是独立于其他鸟类,单独从爬行类演变进化而来。企鹅的鳍翅不是鸟类的翅膀变异形成的,而是由爬行类的前肢直接进化形成的,所以企鹅根本没有经历过飞翔阶段,因而有翅膀也不会飞。但是,这只是科学家的推测。企鹅为什么不会飞的原因,科学家一直还没有给出统一结论。

    41.人为什么要眨眼睛

    眨眼就是眼皮的快速关闭与张开,正常人的眼睛一般在几秒钟内就能眨一次,眼睛为什么老是要眨动呢?

    人睁开眼睛的时候,眼球暴露在外面,一方面会有灰尘吹到眼睛里,另一方面水分蒸发,眼睛会发干,转动就不灵活。眼睛眨动可以把眼球上的灰尘赃物刮到眼角,同时为角膜和结膜带去水分,使其保持湿润。

    你注意过汽车挡风玻璃上的雨刮器吗?天下雨的时候,雨水挡住了驾驶员的视线,打开雨刮器,玻璃上的水就会被刮掉,挡风窗玻璃脏了,驾驶员打开雨刮器,一边喷水一边刮,玻璃就干净了。人眼眨动的道理也是如此。

    知识小贴士:

    人的眼睛颜色为什么不一样呢?

    科学家研究发现,我们人类眼球的虹膜的细胞中所含色素量的多少就决定了虹膜的颜色。色素细胞中所含色素越多,虹膜的颜色就越深,眼珠的颜色也就越黑;而色素越少,虹膜的颜色就越浅,则眼珠的颜色就越淡。

    色素细胞中的色素含量与皮肤颜色是一致的,并且与种族的遗传有关系。东方人是有色人种,虹膜中色素含量多,所以,眼珠看上去呈黑色;西方人是白色人种,虹膜中色素含量少,基质层中分布有血管,所以,看上去眼珠呈浅蓝色。

    42.眼睛为什么不怕冷

    眼睛之所以不怕冷,通俗地讲是因为眼珠上只有管触觉和痛觉的神经,而没有管寒冷感觉的神经。另外,眼球前面的眼角膜是一层不含血管的透明组织,热量散失得比较慢,间接起到了保暖的作用。所以即使温度再低,眼睛都不会感到寒冷。

    43.吃糖为什么容易长蛀牙

    糖吃起来很甜,但它能产生一种酸的物质使糖粘在牙槽上,如不及时洗刷掉细菌就会在上面生长繁殖,产生许多酸,把牙齿腐蚀出洞来。另外,糖吃多了,会影响吃饭。饭吃少了,身体就得不到所需要的营养,会影响身体健康。所以,多吃糖不好。

    44.眉毛为什么长不长

    眉毛和人一样有生长、发育、衰老和死亡的过程。眉毛一生分为生长期和休止期两部分。它的生长期短,而休止期长,与头发正相反,所以眉毛不像头发那样长。

    45.冷的时候为什么会起鸡皮疙瘩呢

    每个人都有过这样的经验,当我们在冬天要脱换衣服洗澡时,身体一接触到冷空气,汗毛就全部竖起,皮肤上立刻起了一层密密麻麻的小疙瘩,人们都叫它鸡皮疙瘩。这是怎么回事呢?

    原来,我们的皮肤有着许多特殊的功能,包在人体外部的皮肤,可以很好地保护我们内部的器官,使它不容易受到外来的各种伤害。皮肤不仅能接受冷、热、痛、痒等各种刺激,让我们身体及时作出适当的反应,而且还具有调节体温的能力。当我们感觉到寒冷时,寒冷刺激了皮肤里的冷觉感受器,于是冷觉感受器立即兴奋起来通知大脑,指挥皮肤血管收缩,减少皮肤的血流量和散热量,与此同时也使皮肤的立毛肌收缩,使汗毛竖直起来,皮肤紧缩,于是形成一个个小疙瘩,这就是鸡皮疙瘩。

    知识小贴士:

    秋风乍起的时候,空气湿度低,风沙大,人们经常口唇干裂。这是为什么?

    人体的嘴唇周围一圈发红的区域叫“唇红缘”,它的湿润全靠局部丰富的毛细血管和少量发育不全的皮脂腺来维持。由于秋季湿度小、风沙大,人体皮肤黏膜血液循环差,如果新鲜蔬菜吃得少,人体维生素B2、维生素A摄入量不足,就会干燥开裂。

    46.世界上真的有美人鱼吗

    提起美人鱼,人们自然而然就会想起安徒生的童话故事《海的女儿》中的小美人鱼。

    自古以来,美人鱼的传说是流传最广、最引人入胜的神奇传说之一,在早期的航海探险中,有不少人声称看见过美人鱼。那些漂泊数月的探险者和水手们说,在明月高悬的夜晚,他们通过单筒望远镜,看到一些下半身像鱼一样的“女人”在海上游泳、嬉戏,还有的在海面上给自己的婴儿喂奶。

    世界上真的有“美人鱼”吗?答案是否定的。科学家经过研究发现,“美人鱼”的原型竟是丑陋的海牛目动物。

    海牛目动物包括大海牛、海牛和儒艮,都是海洋中的哺乳动物。现在,大海牛已经绝种了,只剩下海牛和儒艮。实际上,它们不仅不美,而且还相当丑陋,那么为什么会与“美人鱼”挂上钩呢?原来海牛和儒艮的母兽在哺乳时,总是把幼婴抱在胸前,上身露出水面,露出幼婴儿鼻孔呼吸。它们一只鳍肢抱幼婴,另一只鳍肢在划水,远远看去,就好像是抱着孩子的妇人在喂奶。由于海面昏暗,或在远处看不清楚,于是丑陋的海牛和儒艮就成了“美人鱼”。

    47.螃蟹和虾煮熟了为什么是红色的

    螃蟹身体的颜色主要是由甲壳真皮层中的色素细胞决定的。在螃蟹甲壳的真皮层中,分布着各种各样的色素细胞,不过它们大多数是青黑色的,这也是活蟹呈青色的原因。在这些色素细胞中,有一种叫虾红素的色素,平时它与别的色素混在一起,无法显出鲜红的本色,可经过烧煮后,别的色素都被破坏和分解了,唯独它不怕高温,于是,螃蟹的甲壳便呈现出虾红素的红色。除了螃蟹外,虾烧熟后的变色也是因为一样的原因。

    48.鱼为什么有腥味

    因为鱼的皮肤里含有一种粘液腺,能分泌出一种有腥味的东西(叫三甲胺)。这种东西散发到空气中,我们也就能闻到腥味了。

    49.为什么说“十五的月亮十六圆”

    每逢农历初一,月亮就会运行到地球和太阳之间,月亮被照亮的半球背着地球,我们看不到月亮,叫做“新月”;到了农历十五、十六,月亮上亮的一面全部向着地球,于是我们看到了圆圆的月亮,称为“满月”。由于月球围绕地球公转速度不恒定,所以月圆就会发生偏差,出现在农历十六日,因此才有了“十五的月亮十六圆”的说法。

    知识小贴士:

    1969年7月20日美国发射的“阿波罗11号”航天船成功地降落在月球表面,而阿波罗号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是第一个踏上月球的人,他和队员们在月球上留下了一个匾,上面镶刻着:“1969年7月,这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里”。

    50.为什么人们习惯用右手做事情

    人的大脑分左、右两半球,左半球控制人身体的右侧,右半球控制人身体的左侧。从解剖结构的表现来看,左右半球是不均衡的。大多数人更多地依赖于左侧大脑半球,于是习惯使用右手。而更多依赖于右侧大脑半球的只有少数人,他们习惯使用左手,被称为“左撇子”。

    研究表明,一个人习惯使用左手或右手,很大原因是遗传基因造成的。如果父母都是左撇子,孩子是左撇子的几率为1/3;如果父母都是右撇子,孩子是左撇子的几率则只有1/10。另外,孩子在成长过程中,家长往往会在启蒙阶段教孩子说话、计数、计算等技能,这些都属于逻辑能力,由大脑的左半球控制,久而久之,大脑的左半球就会比较发达,因此大多数人就习惯使用右手了。

    不过,人使用右手还是左手也是可以改变的。如习惯于用右手的财会人员,为了工作的方便,常练习用左手打算盘,这样左边计算、右边写字,大大节省了时间,提高了工作效率。

    知识小贴士:

    你知道吗?人们不仅仅习惯用右手或左手做事情,拿东西,还因为长时间的使用左手或右手,还导致了人的左右手不一样大呢。

    研究发现,人的右手普遍比左手发达,因为大多数人都习惯用右手做事,例如,写字,打球,提东西,吃饭……从而使得右手得到的锻炼比左手得到的锻炼多很多,所以右手比左手大!

    51.煮牛奶为什么会结皮

    煮好的牛奶表面结成的奶皮的主要成分是蛋白质,而蛋白质是人体生长发育所必需的重要物质。牛奶煮开以后,牛奶中的蛋白质就会跑出来,集中凝固在与空气接触的表面,形成一层薄薄的皮层。奶皮含有丰富的营养,可不要把它扔掉哟!

    52.为什么打完哈欠的时候会流眼泪

    人困倦的时候,总会哈欠连天。哈欠一打,眼睛里就会泪水汪汪的,这是怎么一回事呢?

    其实,我们的眼泪除了在伤心时流出外,平时也在不断缓慢地分泌,它们覆盖在眼球的表面,起到了清洁及滋润的作用。在正常情况下,由泪腺分泌的泪液,一部分被蒸发掉了,另一部分便在眨眼的一瞬间,通过眼泪的下水道——鼻泪管流入鼻腔内去了,泪液的产生与蒸发形成平衡,因此平时人是不会流泪的。人在打哈欠的时候,嘴巴张得大大的,为的是呼出二氧化碳,吸进氧气。随着打哈欠的动作,脸颊、舌和咽喉部位的肌肉紧张收缩,增大了口腔及鼻腔的压力。而鼻腔压力的增大,必然阻挡比较狭小的鼻泪管排泄泪水的工作,致使泪液回流到眼球表面,眼睛里的泪水越来越多,就会流出来。

    知识小贴士:

    夏天为什么身上会起痱子?

    痱子,学名红色粟粒疹,主要发生在闷热的夏季里。这是因为当外界温度高,湿度大时,皮肤出汗增多,汗液不能及时排除,汗腺管口被汗液浸泡肿胀而阻塞,汗液积在汗管内,就引起了皮肤轻微发炎,也就是我们说的起了痱子。生了痱子以后要避免用冷水洗、热水烫、肥皂擦,也不可用手抓。外搽扑粉或痱子粉或炉甘石洗剂或中药六一散,有消炎止痒作用,过不久痱子就会消了。

    53.人老了头发为什么会变白

    年轻人的头发乌黑油亮,而老年人往往白发苍苍,这是为什么呢?科学研究发现,头发乌黑是因为头发里含有一种黑色素,黑色素含量越少,头发的颜色就越淡。随着人体的哀老,毛囊中的色素细胞将停止产生黑色素,头发也就开始变白。人体没有统一分泌黑色素的腺体,黑色素在每根头发中分别产生,所以头发总是一根一根地变白。

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