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游戏中的科学.doc 天文类1.把太阳的图像请到家 把一个望远镜放在开放的窗台上，让阳光正好射入镜头。用一面镜子放在望远镜另一端的一个镜头下，使太阳的图像反射到室内的墙壁上。 注意:直接用望远镜看太阳，对眼睛有害～但在墙壁上你可以清晰地看到太阳光盘的真实景象，如果望远镜质量好，甚至能够看到太阳上的黑斑，叫做太阳黑子。那是太阳上的阴凉区域，只有2000摄氏度，而太阳其他区域的表面温度却达6000摄式度。由于地球的自转，墙壁上的图像也会不断移动，所以需要不时调整望远镜的位置。 天文类2.树荫中的小太阳 太阳当空的时候，大树下面的阴影上有很多圆形光圈。它们为什么和树叶间隙的形状不一致呢, 通过树叶间隙撒向地面的阳光，实际反映了一个个小太阳图像。间隙越小，图像越清晰。每一个小间隙就像是照相机的光圈:它把边缘的虚光挡在外面，只让细长的光束通过，反射出清晰的图像。日食时，月球遮住部分太阳，所以树荫下的小太阳图像也会发生变形:例如只能看到小镰刀形状。 天文类3.做个简易日晷 拿一只花盆，在盆底的圆孔处插一根长棍儿，放在花园或阳台整天都有阳光的地方。 长棍儿的影子，将随着太阳的运行沿着盆沿移动。每过一个小时，你在盆沿的阴影处做一个标记。这样，只要有阳光，你就可以在花盆上读出时间。 由于地球的自转，太阳看起来似乎在我们头顶自东向西运行一个半圆形轨道。因此，长棍儿的影子也就相应地沿着盆沿移动。由于盆壁是倾斜的，所以阳光几乎笔直地射向盆壁，因而长棍儿的影子也就相当准确。 天文类4.再做一个迷你日晷 拿一块明信片大小和厚薄的硬纸片，在中间剪一个70 x 3 mm的开口。把一只不透明的塑料酸奶杯从中间剪开，把其中的一半准确地贴在纸片开口处(见图中虚线)，上面用一块半圆形硬纸板盖上，然后在杯的边缘贴一张纸条。 迷你日晷做完了。你把它挂在室内朝阳的窗子玻璃上。由于地球的自转，太阳似乎在我们头顶做弧形运动。一股细细的光束出现在迷你日晷的壁上，它告诉我们白天的相应时间。当然你必须每个小时在那张纸条上做一个时间标记。 天文类5.世界时间钟自己也可以做 插图1 插图2 插图3 把插图1上的世界时间圆盘复制下来，贴在图画纸上并剪下。把一只闹钟的玻璃表蒙子卸下来，让分针穿过时间圆盘的中心圆孔，把时针用胶条固定在圆盘的背面。 注意:让圆盘上标有大黑三角的“柏林”字样正好对在时针位置上。圆盘是带着它旋转的，所以不能卡住。这时，闹钟就会向你展示全球各地的时间了。 你首先找到中欧时间(有柏林字样的框内)。然后从柏林开始沿着外圈向左，你就找到了柏林以西的地方。每一个区都比前一区早一个小时，所以叫做时区。如果你从柏林按照箭头方向沿内圈移动，则可以看到柏林以东地区的时间。每一个区都要晚一个小时。如果柏林的箭头指的是13点，新西兰则已经是24点了。 举一个例子:闹钟显示柏林是19点02分。那么旧金山是几点呢,旧金山与落杉矶处于同一个时区。你可以从柏林出发，在外圈上向左走，直到有落杉矶字样的地方。那里的时间是:10点02分。几个有关联的地方同属一个时区，表示时区的界限正好沿着它们的边界运行。西欧国家，包括英国，和中欧国家一起同属中欧时间。你还必须考虑到，有些国家使用夏季时间，即在夏季拨前一个小时。由于地球在24小时内自西向东自传一圈，太阳看起来似乎从东向西移动，在各个时区内显示相应的时间。在我们的地图上，柏林是13点，纽约才早上7点。在右侧边缘(国际日期变更线)开始新的一天。你还要用同一种颜色标出每一个时区和圆盘上的相应区域。 (插图3文字:从大黑三角开始向右: 外圈:巴黎、柏林、伦敦 — 赫尔辛基、阿拉斯加 — 加拿大西部 — 落杉矶、温哥华 — 丹佛 — 芝加哥、墨西哥城 — 纽约、魁北克 — 布艾诺斯艾利斯 — 里约热内卢 — 亚速尔群岛 — 冰岛、马德拉群岛 — 摩洛哥 内圈:阿留申群岛 — 赫尔辛基 — 莫斯科 — 乌拉尔 — 卡拉奇 — 新西伯利亚 — 曼谷 — 北京 — 东京 — 悉尼 — 勘察加半岛 — 新西兰) (插图2文字:胶条) 用植物做试验6.自动人工灌溉 把葡萄酒瓶灌满清水，用手捂住瓶口，然后猛地翻过来，口朝下插在花盆中。用这个，瓶中的水可以灌溉植物好几天。 瓶中的水流入土中，待周围的土壤潮湿以后形成密封状态，空气无法注入瓶中，瓶中的水即不再外流。天气暖和的时候，你可以观察到，瓶中升起的气泡，要比天冷的时候多 — 热天植物需要更多的水。 用植物做试验7.玻璃杯中的雨 把一根带叶的枝条放入有水的玻璃杯中，置于阳光下。在水面上滴入薄薄一层食用油，然后在玻璃杯上覆盖一个大玻璃罩。在很短时间内，罩壁上就会聚集起水滴。 由于油层不让水穿过，所以水只能从叶子蒸发出来。实际上，是植物所吸收的水份，通过叶面上的细小毛孔向空气中蒸发。阳光照射到玻璃罩上，使得里面的空气湿度饱和，于是就会出现蒸发现象:就像是细雨在冷的玻璃壁上结成水滴。 用植物做试验8.植物的向光之路 把一块在地下室发芽的土豆，种在有潮湿泥土的花盆中。将其放入一只鞋盒的一角，然后在鞋盒的另一端剪一个圆孔。鞋盒里面再贴两道隔墙，各留下一个小空隙。 把鞋盒盖上，放在靠近窗子的地方。几天以后，土豆芽就会通过这座黑暗的迷宫找到光线的出口。 植物均有对光线敏感的细胞，指挥着植物的生长方向。即使进入鞋盒的十分微弱的光线，也能使土豆芽弯弯曲曲地朝着有光的方向生长。但其颜色却是苍白的，因为它在黑暗中无法制造对其生长极其重要的叶绿素。 用植物做试验9.曲线生长 拿几颗已经萌芽的种子，比如水萝卜或豆类，放入两块玻璃板中间的吸墨纸上，用猴皮筋把两片玻璃板固定住。然后放入靠近窗子的一个有水的容器内。每两天把夹有萌芽的玻璃板调换一个角度。植物的根永远往下扎，而茎却永远往上长。 植物具有类似感官的性能。它的根部永远朝地心方向发展，而其芽茎则朝相反的方向。在山坡上生长的植物，其根部不是朝山体方向，而是朝地心方向生长。 用植物做试验10.渗透压力 用石膏把一些干豌豆埋在一只香烟盒中，让石膏块硬化，然后把硬石膏块放入一只盛水的盘子里。石膏块很快就会崩裂成为两半。这里起作用的力量叫做渗透压力:水穿透有孔隙的石膏块中，然后逐渐渗入豌豆的细胞壁，在细胞中增加压力，最后使石膏块崩裂。 在马路边缘，我们可以发现有些沥青路面拱起和破裂。这是由于植物萌芽从根部吸取水分，然后通过渗透压力传到上面。于是，萌芽顶部产生了一种比一部空气压缩钻凿的压力还大数倍的能量。 用植物做试验11.用渗透压做游戏 在一只葡萄酒杯中装满干豌豆，把水灌满，然后把杯子放在一个金属锅盖上。豌豆堆不断升高，然后就开始了豌豆落到锅盖上的魔鬼般的喧闹。 这同样是一个渗透压力起作用的过程:水在杯中进入豌豆细胞中，激活了其营养成分。 从中产生的压力，使豌豆不断膨胀，从杯子里涌到外面，落在金属锅盖上。 对植物生命攸关的水，就是以同样的方式渗入其细胞壁，使其饱满。如果植物得不到水，它的细胞将萎缩:最后凋谢。 用植物做试验12.雨中的樱桃 如果连续几天下雨，树上成熟的甜樱桃就会裂开。这和你把樱桃放在水中一段时间的效果一样。通过其表皮细微的孔隙，水虽然可以渗入樱桃，但它的含糖份的浓汁却不能渗出来。渗入的水分，在樱桃果实中稀释了糖汁，同时增强了细胞中的压力，最终导致果实爆裂。 液体在肉眼看不见的细胞壁的孔隙中穿行，称为渗透。这个过程，和植物从根部吸取水分的过程是一样的，一个细胞一个细胞地逐渐传导至树叶。 用植物做试验13.桦树的水分 在一棵桦树的有叶子的枝条上绑一个塑料袋，袋内就会逐渐潮湿，袋壁上会附着很多水滴，两天后就会在里面的一角上聚集起水来。 天热时，很少的几片叶子上会形成相当多的水分。但在塑料袋中的湿度饱和的空气中，却远不如在其他在干燥空气中的叶子那样多。在夏天，一棵成熟的桦树每天最多可以散发400升的水，均为从根部吸收，然后通过树叶的无数微小的孔隙散发出来。 用植物做试验14.阳光下的生命 可以用衣服夹固定漏斗 在一只大玻璃罐中注满清水，放入数枝水藻嫩芽。把玻璃罐置于阳光下，水中马上就会出现小气泡。罐中植物上方支起一个倒放的漏斗，漏斗口上放一只玻璃管。植物吐出的气泡，开始缓慢地冲满玻璃管。 植物需要阳光。在阳光的帮助下，可以从水和一氧化碳中制造使其成长和壮大的叶绿素，同时释放出氧气，充满了玻璃管。 在小玻璃管中，现在充满了氧气。你把它取出来，里面放进一块尚有火星的木屑，它会立即燃烧起来。任何燃烧都必须有氧气帮助。 用植物做试验15.双色奇花 用清水稀释绿色和红色的钢笔水，各灌入一只小玻璃试管中，然后把两只试管置入一个玻璃杯里。把一支开白花的花梗(例如大丽花、玫瑰花或丁香花)切开，把切开的两支花梗末梢分别放入两只玻璃管中。花梗很快就会改变颜色，只要几个小时，花朵就会变成一半为红一半为绿的双色奇花。 有色液体顺着花梗上平时从根部吸取水分和营养的毛细管上升，颜色最后停留在花瓣上，而其中的液体则通过孔隙散发到外面。 用植物做试验16.白杨树叶的脉络 大多数树种的落叶，一年后就会腐烂。但白杨树的叶子，却只是叶面上的软细胞会腐朽。 而叶面上的木质部分及其细微的叶脉，在大多数情况下却会完整地保留下来，即使树叶是落在潮湿的土地上。 叶梗上输送水分和营养的毛细管道，同样保持良好。当微风吹动树叶在树上摇晃时，其叶梗显现出一种弹性，类似细铁丝的强度。 化学类17.密写墨水其实很简单 如果你想写一封秘密信函，其实是很简单的，只要找来柠檬汁或食用醋就可以了。它们就是密写墨水，用笔蘸着它写在普通的白纸上。干了以后，纸上的字迹就会消失。收信人知道这是一封密函，他就应该拿着白纸小心地在蜡烛火焰上方烘烤。烤过的纸上的字迹会变成褐色，变成可读的信息。 柠檬汁或食用醋，通过化学反应使纸上写了字的部分成了一种类似赛璐粉的物质。它们的燃点低于纸张本身，所以烘烤时，写字的地方先烧焦，故而密函的内容显现了出来。 化学类18.来自橡树的墨水 用橡木做的水槽外侧有铁箍固定的地方，木质的颜色呈现深蓝色。看起来就像是用墨水染上的一样。这是怎么一回事呢, 实际上，这确实是一种墨水，是鞣酸和铁结合，在潮湿中形成的。过去，人们用铁粉和含大量鞣酸的橡木虫瘿制造墨水。 可以做一个试验:用一把非不锈钢刀，在一棵橡树上割一块五倍子下来，刀刃很快就会染上蓝色。 化学类19.复制报纸图片的简易办法 报纸上的照片和图画很容易复制。取两勺清水，一勺松节油和一勺洗涤剂混合在一起，然后用一块海绵蘸着这种混合液，轻轻按涂在报纸有照片和图画的地方。然后覆盖上一张普通白纸。用一把小勺的背面用力碾擀白纸，报纸上的图像就会清晰地复制出来。 松节油和洗涤剂混合，产生了一种感光乳胶，会浸入到干燥的油墨的染料和油脂之中，使其重新液化，但它只能化解报纸的油墨。杂志上的彩色图片，含有过多油彩，很难化解。 化学类20.变色魔术 把紫叶甘蓝的叶子切成菜丁放入碗中，并注入开水。待半个小时以后，水的颜色变成紫色，然后把变了色的水，倒入一只玻璃杯中。取三只小玻璃酒杯，各倒入半杯清水，然后在第二杯中倒入少许白醋，第三杯中倒入少许碳酸氢钠(即漂白粉)。当你在每只杯中都倒入一些菜汁以后，各杯中原来透明的水开始变色。第一杯变成紫色，第二杯变成红色，第三杯则变成了绿色。紫叶甘蓝的菜汁是一种指示剂。用它可以观察化学反应，就像在化学中的试剂。在这里，指示剂告诉我们:第一杯是中性的，第二杯发生了酸性反应，而第三杯则是碱性反应。 化学类21.会燃烧的方糖 取一块方糖，置于一个金属盒盖上，用火柴试试，它是否可以点燃。当然不行。但如果你把方糖的一角放上少许香烟灰，然后在这里放上一支燃烧的火柴，方糖立即就会冒出蓝色的火焰燃烧起来，直到最后完全融化。 尽管香烟灰和方糖都无法单独点燃，但烟灰却可以引发方糖的燃烧过程。 一个可以引发化学反应，但本身却不发生变化的物质，被称为催化剂。 化学类22.燃气管道 借助铅笔把一块薄铁片卷成一根10cm长的小管，把它的一端置于一支蜡烛火苗的上方。取一根燃烧着的火柴放在小管的另一端，管口立即燃起另一个火苗。 和所有固体和液体燃料一样，蜡烛通过加热，产生可燃气体，聚集在烛心火苗附近。它和空气中的氧一起燃烧在火苗的外层和尖端。而处于中心地位尚未燃烧的气体则通过管道外溢。 化学类23.燃烧的铁 你是否可曾想到，铁也可以用火点燃吗,把细的钢丝绒缠到一根小木棍儿上，放在蜡烛火苗上方。钢丝开始燃烧起大火苗来，就像烟花一样并发火花。 这里发生的是高速氧化作用。铁和空气中的氧结合成为氧化铁。从中产生的温度超过了铁的熔点。由于氧化铁的碎末不断下落，所以建议这个试验一定要在洗碗池中进行。 化学类24.无火焰的燃烧 取一把细钢丝绒塞进一只玻璃杯中，然后用水弄湿。把杯子倒放在一只放了水的盘子里。开始时，杯中的空气制止液体进入杯中。但很快盘子里的水平开始下降，而杯中的水却不断上升。由于空气中有五分之一是氧气，杯中的水不断上升，直到一个小时以后占据了杯子五分之一的空间。这个过程，在不知不觉中开始释放热量。 以上现象的发生，是由于钢丝绒蘸湿以后开始生锈，因为铁和空气中的氧开始结合。人们称这个过程为氧化。(不锈钢钢丝绒不适合做此试验。) 化学类25.灭火器 把用过的一小截蜡烛放入水杯中点燃。在第二只杯子里放入一茶羹碳酸氢钠，并放少许食醋。白色粉末开始冒泡，表明正在产生一种气体。轻轻把杯中的泡末倒向蜡烛，蜡烛立即熄灭。 在这个化学反应中，产生了无形的气体二氧化碳。它重于空气，所以倒转时沉于杯子下部。另外，由于它是不可燃气体，所以就像是灭火器一样使火焰窒息:冒出的泡末由无数含有二氧化碳的小气泡组成。它们包围了火焰阻隔氧气进入。火焰随之熄灭。 化学类26.遥控点火 点燃一支蜡烛，让它燃烧片刻，然后再把它吹灭。烛心冒出白色的烟雾。你在蒸汽上方划着一根火柴，一股火苗会立即冲入烛心，重新点燃蜡烛。 蜡烛吹灭后，其中的蜡质还保持极高的温度，所以才以烟雾的形式散发出来。这股烟雾是可燃的，一有明火即可立即燃烧。这个试验表明，固体物质的表面，在氧气下燃烧之前，会保持气状。 电流27.被损坏的金属 在一杯水中放入一块薄铝片(可从巧克力包装袋上剪下)，铝片上放置一枚铜制硬币。玻璃杯放置一天以后，杯中的水开始变得浑浊，铝片上放置硬币的地方，出现了一个漏洞。 这种损坏称为腐蚀，常常发生在两种不同的金属相结合的部位。在混合金属(合金)中如果组成部分不均匀的话，表现特别突出。在我们的试验中，水的浑浊是通过铝的分解。另外，在分解过程中也会产生少量电流。 电流28.土豆电池 把手指长的铜丝和锌丝分别插入一只生土豆中。然后拿一个小耳塞的插头接触两根金属丝，你就会听到清晰的嚓嚓声。 这个声音是通过电流产生的。和手电筒电池一样，土豆和金属丝也产生了电流，尽管是很弱的电流。通过化学反应，土豆汁接触了金属丝，从而产生了电能。 人们称其为伽伐尼电池，因为意大利的医生伽伐尼，于1789年首次在试验中观察到了这一现象。 电流29.来自金属的电流 把多枚擦得锃亮的铜制硬币和同样大小的锌片分别交叉地摞在一起，并在每一对金属片之间放入用盐水浸泡过的吸墨纸。于是，电流被释放了出来，而且你可以证明它的存在。 用细的漆包铜线，围绕一只指南针五十圈，把铜线裸露的两端分别放在最后一枚硬币和最后一个锌片上。电流立即驱动磁针开始运动。 盐溶液使金属起了化学变化。其结果是通过电线产生了电流，并对指南针发生了磁性作用。 电流30.做一个电磁铁 用胶条缠绕一根手指长的铁螺栓，上面再缠绕1至2米长的绝缘细铜丝。把铜丝裸露的两端连到一块电池上。现在螺栓即可吸住一切铁质物件了。电流在线圈中形成一个磁场。铁物中的微小的磁粒子开始重新排列，形成了南北两极。如果螺栓是软铁制作，切断电流，磁性随即消失，如果是钢质，则将保留磁性。我们可以用这种办法使钢制品磁化。 电流31.莫斯电码发报机 把木版B和木块C和D钉在木版A(10 x 10 cm)上。让一根4 cm 长的铁螺栓F从B木版上的圆孔中穿过去。螺栓上缠绕100圈铜丝(G)。铜丝两端分别连接在电池和剧条H上。把木块C 钻一个洞，把剧条H 穿进去固定住，让它的末端距离螺栓F 2 mm 远。一根长铁钉钉入木版A，把它上部弄弯，使其钉尖触及剧条中部。把钉尖涂上油料。作为按键可取一木条(E)用猴皮筋(P)连接作为弹簧，用两枚图钉(M和N)作为接触点。用电铃线(去掉绝缘包皮)把各部分连接起来。 按下按键，则接通电流，螺栓F磁化，吸住剧条H。就在这一刻，K处电流中断，螺栓失去磁性，H反弹回去，重新接通电流。这个过程快速重复，使抖动的剧条产生嗡嗡的响声。你如果想在两台发报机之间传递莫斯电码，就必须按照右图的线路图连接三条线路。 (图中右侧字母为莫斯电码) 电流32.石墨导体 用一把剪刀和一支铅笔作为触点，把手电筒灯泡连接在一块电池上。灯泡就会发亮。 电流从电池上的负极(舌片长的一端)通过金属剪刀流向小灯泡。最微小的电流颗粒，即电子通过灯丝，使其炽热，然后通过石墨笔芯流向电池的正极(舌片短的一端)。石墨是优良的导体;甚至白纸上的铅笔字迹，也能产生电流，你可以用耳机听到声音。 电流33.迷你麦克风 用两根铅笔芯靠近盒底两壁穿过一只火柴盒。在两根笔芯上横放一根短笔芯。把所有笔芯刮光滑。这就成了一个迷你麦克风。把这个麦克风连接上电铃线，然后和电池及旁边房间的耳机连接起来(你也可以使用半导体收音机上的耳机)。平拿火柴盒向其中讲话。耳机里可以清楚地听到你的声音。 电流进入石墨笔芯。当你朝火柴盒说话的时候，火柴盒底就会震动。这样就改变了笔芯间的压力，电流变得不均匀。电流的不稳定造成了耳机中声音的震动。 电流34.磁误导 用胶条把细导线固定在倒置的玻璃杯上方，使其成为弧形状，弧形导线下放一只指南针。转动玻璃杯，让指南针的指针正好和导线平行。把导线两端连接在电池上，指南针的指针立即变成了同导线交叉状态。 电流通过的导线的周围产生磁力线。在弧形线的一侧产生磁性北极，另一侧为南极。改变电流方向，两极即改变位置。指南针的磁性指针将与磁场线方向一致。 电流35.自行车上的电路 一个男孩很奇怪，为什么他的自行车的磨电器上只有一根电线连着车灯;照理说，应该有两根导线才能形成完整的电路。自行车运行时，发电的磨电器的内部，有一个永磁体在一个铜线圈中旋转。这样，线圈内的磁力就产生了一种电压。电流随之通过导线到达车灯，先是通过灯泡的灯丝，然后是通过灯的外壳、自行车的前叉和磨电器的外壳又回到了线圈。最重要的是磨电器上的微小的接触螺丝:它通过绝缘的漆层进入前叉的金属，从而接通了电路。 静电现象36.带电的气球 把气球吹鼓，打结封住开口处，然后在你的毛衣上摩擦片刻。把它们送上天花板，它们 就可以在上面停留几个小时。 通过摩擦，气球带上了静电，也就是说，它接受了毛衣上微小的负电子。带电的气球贴在天花板上，因为它的负极和天花板的正极相互吸引。电子在天花板上运动，直至正负取得平衡。由于天花板不是好的导体，在干燥和温暖的室内温度下，可以持续几个小时，气球才会飘落下来。 静电现象37.相吸和相斥 吹起两只气球，使劲在你的毛衣上摩擦。然后用手牵着线绳让它们下垂，它们会相互排斥而分开。 通过摩擦，两只气球都带上了毛衣上的电子，均呈负极。由于同性相斥，故两只气球相互分开。但毛衣由于刚才被取走了电子，故变成了正极带电。正极和负极是相吸的，所以两只气球可以贴在你的毛衣上。 静电现象38.会喷射的大米爆米花 用干布摩擦，让一把塑料小调羹带电，拿在一盘大米爆米花的上方。爆米花立即会跳起来，粘到调羹上。然后又突然向四面八方喷射出去。 爆米花被带电的小调羹吸了过去，粘在上面片刻。这时调羹上的部分电子转向爆米花，直到所有爆米花都带上了和调羹同极的电子。由于同性的电子是相斥的，所以才出现了爆米花喷射现象。 静电现象39.自来水会拐弯 用一块毛料干抹布让一把塑料调羹带电。把水龙头打开少许，将调羹靠近细细的水流。你看 — 水流拐弯了，向着调羹靠近。 带电的调羹对不带电的水流产生了吸引力。一旦调羹碰上了水流，这个魔术立即就会失效。水是导体，立即把电子从调羹上导走。即使飘浮在空气中的水气也能够带电。所以这个静电试验要在寒冷的晴朗天气和暖气良好的室内进行。 静电现象40.胡椒粉和盐如何分离 把少许粗粒盐撒在桌子上，和胡椒粉混合堆在一起。用什么最简单的方法可以把它们分离开呢,用毛料抹布摩擦一把小塑料调羹，然后去接近那个小作料堆。胡椒粉立即会跳起来粘在调羹上。 通过摩擦，调羹带上了电，对不带电的颗粒具有吸力。由于胡椒粉比盐的重量轻，所以 胡椒粉先跳起来粘向调羹。如果想把盐也吸起来，必须把调羹放低一些才行。 静电现象41.电蛇 用绵纸剪一条10 x 10 cm 的螺旋形的纸蛇，放在一个铁皮盖上，把蛇头拉上一些。用毛料布使劲摩擦一只钢笔，置于纸蛇头的上方。它就会像一条活爬虫那样直起身来，不断向上冲撞。 这个试验中，钢笔通过毛料布的摩擦带上了电，吸引着不带电的纸蛇。每次接触会重新带上一部分电，但会立即被导体铁皮盖导掉。然后，不带电的纸蛇会重新被吸引，直到钢笔失去所有的静电。 静电现象42.电跳蚤 用毛料布摩擦不用的旧唱片片刻，把它放在一只玻璃容器上。用铝箔捻成豌豆大小的小球，扔在唱片上。一场有趣的静电游戏开始了:小球开始跳着曲线相互分开。如果把它们拢在一起，它们先是相吸，但一会立即相互跳开。 通过摩擦，唱片上带的静电并不均匀。各个铝箔球吸电又放电，但又被唱片上带电不同的部位重新吸引。具有同样电极的小球相遇，它们就会相斥而分开。 静电现象43.简易验电器 把果酱瓶盖钻一个洞，插入一根钩状铜丝，用火漆使其和瓶盖绝缘。在钩上挂一条折叠的铝箔。然后拿一支经过摩擦带电的钢笔或者梳子接触铜丝，铝箔两端即行分开。 通过与带电体的接触，电子沿铜丝传至铝箔条的两端。两端均为同样的电极，故相斥分开，分开程度与电流的强弱相当。 静电现象44.电球游戏 用铝箔做成一个踢足球的小人儿，把它固定在一张旧唱片的边缘。用一块毛料布使劲摩擦唱片，然后放置在一只干燥的玻璃杯上。距离小人儿大约5 cm 处，放置一个铁盒。取一个用铝箔做的小球拴在一根线上，置于小人儿和铁盒之间，小球就会被小人儿多次踢向铁盒，并反弹回来。 带电的唱片把电流输给铝箔小人儿，把小球吸引过来。带上电后由于属于同性，立即加以排斥，小球冲向铁盒，球体上的电流立即被导掉。这个过程以极快的速度反复。 静电现象45.没有危险的高压电 把一张圆盘形铁皮板放置在一只干燥的玻璃杯上。用毛料布使劲摩擦一只吹起的气球，放在铁板上。用手指去接近铁板边缘，就会冒出微小的火花来。 金属和手指之间产生电压平衡。尽管电火花具有数千伏高压，但却没有危险，就像梳头时会产生的火花一样。一名美国科学家发现，在一只猫的身上要抚摩92亿次，才能产生让一只75瓦灯泡亮一分钟的电流。 静电现象46.小闪电 在一只干燥的玻璃杯上放置一把金属蛋糕铲，上面放一块事先经过摩擦而带电的泡末塑料，用手去接近蛋糕铲的手柄，就会产生小小的闪电火花。 通过用毛料布摩擦，使泡末塑料带上了负极电子。同样的电极相互排斥，金属蛋糕铲上原有的电流全部集中到手柄尖端。在那里出现向手指放电现象。闪电的电压高达数千伏，但由于电流量极小所以没有任何危险。 磁力47.地球的磁力 取一根熟铁棒，倾斜向下对着北方，然后用锤子敲打数次。铁棒由此而带上少许磁性。 地球被磁力线所包围。在德国它们交叉在地球65度角处。在地球的磁力线作用下，铁棒中的磁粒子在震动时指向北方。这也是铁质工具为什么会自动磁化的原因。你把铁棒对准东西方向，进行敲打，上面的磁性就会消失。 磁力48.磁力测试 很多钢铁制品都是带磁的，但我们不一定知道。用一只指南针，即使最微弱的磁性，我们也可以测试出来。 如果一根铁棒带磁，它就和指南针的指针一样，会有南北两极。由于同极相斥，异极相吸，因此指针的一端就会被铁棒尖端所吸引，而另一端被排斥，如果铁棒无磁性，那么指针的两端会以同样方式指向铁棒。 磁力49.会动的铅笔 把一支带棱的铅笔放置在桌子上，然后在它的上面再放一支圆形铅笔，使其在上面保持平衡。用一块强磁铁小心接近铅笔尖，铅笔就会转向磁铁。 铅笔中的石墨确实被磁铁所吸引。吸引力虽然弱于铁器，但原理是一样的:石墨中的微小的原始磁颗粒，本来排列混乱，通过强磁铁的磁场使其有序排列，出现南北两极 — 随之被吸引。 磁力50.磁力线图像 取一张图画纸，放在一块磁铁之上 — 你已经知道如何制造一块磁铁 — 上面撒上锉铁物时落下的铁屑。轻轻敲打图画纸，上面就会出现一幅磁力线图像。 铁屑有序地排列成弧状线条，显示出磁力作用的方向。这幅磁力线图，你也可以把它保留下来。把图画纸浸入蜡烛溶液中，然后让其冷却。把铁屑撒在上面。磁力线图形成以后，可拿一把烧热的熨斗，接近画面，图像即可固定下来。 磁力51.做一个水罗盘 用一块永磁铁磁化一枚4 cm长的细铁针，做法是用磁铁两极分别摩擦铁针的上下两个部分。剪一块泡末塑料圆盘，把针横插进去。 在水中，罗盘始终朝向南北方向。铁针每次均同包围地球两极的磁力线保持平行。在不干胶标签上画一个方向标志，罗盘遂趋于完善。你只需要把它摆放在水中就行了。 磁力52.磁鸭子 剪两只纸鸭子，每只鸭子都插上一枚磁化的大头针。把纸鸭子插到软木盘上，放入装满水的盘子里。开始时它们做着弧形运动，然后就嘴部或头部相互贴近，转向东西方向。 鸭子相互接近沿着磁场路线。它们的运动来自各种力量的影响:相反磁极的吸引，同样磁极的排斥，以及地磁场的作用。最好看的，是鸭子嘴部的磁力相互吸引。 磁力53.向极性 磁化两枚钢大头针，让其针尖相吸。分别插入一块铅笔粗细约10 cm长的泡末塑料的两端。然后用一根缝衣针搭在两只玻璃杯上，使其完全保持平衡。把这个罗盘放置南北方向，它开始朝地面北方倾斜。 罗盘和宇宙围绕地球的磁场线持平行状态。它同平面的偏离，称为“倾角”。它保持在65度。同地球的极地，罗盘处于垂直状态，其倾角为90度。 空气54.潜水钟罩 你可以把一块手帕放在水里，但它却不会湿。办法是把一块手帕紧紧塞在一只玻璃杯底部，然后把杯子倒过来朝下放入水中。 空气虽然是无形的，但它却是由细小的颗粒组成。倒过来的杯子里仍然有空气，它阻挡水进入杯中。然而，如果杯子更深入到水中，就可以发现，还是有一些水进入杯子。逐渐增高的水压，压缩了杯中的空气。供水下作业的潜水钟罩和沉箱，都是根据这个原理起作用的。 空气55.封锁空气 把一只不太大的漏斗插入瓶口，周围用橡皮泥密封。把水倒入漏斗，水却进不了瓶中。 瓶中保留的空气阻挡了水的进入。另一方面，漏斗开口处前面的水分子的表面张力，也不让空气流出。用手指按住吸管的一端，把另一端插入漏斗。你只要一抬起手指，水立即就会进入瓶中。空气可以通过吸管外溢。 空气56.报纸上的空气压力 把一块雪茄烟盒的盒盖板横向放在平滑台面边上，一半在台上，一半在台面之外。把一张完整的报纸覆盖在上面，展平并压实在烟盒盖和台面上。用拳头猛击伸出台面的盒盖板。盒盖随即折断，而报纸却纹丝不动。 打击下，盒盖板上只是留下细微的斜茬。盒盖板、报纸和台面之间形成的空间里，空气无法很快流通。因此形成低压，而上面正常的大气压，却像一个螺旋夹钳一样固定住盒盖板。 空气57.拐弯的风 刮风天气，你如果站在广告柱后面，就会发现，这个圆柱是不能挡风的。你在这里划着一根火柴，它会马上被吹灭。你在家里可以做一个小试验来证明:在燃烧的蜡烛前面放一只葡萄酒瓶，你对着瓶子使劲吹一口气。蜡烛火焰立即就会熄灭。 气流到达酒瓶时，将分流而过，贴着圆柱形瓶体划过，然后在瓶后以几乎毫不减弱的劲力重新聚集。于是产生了一股旋风，冲向火焰。如果在蜡烛前面摆放两只酒瓶，当然就得用更大的力气，才能把蜡烛吹灭。 空气58.贝努利定律 把一张半弯卷的明信片摆放在桌子上。你肯定会以为，如果使劲吹一下它的下面，明信片很容易就翻转过去。那你就试试吧～不管你费多大力气，明信片不但不抬起来，反而会更 加牢固地抓住台面。 吹出的气使明信片下面产生低压，而外面正常的大气压却在上面压着明信片。18世纪的瑞士科学家丹尼尔?贝努利发现，气体的压力随着速度的加快而减弱。他的这个发现，对今天设计汽车有实际意义。 空气59.被俘虏的乒乓球 把一只乒乓球放在厨房用的漏斗里，把大口斜向上方，使劲吹漏斗嘴。真是难以置信，没有人能够把乒乓球吹出漏斗以外去。 气流并不像我们以为的那样直接冲向乒乓球，而是分流从球和漏斗壁接触的侧旁挤过去。由于这里吹出的气流速度很快，所以其中的压力减弱，而从外面进来的正常大气压又把球紧压在漏斗里面。 空气60.空气的张力 取两只瓷鸡蛋杯，列成一排，在前面一个杯里放一枚鸡蛋。深深吸一口气，垂直对着有鸡蛋的杯子边缘使劲吹气。鸡蛋会跳起来，一下子翻身跌到后边的杯子里。 鸡蛋表面大多是粗糙的，而瓷杯很少十分圆，总会留有空隙，气流可以通过这个空隙进入鸡蛋底下的空间。气流将在那里压缩，如果其张力足够的话，那么，鸡蛋就会像气垫船一样飘浮起来。 空气61.瓶式晴雨计 在一只大口汽水瓶口上绷一块气球皮，上面贴一根干草棍，草棍下面别一根火柴杆。这样，一个简易晴雨计就做完了。把它放置在一个常温的阴凉墙壁旁，然后在墙壁上固定一个刻度盘。随着每日变化的气压，草棍一端会相应地上下移动。天气晴朗时气压较高，它就会压迫气球皮向瓶里凹去，指针则向上抬高。气压下降时，对气球皮的压迫减弱，指针则下滑。这和在一个真空罐中的薄膜通过杠杆和齿轮向一根指针传递运动的晴雨表是相似的。 空气62.降落试验 把一张小纸片放在五个马克硬币上，然后让它们平行下降。出乎我们意料的是，硬币和纸片将同时落地。纸片在硬币的保护下没有遇到空气的阻力。 如果你让硬币和纸片分开降落，则较轻的纸片将遇到空气的阻力，而比硬币下降的速度慢很多。著名的意大利科学家伽利略，曾在大约400年前得出结论:只要没有空气的阻力，不同重量的物品将以同样速度下降。 空气63.反射的小纸球 用手横拿一只空瓶子，捻一个小纸球放在瓶口处。尝试把小纸球吹进瓶中去。你会很奇怪，小纸球非但不进入瓶里，反而会朝你的脸喷射回来。 通过吹气，瓶中气压增高，而同时在瓶口产生了低气压。在气压取得平衡过程中，纸球就像气枪子弹一样反射了出来。 空气64.硬币作为活塞 从冰箱里取出一只空葡萄酒瓶，用水沾湿瓶口。然后上面放一枚硬币，用双手握住瓶身。硬币就会上下运动一段时间。 瓶中的冷空气通过双手变温，开始膨胀，但不可能立即外泻。因为瓶口和硬币之间的水制止了它的外流。只有当瓶中的温度升高，使气压产生足够力量时，硬币才会变成了一个活塞，反复打开让少许空气外泻。 空气65.不怕风暴的硬币 把三枚大头针插在木平台中央，然后把一个马克的硬币放在大头针头上。如果不知道这个试验的奥秘，就没有人能够把硬币从三条腿上吹下来。 气流无法触到硬币的薄片和光滑的边缘。它只能从硬币下面的缝隙中通过，因而减弱了气压，而上面的正常大气压却更结实地把硬币压在大头针头上。但如果你把下颚放在台面上，伸出下嘴唇向前吹去，气流将恰好直接吹到硬币下面，而把它吹掉。 空气66.火柴升降机 并排摆在桌子上的若干支火柴，可以用呼吸搬运到火柴盒中。怎样做呢, 用嘴唇夹住火柴盒套，降在一排火柴上，然后深吸一口气～火柴将附在盒套上，就像是贴上一样，任凭你提起和运走。 通过吸气，盒套中的空气变得稀薄，产生了低气压。而外面的正常大气压却把一排火柴压迫在盒套底部开口处。如果你猛然吸一口气，甚至单独一根火柴也能被吸起来。 空气67.风动火箭 在一只软塑料瓶的瓶盖上穿一个孔，插进一支较细的塑料吸管，把接口处用胶条密封起来。用一支可以轻易套在细吸管外面的较粗的吸管，做成一枚10 cm长的火箭。用纸三角贴上一个平衡器，箭头用橡皮泥捏成。把小塑料吸管插入火箭中，让管口稍插在橡皮泥里。使劲挤一下塑料瓶，火箭就可以飞出10米以外。 瓶中被压缩的空气，通过小吸管压向橡皮泥，并充满了火箭筒。火箭在压力下脱离瓶管，火箭筒中的压缩空气立即膨胀，向后喷射，形成反作用力，推动火箭向前飞行。 空气68.风中的陀螺 在海边，孩子们发现了一个新游戏:刮大风时，让一个塑料桶盖在沙滩上滚起来，它立即就会被风抓住，有时可以向前滚动数千米。 桶盖这时就是一枚陀螺，在转动中寻求平衡。速度一减慢，重力倾向就会增强。然后就会倾斜，继续滚出一个螺旋形路线。位置越是倾斜，转动的圈子就越小，而桶盖的宽面就会被风抓住，风对斜面的压力就会增强:结果是桶盖重新直立，继续向前滚去，直到或许碰上了障碍才能停下来。 热、冷、冰69.瓶式温度计 把有颜色的水倒入一只四角形瓶子里，然后用软木塞塞紧。软木塞上穿一个孔，插入一根吸管进去，一直插到瓶中的液体里。用胶条密封瓶口。当你用手握住瓶子时，吸管中的水就会上升。 被关在瓶中的空气，随着温度上升而膨胀，因为它的分子开始剧烈和快速碰撞，压迫水平面，使水进入吸管中，于是水平面显示出温度的差异。你可以参照真正的温度计，在瓶子上标出刻度。这个瓶式温度计就可以向你显示不同的温度了。 热、冷、冰70.连在一起的玻璃杯 在一只空水杯中点燃一个蜡烛头，然后在杯口覆盖一张蘸了水的吸墨纸，再把另一只同样大小的玻璃杯倒扣在上面。几秒钟之后，杯中的蜡烛熄灭，但当你拿起杯时，却发现两只杯子已经连在了一起。 由于吸墨纸是透气的，所以蜡烛一直燃烧到两只杯中的氧气消耗完。其中的部分燃烧过并膨胀的气体外溢。火焰熄灭以后，气体迅速冷却并萎缩。于是在两只杯子中产生了低气压。外面正常的大气压把它们压迫在一起。 热、冷、冰71.风力探测仪 用圆规在一张厚图画纸上画一个8cm 直径的圆盘，剪下来，在圆盘周围均匀剪八个3cm长的开口，然后把圆盘折成风车状。用一枚大头针把这个小风轮悬在一个纽扣形的磁铁上，这样你就可以看出室内空气流动的状况了。通过它的旋转不仅可以看到暖气上方的热气上升，而且还可以通过它的倒转感觉到冷空气的运动，比如在隔温较差的外墙附近。旋转越快，气流越强。由于是悬挂在一个敏感的磁铁上，所以任何一点微弱的空气流动都能测出来。 热、冷、冰72.水中的硬币 把少许水倒入盘中，放入一枚硬币。怎么才能把它取出来，而手既不许接触水，又不许把水倒出来呢, 办法是:把一张纸片点燃，放入玻璃杯中，把杯子倒放在盘子里硬币旁边。玻璃杯中的水开始上升，最后全部进入杯中，让出了硬币。 纸片燃烧时，部分被加热而膨胀的空气从杯中溢出。杯子倒放后，因缺氧使火焰熄灭，杯中的气体冷却，因而压力下降;为保持气压平衡，外面具有正常大气压的空气想进来，于是把盘子中的水挤进杯中。 热、冷、冰73.墙壁上的风 如果把室内墙上挂的画取下来，壁纸上挂画的地方常常会留有画框的痕迹。这些画框的幻影，特别在靠外的墙上格外清晰，这是怎么产生的呢, 这些暗色的痕迹表明，相应的墙壁同室外的隔温是很不好的。从暖气片上升并在室内流动的热空气，碰到墙壁即会冷却，顺着壁纸向地面运动。如果画框后面的墙壁温度很低，那里就会出现冷凝现象。从墙面掠过的空气，在冷却过程中留下部分湿气。空气中的灰尘则在此处随同留下，于是就形成了这个暗色的画框痕迹。 热、冷、冰74.气垫效应 取一块光滑的托盘，斜放在一只竖立的火柴盒上。托盘上涂抹少许稀释的洗涤剂，让一只倒放的玻璃酒杯可以轻易向下推动。怎么才能让杯子从上往下滑动，而既不许碰它，也不许吹它呢, 请拿一根点燃的火柴接近杯子。杯中的空气开始升温并膨胀。杯子被升高的气压抬起，就像气垫车一样，由于托盘的摩擦力逐渐减小，自行向下滑去。 热、冷、冰75.喷气船 把一只刮干果肉的葡萄柚的外皮放在暖气上烘干，然后把它做成一只小船的模样。穿入 两根拉直的曲别针，把一截蜡烛头放在两根铁丝中间的柚皮底上，然后再把一只空鸡蛋壳，摆放在两根铁丝上。蛋壳前端用胶布贴死，里面放少许清水，然后把小船放在浴缸里的水上。你把蜡烛点燃以后，“船中的锅炉”就开锅了。于是，一股蒸汽从里面喷出，由于蒸汽开始膨胀，所以带着很大的压力从蛋壳尾部小孔冲出，推动小船朝相反方向驶去。根据英国物理学家牛顿(1643-1727)的定律，一切运动都会产生反运动。 热、冷、冰76.飘浮的水滴 把一个铁皮盒盖放置在炉火上小心加热。让几滴水落入盖上，这样，你就会经历一个小小的奇迹:圆圆的水滴会飘浮在铁皮盖的上方，就像是微型的气垫船一样来回穿梭。 水滴一接触到热铁皮盖，它们的下部就开始蒸发。由于蒸汽的压力很大，于是就把水滴抬了起来，出现了重力和蒸汽压力之间的争斗游戏。 水蒸汽不是好的热导体，所以飘浮的水滴无法达到沸腾的温度100度，因而也不会立即就蒸发掉。 热、冷、冰77.不一样的热导体 在一只玻璃杯中放入三把小调羹:一把钢的，一把银的，一把塑料的，以及一根玻璃搅拌棍儿。在它们的柄部同样的高度上用黄油各粘上一粒干豌豆。现在你开始往杯中倒入热水，豌豆会以什么样的次序掉下来呢, 银调羹上的黄油很快就会融化，首先让豌豆掉下。然后的次序是钢调羹和玻璃调羹，但塑料调羹上的豌豆却岿然不动。银是最好的热导体，而塑料却几乎不传热。所以汤锅和熨斗的把柄都是用塑料制成。 热、冷、冰78.能够伸延的金属 把一根铝制毛衣针插入酒瓶软木塞侧面，让它的另一端搭在另一只酒瓶口上。把一个纸箭头贴在一根缝衣针上，放在瓶口和毛衣针之间。然后放置一根蜡烛，紧靠在毛衣针的中间部位。点燃蜡烛，纸箭头就会很快向右旋转。 毛衣针由于加温变热而膨胀伸延，因为铝原子在运动中相互的间距加大。如果用一根同样长的钢针，纸箭头的运动幅度就会小许多，因为钢的热涨幅度只有铝的一半。 热、冷、冰79.闻一闻硬币的味道 在一只塑料盘子里摆放着几枚硬币。请把眼睛闭上，让别人取其中的一枚，握在手中几秒钟，然后再放回盘子里。你睁开眼睛，可以立即就知道，他拿的是哪一枚硬币:办法很简 单，请把各枚硬币分别贴在嘴唇上～金属的优良的热导体，被拿起的硬币会很快吸收手上的热量。由于塑料不导热，所以硬币放回后也不会冷却;它所吸收的热量会保持一定时间，所以比其他的硬币温度高。这种温度的差别，可以被十分敏感的嘴唇感受到。做下次试验时，需等待所有硬币冷却。 热、冷、冰80.水中的火 让一截蜡烛头漂浮在装满水的大口玻璃瓶中，事先要用一枚合适的铁钉为其加重，让蜡烛头的上端刚刚露出水面。点燃蜡捻，看会发生什么事情。 蜡烛燃烧一段时间后，照理应该下沉才是 — 也就是说，当蜡烛头和铁钉的分量大于被排除的水量时。但是，蜡烛却仍然飘在水面继续燃烧着，因为在火苗周围形成了一层薄薄的蜡膜壁。蜡在水中达不到熔点，所以不会蒸发和燃掉。它形成了一个漏斗，最后在水压下破碎。 热、冷、冰81.小冰山 把一个小冰块放入一只玻璃杯中，将杯注满水，直至杯的边缘。冰块浮在上面，其中的一部分露出水面。如果冰块融化，杯中的水岂不要外溢, 不会，因为水结冰时要比原来的体积膨胀出11分之1。也就是说，冰块轻于水而漂浮在水中，只有一部分冒出水面。冰块融化时体积回缩，恰好又占据了冰块原来占据水的空间。 漂浮在海面上的冰山，危及航船的安全，它所以十分危险，还因为在水面上看到的，只是它冒出的一角，而不是水中的全部体积。 热、冷、冰82.冰的爆发力 每一个严寒的冬天过后，马路上都会出现冻裂现象:柏油路面破碎后出现的鼓包。这种路面冻裂现象在什么时候最严重呢,是长期的严寒，还是严寒和开化期的反复,水通过柏油路面上的细微的裂纹，渗透到路面之下，在那里形成了空隙。寒冷结冰时，水的体积膨胀11分之1，结成的冰把柏油路面推向上方。开化的天气，在已经膨胀的地方，多出了11分之1的空间，容纳新的水分，在反复结冰的时候，再次膨胀11分之1 。所以，冬天气温反复变化的情况下，路面最容易出现这样的冻裂突起现象。 热、冷、冰83.不同的结冰时间 在牲口棚的覆盖着白雪的屋顶，寒冷时往往会结成各种不同的冰柱。有时是又长又细，有时则是又短又粗。这种形状的差别，应该如何解释呢,圈内牲口的正常体温，使屋顶最下 层的积雪融化。融化的雪水被上层的积雪和其中包含的空气隔挡，不受外面低温的影响，而是在稍高于零度的温度下顺着屋顶瓦楞滴下。到了外面，这些水滴根据不同的寒冷程度，以不同的速度结冰。水滴一层一层地结成冰柱，温度不太低时，需要较长的时间，才能冻结完毕(见图A)，温度很低时，则只需很短的时间(见图B)。 热、冷、冰84.纸做的锅 你想过用一只纸杯在明火或炽热的电炉灶盘上烧开水吗,你可以做一个试验:用毛衣针穿过一只装满水的纸杯，搭在两只酒瓶中间，在纸杯下点燃一支蜡烛。过一会儿，杯中的水就烧开了 — 而纸杯却安然无恙，连一点烤痕都没有。 水吸收了纸杯上的热量，在100度时沸腾。水的温度不会再升高，所以也达不到纸杯燃烧所需要的温度。 热、冷、冰85.自由飘浮的小气球 从新年集市给孩子买来的气球，会飞向天空;它有动力，因为它里面装有很轻的气体。在一个温暖的房间里，你也可以让一个气球飘浮在半空。窍门是:把一块硬纸板拴在气球上，让气球先是向下降落。你陆续把纸板剪小，直到气球开始缓慢上升，然后在你所需要的高度停住。 生暖气的房间里，流动着不同温度的空气层 — 冷的和重的靠近地面，而暖的和轻的则趋向天花板。坠着硬纸板的气球可以停在和其重量相应的空气层中。 热、冷、冰86.钓冰块 用铅笔和丝线做一支鱼杆，在一只杯子里装上水，让一个小冰块漂浮在水上。如何才能用这支鱼杆把冰块钓起来呢,把丝线头下降到冰块上，然后在冰块上撒几粒食盐。线头立即就会冻在冰块上。 食盐使冰块融化，这恰恰是几粒食盐在冰块上起的作用。一个物体融化时需要热量，于是热量被冰块表面上没有沾到盐粒的地方摄走，所以这里的液体立即重新结冰，把上面的线头冻在冰块上，于是就可以把它钓上来了。 热、冷、冰87.爆裂的石头 在冬天，你可以不用什么工具就把大块石头爆裂开来。在屋外找一块冻透的燧石，用开水浇在上面。它就会轰然一声爆裂。 爆裂的原理是，石头的外表迅速升温，以比内部更快的速度膨胀。这样产生的不同张力， 使石头裂开。以同样的方式也可以使厚玻璃酒杯爆裂，只要在里面倒入过热的液体。玻璃导热能力差，因此就出现了各个层次的不同膨胀现象。 流体试验88.水龙头下的珍珠链 把水龙头开得很小，让它流淌出细细的水流，然后用手指挡在下面5 cm的地方。请仔细观察:你会发现在水流中出现神奇的波浪般的图案。把手指再稍微往上抬，波浪渐渐变成了很多小水球，直到最后形成一条珍珠链。 水流被手指阻挡，由于表面张力 — 液体分子间相互吸引而使表面收缩到最小的趋势 — 的作用，分裂成为圆形水滴。你把手指慢慢从龙头撤回来，水下流速度加快，水滴形状重新变得模糊。 流体试验89.水丘 在一只干燥的玻璃杯中灌满水，但不要让水溢出来。然后慢慢地往杯中放硬币，一个接着一个，你可以观察到水平面的变化。 你会感到奇怪，里面竟然可以放这么多硬币，而水却不漫出来:水杯上面形成了一个小水丘。 这个水丘是表面张力起作用的结果，这是水分子间的一种相互吸引力。最后甚至可以把一个小盐罐的全部食盐都缓慢地撒在水面上。盐在上面融化，分别进入水分子之间，而水却不会外溢。 流体试验90.漂在水上的金属 把一只大碗装满自来水。把小金属物件放在一块吸墨纸片上，然后用一把叉子，小心地把它们一起放入碗中。过一会儿，吸满水的吸墨纸沉入水底，但小金属物件却漂浮在水上。 由于金属重于水，照理说金属物件也应下沉。但它们却被一层薄薄的水膜所承载，它的形成，是由于水面的水分子相互吸引的力量(即表面张力)大于水的重量。用一个小肥皂刷往水中一碰，表面张力被破坏，漂浮试验宣告结束。 流体试验91.被破坏的水膜 用一截棉线系成一个环，放在一个注入自来水的容器中，让线环漂浮在水面上。拿一根火柴插入不规则的线环的中心，线环立即变成了圆形。火柴所以有这等的魔力，是因为它事先蘸了一点洗涤剂。洗涤剂进入水中，即刻向四周扩散，冲破了水分子在表面张力作用下形成的水膜。水膜突然破裂，陷入运动的水分子，从突破处向外冲去，把线环撑圆。 流体试验92.软木片爬水丘 取一只小玻璃酒杯，注满水直至边缘，放在桌子上，并在水面靠近边缘处放一个圆形软木片。如何才能使软木圆片移动到水面中央，而不许去触动它呢, 用一只小试管把水慢慢滴入酒杯中，直到形成一个水丘。开始时，重力使软木片留在稍微隆起的水面边缘。你继续向杯中滴水，水的附着力，即水分子和软木片之间的吸引力越来越强烈，于是软木片逐渐被拖上水丘的顶部。 流体试验93.排水试验 一枚原东德的十分尼铝制硬币，和西德的十分尼黄铜硬币大小一样，但前者的排水量却比后者大一倍。把硬币分别放在一把叉子上，小心放入灌满自来水的容器中。黄铜硬币沉入水底，而铝制硬币却几乎漂浮在水面上，尽管铝同样比水重。铝制硬币通过水的表面张力，像被一层精细的有弹性的薄膜托在水面上，防止了下沉。这枚硬币在这里排开了双倍的水量，它的水面上压出了一个水中凹槽。 流体试验94.松弛的附着力 把一张较厚的明信片剪成 — 像图中显示的那样 — 一个带舌头的盖，把它放在装满水的玻璃杯的水面上。请你试一试，在舌头上放多少枚硬币，这个盖才会被掀开。 你可能没有想到，上面竟能放那么多的硬币，这表明水分子和明信片之间的吸力 — 即附着力是如何强大。但你如果在水中放入少许洗涤剂，纸盖就会立即掀开。水分子的力量被洗涤剂明显削弱;我们说，水“松弛”了。这也是洗涤剂可以洗去污渍的道理。 流体试验95.把水打个结 取一只一公斤容量的罐头桶，在靠近底部并排钻五个2 mm 直径的小孔。把桶放置在水龙头下方，打开水龙头，让水从五个孔中流出。你用手指在五个孔上滑过，五股水流就会合并起来，就好像是扭在了一起。 水分子是相互吸引的，并因此在内部产生一种使液体表面缩小的趋势:表面张力。这也是水滴形成的力量。我们在这个试验中，可以清楚地看到这种力量:它使水流导向侧旁，然后统合起来。 流体试验96.分子的力量 用一根细铁丝做成一个3 x 8 cm 的方框，然后把一根直铁丝搭在中央。把这个铁丝框放进有少许洗涤剂的盘子里，让铁丝框挂上一层肥皂膜。用小棍儿捅破一个地方，中间的小铁棍立即就会滚到铁丝框的另一边去。 液体分子之间的吸力很强，肥皂膜几乎像是一面用气球绷成的平面。如果在一边把这个聚合状态戳破，另一边的吸力就获得了优势，把剩余的液体拉过去，甚至包括那根小铁棍儿。 流体试验97.飘在空中的水 把一只玻璃杯灌满水，用一个平的塑料盖盖在上面。按紧盖，把杯子一下倒转过来。把手拿开，塑料盖却贴在杯子上，挡住了杯中的水流出。 在一只10 cm高的杯子里，水对塑料盖的每平方厘米的重量为10克(因为一立方厘米的水重一克)。而盖外面的空气对每平方厘米的压力却达1000克。它比水的重量大许多倍，因而死死顶住了塑料盖，既不让空气进入，也不让水溢出。 流体试验98.葡萄粒之舞 在一只高水杯中注满带气的矿泉水，里面放入一枚或数枚葡萄粒。葡萄先是沉到水底，但立即就会上下跳起舞来，并自动旋转不停。 矿泉水中的气体在杯中被释放出来，那是二氧化碳。它在葡萄上集聚很多小气泡，直到足以使其向上浮动。在水面上气泡破裂，所以葡萄又开始下沉，然后这一过程再从头开始。 流体试验99.弹性的肥皂泡壁 用洗涤剂和水制成肥皂泡沫，再用小塑料盖和吸管做一只小烟斗。吹出一个肥皂泡，不要让它飞掉，而是用手指按住吸管吹口，让它留在烟斗上。让吹口接近一只燃烧的蜡烛，然后把手指拿开。火苗就会开始向一边倾斜，肥皂泡逐渐变小，最后消失。 尽管肥皂泡壁很薄，只有千分之一毫米，但它却有足够的力量把空气拢在里面。你打开了吸管的吹口，水分子鉴于表面张力的作用，聚成了水滴，把空气排了出去。 流体试验100.用肥皂当动力 把火柴的尾部劈开，在缝隙里放入少许软肥皂。把火柴放入装有自来水的盘子里，它就会迅速向前游去。在浴缸里，你甚至可以用多枚这样的火柴举行游泳比赛。 逐渐化开的肥皂不断破坏水的表面张力。于是产生了水分子朝后方的运动，这就成了火 柴朝前走的反作用力。如果不用肥皂，而用洗涤剂，那么火柴的运动会更加快捷。 流体试验101.不透水的孔洞 在一个果汁瓶盖上用一根3 mm 直径的钉子，打30个 孔。瓶中灌满水后，把盖拧紧，用手捂住瓶盖。然后把瓶子倒过来，当你把手拿开的时候，瓶中的水却不流出来(最多有几滴)。每个孔都通过水分子的相互吸力在表面上结成了水膜，把孔覆盖。只有当空气进入瓶中时，水才能同时流出。 流体试验102.阿基米德原理 把一个容器装满水，并称出其重量。然后在水面上放一个木块。这样，就有一部分水从边缘外溢出来。请再称一次带水的容器，看其重量是否发生了变化。 重量没有变。从容器边缘外溢的水和那个木块重量完全一样。著名的数学家阿基米德在公元前250年发现，流体对物体的浮力，和它排开的同体积的流体重量是一样的。它只下沉到它的重量被浮力平衡的深度。 流体试验103.平衡的问 取一把木尺作为天平放在一支有棱的铅笔上，并用两只装着水的玻璃杯放在两端，使其基本保持平衡。如果你把手指伸入其中一个杯子的水中，并不接触玻璃杯，它们还会保持平衡吗, 手插在水中的那只杯将向下沉。因为它的重量有所增加，增加的分量，就是手指排出的水的分量。 流体试验104.钓鱼时遇到的问题 一个男孩在鱼钩上挂着一只鞋。只要鞋在水中，鱼杆就是相当平直的。但是，当鱼杆往上拉的时候，它却向下弯得很厉害。如何解释这种现象呢, 这同样符合阿基米德原理。浮在流体中的物体，将失去部分重量，恰恰与它所排开的同体积的水的重量相同。这种所谓的重量损失，被称为浮力。 在这个实验中，进入水中的鞋所得到的浮力，恰恰使它的重量略重于水。把鱼杆拉起后，鞋恢复了原有的重量，另外还要加上鞋上带走的水的分量。 流体试验105.你的拳头有多大, 把一只装水的容器放在称上，并记下它的重量。把你的拳头放入水中，但不能接触容器，也不能让其中的水外溢。从重量的变化，你可以测出你的拳头的体积。 称上显示的重量的增加，恰恰是拳头排开的水的重量。由于一升水在4摄氏度时恰恰重1000克，即1克等于1立方厘米水。如果拳头进入水后，重量增加了300克，那就意味着你的拳头恰有300立方厘米那样大。 流体试验106.物体在水中的重量减轻了 把一块石头用铅笔和线绳固定在称信件的天平上(见图)，记下它的重量。如果你把石头悬在一个有水的容器中，它的重量会发生变化吗, 游泳时，在水中搬起一块较大的石头，你就会奇怪，这块石头为什么这么轻。但当你把它拿出水面时，你就会发现它的真正的分量。事实是，一个潜入流体(或气体)中的物体，重量看来确实有所减轻，而且减少的程度恰恰等于它所排开的流体体积(或气体体积)的分量。这种所谓的重量损失称为浮力。 流体试验107.神秘的水平面 用水注满一只大玻璃杯，并让一只空火柴盒浮在上面。用一块胶条粘在一枚五个马克硬币上(为便于操作)，放入水中。在玻璃杯上标出水平面的高度。如果把硬币拿出来放进火柴盒里，杯中的水平面会上升还是会下降, 下潜的硬币，由于本身体积小，所以排水量不大，而载着硬币的火柴盒却相反，排除的水量几乎等于刚才的十倍，因为硬币的重量大于水十倍。火柴盒潜入水中的深度，相当于它的全部分量所排除的水的重量。所以，水平面将上升。 流体试验108.水中的鸡蛋 把三只大口玻璃杯注满水，各放入一只鸡蛋。令人不解的是，各个鸡蛋却浮在不同的高度上。这如何解释呢, 第一只杯中，用的是自来水，鸡蛋很正常地沉到杯底。第二只杯子里，放了两汤勺食盐，变成了盐水，鸡蛋浮在水面上。第三只杯子下半层是盐水，上半层是正常的自来水，是你用汤勺轻轻放进去的。所以鸡蛋浮在中间。它虽然会在自来水中下沉，但却浮在盐水上面。 流体试验109.做一艘微型潜水艇 用厚橘皮做一只3 cm 长的小型潜水艇，上面安装一个小塔楼，再用防水的油彩画成船形。把一只大玻璃瓶中注满水，直至瓶口，把小船放进去，用橡皮盖把它封闭。只要按一下橡皮盖，潜水艇就会下潜。手指用力的大小，决定潜水艇是否下沉或浮在水中。 透气的橘皮释放出微小的气泡，决定潜艇的沉浮。手指在橡皮盖上的压力，使得小气泡压缩，因而给潜艇以动力潜入水底。船所以能够平稳漂浮，是因为橘皮的橙色的外表，重于里面的白色部分。 瓶中再扔进几个火柴头当作蛙人。他们会和潜水艇同时上下运动。 流体试验110.活泼的潜水球 用巧克力糖的锡箔包装纸，捻成彩色的小球，按压结实。放入装满水的牛奶瓶中，瓶口安一个有吸力的小挂钩(厨房里一般都有)。用不同力量按压挂钩的橡皮部分，里面的小球就会活泼地上升、下降或者浮在中间。 锡箔重于水。小锡箔球所以能够在水中漂浮，是因为小球中还存有空气。手指的压力，被水传播，压缩了球中的空气，它们的浮力减少，所以下沉。 流体试验111.风向决定水温的变化 岸边的水温一夜之间就会发生变化。这不仅取决于白天的气温，而且还取决于风向。风从水中朝陆地方向吹，还是从陆地朝水的方向吹，水温才会升高呢, 水在4摄氏度时密度最大。水温越高，水的膨胀越大，因而也就越轻。所以，被阳光照热的水停留在岸边的水面上层。如果风来自水域，温暖的水层就会聚集在平坦的岸边。但如果风来自陆地，情况就不同了，它就会把温暖的水层吹走，冷水就会从深处涌上来。 流体试验112.来自下面的压力 冷却鸡蛋时，让自来水流入煮蛋的锅里，并让水流在蛋和锅壁之间。把锅向前倾斜，蛋本来应该滚到锅朝下的一边。但实际上，蛋却留在上面的水流旁不动，旋转着贴在水流上。 流体(或气体)的压力，随着流速加快会减弱。蛋和锅壁间的水流，也是如此。周围带有正常压力的水把蛋推了上去。 流体试验113.和水做游戏 把一只小酒杯放入一个大口的玻璃罐中，并注满清水。现在我们做个游戏:试试把硬币扔进小酒杯中。你可以和几个朋友共同做这个试验。不管你如何对准小酒杯扔下硬币，硬币总是落在酒杯的外边。 真正让硬币在水中笔直下落，是很难成功的。下落的硬币只要梢有倾斜，下落时向下倾斜的一面，就会遇到很大的水的阻力。由于硬币的重心正好在它的中央，所以它在下落时就会轻微旋转，而向它冲击的水分子，就会使它走上一条弧形的路线。 分子力量114.水迹的延伸 水滴在报纸上。开始时留下的圆形湿迹，会逐渐变成为椭圆形。 这是主要造纸原料植物纤维的走向所决定的。滴下的水浸入这些极小的毛细管中 — 就像自然界生长的植物吸收水分那样。由于横向的纸张纤维吸水性不太强，所以，椭圆形水迹就向我们显示了纸中纤维的走向。报纸上印有图片或大型字体的地方，水迹扩展很小。纤维的吸水功能所以减弱，是因为其中的大部分都被含有油性的油墨吸收。 分子力量115.撕报纸试验 如果想把报纸撕成条，你就会遇到两种不同的结果:顺着印刷字行撕，撕后的边大体是平直的，而逆着印刷字行撕，边则是弯曲和锯齿状的。这是为什么呢, 和木材一样，顺着纤维切割，要比横着容易，纸张同样有纤维走向。生产纸张时，用木材制成的纸浆，要通过一个运动着的筛带。在这个过程中，纸浆中包含的纤维，是按照走向进入机器的。经过上浆、滚轧和干燥后的纸张，逆纤维走向较结实。这一事实，在纸张进一步加工时，即在印刷、装订和做手工时极其重要。 分子力量116.纸绳的拉力 把一张纸巾卷起来并拧成一条结实的纸绳，用它来进行拔河游戏。两端有人使劲拉的时候，它能禁得住吗, 如果你是横着纸的纤维走向拧绳，那只要一拉就会扯断。但如果顺着纤维走向拧绳，那它就可以禁得起拉扯。在这种情况下，纤维聚合在一起，共同抵御拉扯的力量。但如果上面只要滴上一滴水，那么这个聚合力就会立即消失。 分子力量117.会爬的液体 春天，剪下一根刚萌芽的桦树枝条。它的切口处会流出清亮的液体。如何解释这种所谓的“树血”呢, 春天，树根向萌芽输送有养料的水分特别多。这种输送是在树根的压力下进行的，同时也通过毛细现象:水分子和木分子相互吸引，因此树液上升至输导组织的管道形毛细管中。我们可以做一个试验:把一根长毛衣针插入塑料管中，然后将它弯成U形，并挂在装满水 的玻璃杯上，这时，水就会顺着U形管上升，最后把杯中的水流干。 分子力量118.纸做的睡莲也会绽放 将一张平滑的纸剪成一朵花，用彩笔涂上颜色，然后把花瓣向里折叠。把这朵纸睡莲放入水中，你就可以看到花瓣以慢镜头的速度向外开放的景观。 纸的主要是植物纤维，即极细的管道。通过分子间的相吸，水就会渗入这种所谓的毛细管中。纸开始膨胀，就像是凋谢植物的花朵放入水中那样，这朵纸做的睡莲的花瓣也会竖立起来。 分子力量119.神奇的气泡 取一个底部是白色的啤酒垫盘，用针从下面中间扎三个小孔。把一只玻璃杯注满清水，直至边缘，把垫盘盖在上面 — 垫底朝上 — ，然后立即把玻璃杯倒转过来。你必须用手顶住垫盘，并用手指捂住上面的小孔。现在你就可以做汽水了:你把手从小孔处移开，杯中开始冒起气泡。 垫盘的纸板由植物纤维，即极细的管道组成，通过“毛细管现象”汲取水分。由于垫盘吸收了相当的水分，杯中出现了低压，于是外面的空气就通过小孔进入杯中，以取得气压的平衡。 分子力量120.让水倒流 取两个或三个啤酒垫盘，摞在一起，中间刺穿一个相当于塑料吸管粗细的洞，将吸管插入，用胶水封闭缝隙。把吸管按图上的样子剪短。将两只玻璃杯 — 一只短粗的和一只细长的 — 分别注满三分之一的清水。把啤酒垫盘放在细长的杯子上，然后猛的把它倒转过来，头朝下扣在短粗杯子上面。这时你就会发现，下面杯子的水会倒流至上面的杯子中去，甚至持续一个小时之久。纸板制作的啤酒垫盘中的管道式纤维，将汲取上面杯子中的部分水分，从而产生了低压。外面的空气为平衡气压试图进入，压迫吸管中的水向上倒流。 分子力量121.被截断的水管 圣诞节来了，一个父亲要树起一棵圣诞树。他必须把树干的底部削尖，才能插到底架上。尽管然后把下面的底盘里放满了水，圣诞树在节后还是很快就枯萎，掉光了针叶。这是为什么呢, 在削树干底部时，除了树皮，常常也把最外圈年轮削掉。但恰恰在这里存在着吸水细胞，即向上输送水分和养料的管形细胞。靠近树心的老年轮，由于细胞已经木质化，不再具备输 送水分的功能。它们只起加固树干的作用。因此树干无法汲取水分和维持针叶的生长。 分子力量122.一片积水的力量 把水倒在厨房的平滑的塑料作业台面上，这些水有多少会流到地下，取决于台面边缘的形状。如果是直角边缘，则只有倒水时溢出的那部分水流下台面(见图1);而如果边缘是半圆的，则全部积水都会流下(见图2)。 流动的水，首先遵守重力法则。在有棱角的边缘，水的亲和力，即水分子间的吸力则在此处中断。而半圆形边缘却相反，它使水分子的亲和力保持了下来。它甚至比此时水分子对塑料台面的附着力更为强大。结果是所有的积水都将流光，台面很快就会干燥。 分子力量123.硬币陷阱 把一根火柴从中间折弯，但不要折断。把这个角状的火柴平放在一只葡萄酒瓶口上，上面再放上一枚一分尼硬币。怎么才能让火柴离开瓶口，而让硬币掉进瓶中呢,但不许碰到火柴～ 你只需要把一滴水滴在火柴的弯曲处，火柴就开始活动起来，过不了一会儿，硬币就会落入瓶中。木材的管状细胞，接受了水分，继续向里面输送。通过分子的吸力，出现了压力，使瓶口上火柴两端逐渐展开。 分子力量124.气象站 用火漆或胶水把一只干燥的松球果固定在一块木版上。在中间的一个鳞片上插入一根大头针，外面再套上一根吸管。把木板放到外面可以挡雨的地方。吸管会随着气候的变化而移动。请标上刻度。 这个简易的湿度计，是大自然的作品。下雨前，松球果紧缩，以保护里面的种子。球果的表面则吸收水分，膨胀或者萎缩 — 这个过程，你也可以在一块薄板或者一块纸板上观察得到，如果它的一面变得潮湿的话。