分类: 探索

  • 为什么搜索引擎可以搜索到那么多东西

    为什么搜索引擎可以搜索到那么多东西

    现在,人们把越来越多的内容放在互联网上,据估计,在互联网上有数万亿的独立Web页面。那么,如何在这些海量的内容中获得需要的信息呢?人们发明了互联网搜索引擎来解决这个问题。我们知道,当用户在百度、谷歌或者必应等搜索引擎中输入关键字时,它们会找到包含关键字的Web 页面的链接,并按一定的顺序呈现给用户。那么,搜索引擎是怎样帮我们在网上搜索信息的呢?

    一般说来,搜索引擎的工作大概分为三个部分。第一个部分称为信息抓取。搜索引擎使用被称为“网络爬虫”的程序来抓取网页上的所有链接。由于互联网的特性,大多数Web 页面都可以通过其他页面的链接得到访问。从理论上说,自有限的少数Web 页面出发,网络爬虫可以访问绝大多数的Web 网页。想象一下,我们可以把互联网看成一个巨大的蜘蛛网,交叉点是Web页面,交叉点之间的蛛丝是链接,爬虫从一个交叉点出发,沿着蛛丝就可以到达任何一个交叉点。

    找到了Web 页面后,搜索引擎会开始它的第二部分工作:建立索引。简单说来,就是搜索引擎从Web 页面中提取关键字,并把页面信息甚至是整个页面的内容按照一定的规则保存在自己的数据库里。这样做的目的是使得信息能够尽快被找到,如果搜索引擎只是简单地把页面无规律地存放的话,每次检索都要遍历所有保存的信息,那就失去了搜索引擎的意义了。

    举例来说,如果搜索引擎要为一个介绍动画片《西游记》的页面建立索引,那么“孙悟空”、“西游记”、“唐僧”、“吴承恩”等词一般都会成为该页面索引的一部分。值得一提的是,由于中文的特殊性(英文以词为单位,词和词之间用空格分隔,中文以字为单位,词和词之间没有明显的分隔),在提取关键字之前,一般还要对页面进行分词处理。

    完成了前两部分工作,搜索引擎就可以向用户提供搜索服务了。搜索引擎拿到用户输入的关键字,检索自己的数据库,并把呈现出的搜索结果页面展示给用户。比如说,我们搜索“孙悟空”时,由于在建立索引时,动画片《西游记》的页面特征已经被存放到数据库中了,那么就可以通过“孙悟空”索引,把该页面的链接返回给用户。此外,返回的结果也会包含其他结果,例如连环画《西游记》的页面、书籍《西游记》的页面等。

  • 为什么精神紧张时手心会出汗?

      由于汗腺所在部位不同,性质相异和多寡不一,其对于感觉和心理刺激及对于热的刺激的反应也有所不同,汗腺分泌和排泄汗液根据刺激的种类可分为温热性出汗、精神性出汗和味觉性出汗。人在精神紧张时手心会出汗,即属于精神性出汗。

      精神性出汗从加刺激到发汗的潜伏期极短,只有数秒到20秒。所以在紧张、恐惧、兴奋等精神因素影响下,神经冲动从大脑皮质传递到手掌小汗腺部,乙酰胆碱的浓度升高,导致小汗腺分泌排泄活动短期内迅速增强,即产生手掌精神性出汗。也有学者认为另有精神出汗中枢,常保持有兴奋性,一加刺激后即产生反应性出汗。精神性出汗在掌跖处表现最为明显,也可见于手背、头面、颈部、前臂和小腿等处。少数人在高度精神紧张时,甚至会出现汗如雨下,汗流夹背的全身大汗情况。

  • 为什么人造卫星在太空不会随意翻滚

    为什么人造卫星在太空不会随意翻滚

    人造卫星在太空中飞行,会受到残余空气动力、微流星撞击力、地球扁圆度引起的不均匀引力、太阳辐射压力,以及卫星内部的运动机构(如弹簧、发动机)等干扰力的影响,导致卫星的姿态甚至轨道发生变化。另外,每种卫星都有自己特定的任务,在飞行时对它的飞行姿态都有一定的要求。比如,通信卫星上的抛物面天线和对地观测卫星上的相机要始终对准地面,太阳观测卫星上的望远镜要一直对准太阳。为此,卫星上装有姿态控制和轨道控制分系统。

    所谓卫星的姿态控制就是控制卫星的飞行姿态,保持姿态轴的稳定,并根据需要改变姿态轴的方向。由于各种干扰,卫星在空间的姿态角和姿态角速度往往会偏离设计值,这时就要进行控制和调整。

    卫星的姿态控制分系统有被动和主动两种。其中,被动控制系统的控制力不需要消耗卫星上的能源,而是用卫星的动力特性或空间环境力矩来提供,主要有自旋稳定等方式。主动控制系统是根据姿态误差(测量值与标称值之差)形成控制指令,产生控制力矩,实现姿态控制。它主要采取飞轮控制和喷气控制等方式,可对卫星进行三轴稳定控制,这种方式被目前多数卫星采用。

    自旋稳定方式是通过卫星绕一个轴自旋来保持稳定。简单地说,其原理与旋转的陀螺类似:高速旋转可以保持物体的转轴方向不变。早期的卫星大多采用这种简单的控制方式。在卫星表面沿切线方向对称地装上小火箭发动机,需要时就点燃小发动机,产生力矩,使卫星旋转起来,也可由末级运载火箭起旋。高速旋转的卫星,其自转轴在空间的指向就会保持不变。

    三轴稳定方式是对卫星相互垂直的三个轴都进行控制,不允许任何一个轴产生超出规定值的转动和摆动。实现卫星三轴姿态控制的系统一般包括姿态敏感器、姿态控制器和姿态执行机构三部分。姿态敏感器有惯性敏感器、地球敏感器、太阳敏感器、星敏感器等,用于察觉和测量卫星的姿态变化,即卫星沿各个轴的转动角度、转动角速度有多大,是否超出规定的范围。

    姿态控制器用于把姿态敏感器送来的卫星姿态角变化值的信号,经过一系列比较、处理,产生控制信号输送到姿态执行机构。姿态执行机构则根据姿态控制器送来的控制信号产生力矩,使卫星姿态恢复到正确的位置,常用的执行机构有反作用飞轮和推力器。当卫星的姿态处于所要求的姿态时,飞轮保持匀速旋转;如果卫星偏离了某一位置,飞轮加速或减速,产生一个相反方向的力矩,使卫星回复到所要求的姿态位置。卫星三个轴向各设置一个这样的飞轮,就能控制卫星三个轴方向的姿态。也可以在卫星三个轴的方向安置若干个小的推力器,一旦卫星偏离所要求的姿态,相应方向的推力器就会喷出气体,产生推力,使卫星回到所要求的姿态位置。

  • 人造卫星为什么会飞出地球

       1957年10月4日,苏联人造地球卫星“卫星一号”飞出地球,开始沿一定轨道环绕地球运行,近地点228.5公里,远地点是946公里。 
       这是人类发射的第一颗人造地球卫星。人造卫星为什么会飞出地球

       人造卫星为什么会飞出地球呢?我们知道,无论你把足球踢得多高,它总是要落回地面的。飞向几公里高的炮弹,早晚也是要落到地球上来。
       踢向天空的足球,射往高空的炮弹,为什么不能一直飞向高空离开地球呢?原来地球周围的物体都受到地球引力的作用,跑不出它的引力范围。
       人造卫星为什么能环绕地球运转,而长久不落下来?因为人造卫星和飞船发射出去以后,它以特别大的速度围绕地球运转,抵挡住了地球对它的引力――向心力的作用,使卫星作匀速圆周运动,而不能使它们落回地面。那么,什么样的速度,才能使人造卫星脱离地球的引力,而绕地球作匀速圆周运动呢?根据科学家计算,每秒达7.9公里,并且从水平方向抛出去,就能使人造卫星环绕地球运转。这个速度叫环绕速度,也叫第一宇宙速度。如果小于这个速度,它就会被地球引力拉回来。不过人造卫星受到地球外围稀薄空气的阻力,速度会渐渐减慢,最后坠入稠密的大气层,受到空气摩擦,发生高热,就要烧毁。如果以每秒11.2公里的速度飞上天,就可以挣脱地球的引力,成为围绕太阳运行的人造行星,或者飞向太阳系的其他星球上去。每秒11.2公里的速度,是物体能够脱离地球的速度,所以叫脱离速度,也叫第二宇宙速度。

          如果要飞离太阳系,到其他恒星世界去,那么速度必须达到每秒16.7公里。这个速度叫第三宇宙速度。环绕地球飞行的人造卫星,都是用火箭把它携带到天空中去的。要达到每秒7.9公里的高速度必须使用多级火箭。火箭是靠往后喷出的气体产生的反作用力前进的。气体喷出得愈快,火箭前进的速度也就愈快。要达到很高的飞行速度,除了要求有很高的喷气速度,还需要携带大量的燃料。

         经过科学家们的努力,妥善地解决了这个问题,使火箭在飞行中随着燃料的消耗,减轻在继续飞行途中的重量,大大提高飞行速度。这就是采用多级火箭的方案,现在发射的人造卫星,就是用多级火箭将它们带到空中去的。多级火箭是把两个以上的火箭,头接尾,尾接头地衔接在一起。当最末尾那级火箭燃料用完以后,它就会自动地脱落下来,接着第二级火箭立即发动;第二级火箭燃料用完后也自动地掉下来,接着第三级火箭发动起来……这样就会使装在最前一级火箭上的卫星达到每秒7.9公里以上的速度,环绕地球飞行或飞出地球去。

    来源:物理网
                

  • 会自动长毛的铝鸭子

    找一张铝箔或用一张香烟盒里包装用的铝箔,把它折成鸭子状(注意有铝的一面向外)。

      用毛笔蘸硝酸汞溶液,在铝鸭子周身涂刷一遍,或将铝鸭子浸在硝酸汞溶液中洗个澡,再用药水棉花或干净的布条把鸭子身上多余的药液吸掉。几分钟后,你会惊奇地看到鸭子身上竟长出了白茸茸的毛!更奇怪的是,用棉花把鸭子身上的毛擦掉之后,它又会重新长出新毛来。

      铝鸭子为什么会长毛呢?长出的毛到底是什么东西呢?

      原来,铝是一种较活泼的金属,容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝。通常的铝制品之所以能免遭氧化,是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝外衣保护着。在铝箔的表面涂上硝酸汞溶液以后,硝酸汞穿过保护层,与铝发生置换反应,生成了液态金属――汞。汞能与铝结合成合金,俗称“铝汞齐”在铝汞齐表面的铝没有氧化铝保护膜的保护,很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。当铝汞齐表面的铝因氧化而减少时,铝箔上的铝会不断溶解进入铝汞齐,并继续在表面被氧化,生成白色的氧化铝。最后使铝箔捏成的鸭子长满白毛

  • 灯丝为什么做成螺旋状?

    白炽灯的灯丝为什么是螺旋状的?主要由以下四点原因:

    1,白炽灯是利用电阻丝通电产生的高温来发光的,做成螺旋状有利于热能的聚集,还有为保障电灯按额定功率发光。

    2,通过螺旋状,增加灯丝长度并减小灯丝直径,提高灯丝阻值。使电灯发光面积大,亮度更高。

    3,使灯丝更有弹性,避免因摇晃而损坏。

    4、导体电阻与该导体截面积和长度有关,如果是直线,小小的灯泡里装不下!因此,灯泡灯丝绕成螺旋形。

  • 为什么计算机可以认出人长得什么样子

    为什么计算机可以认出人长得什么样子

    如今一些网站推出了新登录方式,使用者不再需要输入用户名和密码,只要用摄像头自拍一张照片,计算机就可以通过你的脸知道你是哪一位用户。这是怎么做到的呢?

    对于每个人来说,通过脸部长相区分出你我他是再简单不过的事情。不过,我们在识别人脸的时候,大脑里究竟是怎么工作的,科学家到现在为止也不是完全清楚,但这并没有阻挡计算机成为“面相师”。

    计算机没有分辨不同人脸的天赋,只拥有和大量数据打交道的能力,所以在计算机眼中,无论帅哥还是美女的照片,都是一堆数字而已。照片上的每一个点的颜色值都以数字的形式储存在计算机程序里,所有的任务都是通过计算这些数据实现的。

    计算机首先要做的是用一个“人脸模板”在图片数据中上下左右移动和计算,根据计算结果,在照片中锁定出人脸的位置和大小,把照片里人脸部分抓出来,并且把大小调整到标准状态。在找到了人脸之后,下一步就是判断这张脸是谁的。为了识别人脸,计算机会建立一个数据库,里面储存着每个人第一次登录时的照片。计算机需要把现在正在看的这张脸和数据库里成千上万的人脸进行比对。为了做好人脸比对这最关键的一步,研究人员想了很多主意。

    一种办法是先在各张脸上找到眼睛、鼻子和嘴的位置。虽然人类一眼就可以看出来,不过计算机是需要通过一定的方法计算出来的。然后,通过测量两只眼睛之间的距离、鼻子大小等尺寸信息,来比较这张照片是不是符合数据库里某一个人的面部信息。

    还有一种精确度更高的“特征脸”方法。我们能够看出李雷长得像李雷,韩梅长得像韩梅,一定是通过他们脸上一些特征辨认出来的,可是有的时候又说不出到底是什么特征。计算机可以发挥自己“算术好”的优点,把数据库里大量人脸数据合成到一起进行计算,算出几十张“特征脸”,然后每一张真人脸都是可以由这些特征脸按比例组合而成,就像鸡尾酒可以由几种不同的酒调和而成一样,只要两张脸中含有的各张特征脸的“调和比例”很接近,就可以判断是同一个人的。

    当然,计算机也会有认不出人脸的时候,照片里的人戴着口罩或者戴着墨镜,照片里只有半边脸,或者照片里的光线太暗或者太亮,都可能让人脸识别系统失灵,为了让计算机的“眼力”更好,科学家还有很多工作要做。

  • 大爆炸是黑洞吗?

    这个问题可以分解成以下三个更特定的问答。

      宇宙在形成之初为什么没有坍缩成黑洞?

      有些人很难理解为什么大爆炸不是一个黑洞。毕竟物质它在其最初的几分之一秒内的密度比所有已知恒星的密度都高得多,而且如此高密度的物质理应强烈地扭曲时空,当密度足够大时,一定会出现一个相对于其内部质量而言尺寸小于史瓦西半径(Schwarzschild Radius)的区域。然而大爆炸设法避免了限于自己制造的黑洞之中并且令人不可思议的是奇点附近的空间实际上并未紧紧地卷曲反而展平了。这是怎么回事?

      简单的回答是这样的:因为大爆炸在初始时刻膨胀得很快,而此后膨胀速率才逐渐降低,所以它避免了变成黑洞。空间可以被展平而时空不会。卷曲可以来自于时空尺度的时间部分。该尺度确定了宇宙膨胀的减速度。因此时空卷曲的总和与物质的密度有关,但膨胀和任何空间的卷曲对其都有影响。史瓦西关于引力方程的解是静态的,而且是一个静态球体坍缩成黑洞前的极限。史瓦西极限不适用于快速膨胀的物质。黑洞模型与大爆炸模型的区别是什么?

      标准的大爆炸模型是佛莱德曼-罗勃特森-沃尔克(FRW)(Friedmann-Robertson-Walker)对于广义相对论引力场方程的解系。这些解可以用来描述开放或闭合的宇宙。所有的FRW宇宙都在时间的原点处有一个奇点以代表大爆炸。黑洞也有奇点。并且一个没有光可以从中逃逸的封闭宇宙的定义于一个黑洞的定义是完全相同的。那么区别在哪里呢?

      第一个显著的区别是FRW模型中的奇点位于该宇宙中所有事件的过去,而黑洞的奇点存在于未来。因此大爆炸更象一个作为黑洞在时间上反转的白洞。依据经典的广义相对论,与黑洞不可被消灭的(时间反转的)原因一样,白洞不能存在。如果它们存在这(指上述解释,译者)可能就不适用了。

      但一个标准的FRW黑洞模型也和白洞不同。白洞有一个作为黑洞反转的白洞的视界。任何东西都不能进入白洞的视界,同样也不能逃离黑洞的视界。大致而言,这就是白洞的定义。注意,这本可以简单地用于比较FRW模型与标准黑洞或白洞模型(如静态史瓦西(Schwarzschild)或旋转的凯尔(Kerr)解)的不同。但对于与更一般的黑洞或白洞比较而言,这就困难得多。真正的区别在于FRW模型没有与黑洞或白洞同型的视界。在白洞视界之外的坐标轴可以追溯到无穷远的过去而不会触及白洞的奇

    来源:自成 物理网

  • 为什么约数和倍数是“双胞胎”?

    约数和倍数相互依存的,不能单独说某个数是约数或倍数。
    
    约数:如果一个整数能被另一个整数整除,那么第二个整数就是第一个整数的约数。约数是有限的,一般用最大公约数。
    倍数:一个整数能够被另一整数整除,这个整数就是另一整数的倍数。一个数的倍数有无数个,一般用最小公倍数。

    a、b是任意两个整数,其中b≠0。如果a能被b整除,那么a叫做b的倍数,b叫做a的约数(也叫因数);如果a不能被自然数b整除,那么,a不是b的倍数,或说b不是a的约数。

    例如:8÷4=2,8是4的倍数,4是8的约数。

    例如:2不能整除7,所以7不是2的倍数,2不是7的约数。

    约数和倍数表明的是两个数之间的关系,所以是互相依存的“双胞胎”。

  • 什么是脉冲星?

      1967年夏天,剑桥大学的赫维什和他的合作者,在十分偶然的情况下,探测到来自天空的一种从未探测到的射电辐射。这种射电辐射是非常有规则的、每隔1又1/3秒出现一次的脉冲。更确切地说,这种脉冲每隔1.33730109秒出现一次,发出这种脉冲的辐射源后来就被称为脉冲星。

      接着,在这以后的几年中,天文学家又陆续发现了很多这样的脉冲星。说到这里,你们也许会提出一个疑问:脉冲星为什么未能更早发现呢?这是因为每一颗脉冲星虽然在一次脉冲当中都会辐射出大量的能量,但这些脉冲是如此的短暂,因此,射电波的平均强度是很低的。这就是天文学家为什么一直没有发现他们的原因。此外,由于天文学家在这以前都认为射电源是以稳定的水平辐射发出能量的,因此他们都没有去认真寻找这样的脉冲。

      后来,在蟹状星云中发现了一颗脉动得特别快的脉冲星,同时还发现这颗脉冲星能在可见光的范围内发出辐射,而且光的闪烁正好和射电辐射的时间相一致。天文学家以前虽然曾多次观测到这颗脉冲星,但都以为它不过是一颗普通的恒星,因此从未有人试图用足够灵敏的、能发现它每秒钟会闪烁三十次的这样一种观测仪器去对它进行观测。一颗脉动得这样快的脉冲星,如果单凭肉眼或者仅仅依靠普通的仪器来进行观察,它的光就似乎是很稳定的。

      然而,脉冲星到底是一种什么样的星呢?一个天体如果会以周期性的间歇发射出能量的话,那么,在这间歇的时间内,它一定正在发生某种物理现象。例如,它也许是一个正在一会膨胀一会儿收缩的天体,并在每一次收缩时发射出一股能量。或者它也许正绕着自己的轴或围绕着另一个天体运转,并且每绕一周,就发射出一股能量。

      难以解决的一个问题是:这种脉动为什么会进行得这样快,长的是每4秒钟脉动一次,短的则是每隔1/30秒就脉动一次。第一,这种脉冲星必定是一个非常炽热的物体,否则它就不可能发射出这样大的能量。第二,它必定是一个很小的天体,否则它绝不可能脉动得这样快。

      科学工作者以往所观测到的最小天体是白矮星。白矮星的质量可以和太阳的质量一样大(其炽热程度也可能和太阳差不多或者更大),但它的体积则不会比地球大。既然如此,这样的白矮星是否可能通过膨胀或收缩或者通过自转而发出脉冲来呢?会不会是两颗白矮星在那里彼此绕着转动呢?但是,不论天文学家用什么样的理论来解释这种现象,他们都无法想象出白矮星为什么会运动得这样快。

      既然不可能是白矮星,那么,有没有可能是更小一点的天体呢?天文学家曾经根据理论作出了一个预测,认为恒星在引力的作用下可能坍缩到非常致密的程度,以致恒星里的所有原子核都被挤压而彼此紧挨在一起。在这种情况下,电子和质子将会相互作用而形成中子,结果,这个恒星将会成为一团“中子浆”。这样的“中子星”的质量可能有太阳那样大,但直径却只有十来公里。

      不过,还没有人探测到中子星;由于中子星是如此之小,所以有些天文学家担心宇宙间即使有中子星存在,人们也无法探测到它。

      可是,这样小的天体应当会飞快地自转,因而就会产生这样的脉冲。这是因为在这样的天体上可能会出现这样一些条件,使得其中的电子只能通过该中子星表面的某些点逃逸出来。这样,当中子星自转时,电子就会像一个旋转着的喷头中喷出的水那样从其中喷射出来,每旋转一周,就会朝地球的方向喷射出一些电子,从而产生射电波和可见光。

      美国康奈尔大学的戈尔德曾经指出,如果情况真是这样,那么,中子星将会逐渐失去能量,因此,它的脉动率就应当会逐渐减慢。他的推论经过了检验,并发现实际情况确是如此。因此,就目前看来,脉冲星很可能就是天文学家曾经担心永远无法探测到的中子星。

  • 为什么同一根网线可以设置不同的带宽

    为什么同一根网线可以设置不同的带宽

    我们所使用的宽带网络,都有一根接入线连到我们家里,这根线有时候是电话线,有时候是网线,也有时候是光纤线。如果我们向服务商要求升级带宽,不需要更换网线,上网带宽就被调整了,这是为什么呢?

    我们所使用的网络接入线,不管是铜线还是光纤,都连接在服务商的服务器上。服务器则是传输数据小包裹的。我们所浏览的网页,都是分解成数据小包裹先传送到服务商的服务器上,再传输到我们的电脑上的。这些服务器就像是本地的邮局。外地送来的包裹会先送到本地的邮局,再由邮局派人送到我们家。互联网上的小包裹也是这样通过一站站中转才传到我们家里来的。

    服务器传输数据小包裹的能力是有限的。如果某个用户使用了太多的带宽资源,就会把服务器传输小包裹的能力全部用光,这样其他用户就会没有数据可传输了。所以服务器会事先规划好每个用户能够使用多少带宽。当新的数据小包裹到达时,服务器会先检查一下发给这个用户的数据小包裹是否发得太快,如果已经太快了就说明这个用户的带宽用满了。这时服务器就会让这个小包裹稍后一段时间再发出去,这样用户传输数据的速度就不会超过带宽了。

    如果你升级了宽带网络的带宽,服务商就会改变服务器设置,让发到你电脑的数据小包裹递送速度加快,这样你就能得到更高的传输带宽了。所有这些都是在服务器端完成的,因此不需要重新拉一根线到你的家里。

    需要说明的是,虽然可以在服务器端设置带宽的大小,可是不同类型的线路能够承受的最大带宽是不同的。这就好比有些人家住在交通发达的城市里,有些人家住在偏远的深山里,邮局发送包裹到交通方便的人家就会快一些, 发送到交通不便的地方当然也就慢一些。

    同一根网线可以由服务商设置不同的带宽,但是要改变最高带宽还是要受到接入线路类型的限制。因此,有时升级带宽是需要改变线路类型的。这就好像邮局发送包裹,要加快发送速度, 有时候只要增加邮递员数量,有时候还得要求为邮递员更换更便捷的交通工具一样。

  • 神通广大的活性炭

    1915年,第一次世界大战期间,西方战线的德法两军正处在相持状态。德军为了打破僵局,在4月22日,突然向英法联军使用了可怕的新武器――化学毒气氯气18万公斤。英法士兵当场死了五千,受伤的有一万五千。

      有“矛”必然就会发明“盾”,有化学毒气必然就会发明防毒武器。在两个星期后,军事科学家就发明了防护氯气毒害的武器,他们给前线每个士兵发了一种特殊的口罩,这种口罩里有用硫代硫酸钠和碳酸钠溶液浸过的棉花。这两种药品都有除氯的功能,能起到防护的作用。

      可是,令人为难的是敌方并不老是使用氯气,如改用第二种毒气,这种口罩就无能为力了。事实也是如此,在使用氯气后还不到一年,双方已经用过几十种不同的化学毒气。

      所以,必须找到一种能使任何毒气都会失去毒性的物质才好。

      这种百灵的解毒剂在1915年末就被科学家找到了。它就是活性炭。

      大家也许知道,把木材隔绝空气加强热可以得到木炭。木炭是一种多孔性物质,多孔性物质的表面积必然很大。物质的表面积越大,它吸附其他物质的分子也就越多,吸附作用也就越强烈。如果在制取木炭时不断地通人高温水蒸气,除去沾附在木炭表面的油质,使内部的无数管道通畅,那么木炭的表面积必然更大。经过这样加工的木炭,叫做活性炭。显然,活性炭比木炭有更强的吸附作用。

      在1917年,交战双方的防毒面具里都已装上了活性炭。

      奇怪,活性炭的眼睛为什么那么雪亮,能抓住毒气而放过氧气、氮气呢? 原来,活性炭的吸附作用同被吸附的气体的沸点有关。沸点越高的气体(即越容易液化的气体),活性炭对它的吸附量越大。军事上使用的大多数化学毒气的沸点都比氧气、氮气高得多。

      请不要以为活性炭只用在防毒面具里,它还有许多其他用途。

      在自来水工厂里,如果水源有臭味,只要让水流过活性炭后就不臭了。你也许会说自来水仍然有股味。这是氯的气味,因为自来水常用氯来消毒。

      在制糖厂里,工人们往红糖水里加一些活性炭,经过搅拌和过滤,可以得到无色的糖液,再减压蒸发水分,红糖就变成晶莹的白糖了。

      现代家庭的金鱼缸里,有不少装着电动水泵,让水循环通过滤清器。在滤清器里也用活性炭去吸附水中的臭味和杂质。

                    摘自《百年树人网》

  • 0为什么不能作除数?

    在四则计算中,减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算。

    为什么不能用“0”作除数?

    大家都知道“0”做除数没有意义。我们可以分两种情况加以说明。一种情况是:当除数是“0”,而被除数不是“0”,如7÷0,12÷0等。那就是要求出与“0”相乘的积不等于“0”的“商”来,0乘?=7,0×?=12。因为,任何数与“0”相乘的积都“0”,所以,在这种情况下,商是不存在的,除法计算没有结果。

    另一种情况是:当除数是“0”,而且被除数也是“0”,如0÷0。那就是要求出与“0”相乘的积等于“0”的“商”来,0×?=0。因为,任何数与“0”相乘的积都是“0”,所以,在这种情况下,不能得到一个确定的商,商可以是任何数,即商有无限多个。

    我们知道,规定一种运算,它的运算结果必须是存在的,而且应该是唯一确定的。但是,当除数为“0”时,被除数不是“0”,商是不存在的;当除数为“0”时,被除数也是“0”,商得不到一个确定的数。因此,必须明确规定“0”不能作除数。因为有了“0”不能作除数这条规定以后,在除法的基本性质中,被除数和除数同时乘以或除以相同的数(零除外),商不变。在分数的基本性质中,一个分数的分子和分母同时乘以或除以相同的数(零除外),分数的大小不变。在比的基本性质中,比的前项和后项同时乘以或者同时除以相同的数(零除外),比值不变。“零除外”这三个字在完整表述除法、分数、比的基本性质时不能丢。

    由此说明,在除法里,“0”不能作除数;对于分数来说,就是分母不能是“0”;对于比来说,就是比的后项不能是“0”。当然,应该强调的是,除法中的除数、分数中的分母、比的后项这三者不是一回事。“比”、“分数”和“除法”之间尽管有着上述的一些联系,但它们毕竟是三个不同的概念。“比”是指两个数(或量)的倍数关系,“分数”是一个数,“除法”是一种运算。

    总之,“0”不能作除数的这一规定是有根据的,也是十分重要的,希望大家在理解的基础上能正确地进行应用。

  • 为什么飞机要装“红绿灯”?

      在晴朗的夜空中,有几点红、绿、白色的灯光缓缓地飞过,同时还传来一阵隆隆的声音。这是飞机在夜空中飞行。

      飞机在天空中飞行时,尽管天空非常广阔,但由于飞行速度很快,因此仍然可能发生对撞事故。为了避免这种危险,飞行员必须时刻关注自己前后左右和上下方有没有飞机在飞行,及时判断是否存在事故隐患。“红绿灯”就是飞机上的航行灯,它为飞行员起到导航的作用。每架飞机上都装有3盏航行灯,在飞行员左侧机翼尖上的是红灯,右侧机翼尖上的是绿灯,机尾上装有一盏白灯。

      飞机在夜间航行时,必须打开航行灯。如果飞行员能同时看见三盏灯,这说明在自己的上空或下方有飞机在飞行,这时是没有危险的。如果只能看到红色和绿色的航行灯,说明有一架飞机正在迎面飞来,有对撞的危险,要设法避开。如果只能看见一盏红灯或绿灯,那说明在左侧或右侧有飞机在飞行,只要不偏离航线是不会相撞的。

      当遇到有雾的天气,光靠航行灯是不够的,这时飞行员就得借助飞机上的雷达来判断飞近飞机的航向和距离。根据雷达不断向周围发射出的无线电波,飞行员可及时调整飞机的航向和速度,以免发生撞机事故。

  • 宇宙中物质是从哪里来宇宙外面又是什么

      第一个问题可以说是一个没有人能够回答的问题。

      科学并不保证所有的问题都有答案。只有在人们获得了足够的资料之后,科学才能向人们提供一个作出回答的方案。但是迄今为止,我们还没有掌握足够的资料来告诉我们宇宙间的物质究竟是从哪里来的。

      然而,即使如此,我们仍然可以作一些推测。我自己就曾经想过,在宇宙间可能存在有某种称为“负能量”的东西,这种“负能量”和普通的“正能量”完全一样,所不同的仅仅是,同等数量的“负能量”和“正能量”加在一起,将会成为“乌有”(正如+1和-1相加等于零一样)。

      反之,“乌有”则可能突然转变为一团“正能量”和一团等量的“负能量”。如果事情确是如此,那么,这一团“正能量”就可能发展成为我们现在所知道的这个宇宙,与此同时,还可能在别的什么地方存在一个相应的“负宇宙”。

      但是“乌有”又怎么会突然变成两团相反的能量呢?

      为什么不会呢?如果0=(+1)+(-1),那么,这个零所代表的东西就完全有可能变成+1和-1。也许在一个“乌有”的无限海洋中,会经常不断地形成大小相等的一对对正能量团和负能量团,以后,在它们经历了进化演变之后,又一次相互结合在一起而成为“乌有”。而我们现在则正好处在“乌有”与“乌有”之间的一个时期内的一个能量团中,并在对它感到奇怪。

      当然,上面所说的仅仅是一种推测。迄今为止,科学工作者既未探测到任何像“负能量”这样的东西,也未找到任何理由来使他们设想宇宙间可能存在有这样的负能量。因此,除非他们有朝一日终于发现了这样的负能量,否则我的设想将是毫无意义的。

      至于第二个问题,即宇宙之外是什么这个问题,我的回答是:宇宙之外是一个非宇宙。

      你看了这个答案,也许会说“你的这个答案丝毫也不说明什么问题”。你的话也许是对的,但是从另一方面讲,在实际生活中往往就有许多问题是得不到有意义的回答的(例如“天到底有多高?”)。所以,这一类问题都是“没有意义的问题”。一般说来,科学工作者甚至根本不愿去思考这类毫无意义的问题。

      然而,我们是不是可以从另一个角度来想一想这个问题呢?

      假定你是北美大陆中部的一只具有高度智慧的蚂蚁,而且还是一只一辈子都在“旅行”的蚂蚁。在这种情形下,在你不断向前走的过程中,你已经走过了一平方米又一平方米的地面,同时你还发明了一个小望远镜,使你能看到你前方几公里以外的地面。在这种情况下,你一定会认为这块地面是无边无际的。

      但是你也许会提出一个疑问:这块地面是否有一个尽头呢?这样一来,就会进一步产生一个使你感到困惑的问题:“如果这块地面是有尽头的,那么,在尽头的那一边将是什么东西呢?”

      当然,你所以会提出这个问题,是因为你唯一体验到的仅仅是地面。你从来没有见到过海洋,对海洋一无所知,因此,你除了陆地以外,不可能想象出别的什么东西。在这种情况下,你就很可能会这样回答:“如果陆地真是有尽头的话,那么,在陆地的那一边一定是一块非陆地,不管这块非陆地到底是什么东西。”这样看来,这样的回答应该说是对的吧!

      既然如此,如果我们把宇宙定义为物质、能量及由这些物质和能量所充填的空间这三者的总和,并且宇宙真是有尽头的话,那么,在宇宙尽头之外的就应该是散布在这个非空间的非物质和非能量。总之,是一个非宇宙。

      如果这个宇宙是起源于一团正能量,而这团正能量是和一团负能量一起由“乌有”形成的,那么,这个宇宙尽头之外的就应当是“乌有”,而这个所谓的“乌有”也许就是非宇宙的另一种叫法。

  • 收音机为什么会有杂音?

    收音机出现杂音,原因大致有两种:一种是受外界干扰所引起的,如雷电、电器用具等;另一种是收音机内部的故障,如某些零件损坏或没有焊接好,电流通过受到影响等所引起的。

    收音机杂音原因

    要消除杂音,首先要检查造成杂音的原因。方法是把天线尾端与金属底台接触,假如杂音和电台播音同时消失,说明杂音出于外因,是受外界的影响造成的;反之,如果电台播音消失,而杂音依然存在,这就是收音机内部的故障了。要注意:在进行这项检查工作时,应当先把电源插销拔下来,把天线连在底台上以后,再把电源插销插上,以防触电。

    电波干扰

    发电机、电梯、电话机、电铃、电焊、电车、汽车、日光灯、电扇、鼓风机、吹风机等电气设备,在使用时会发生火花,产生电波,收音机接收到这些电波,就要引起“嘎嘎嘎”或“刷刷刷”的杂音干扰。如果是上述设备产生的杂音,只要避免和这些设备同时使用,或远离这些设备,杂音就自然消除了。

    天电干扰

    从天空中来的杂音,是由大气中放电造成的,叫做天电干扰。阴雨的日子,天空中带正电的云和带负电的云相遇,就打雷放电,刮风的时候,也会使大气放出电来。放电的时候有火花,同时也产生无线电波,传入收音机,就发生杂音。由天电引起的收音机的杂音,春夏季比冬季多,潮湿的地方比干燥的地方要严重。天气的变化,不仅会带来杂音干扰,甚至会损坏机件。因此,在雷雨发生时,最好暂时不要收听。

    收音机内部故障

    如果是收音机内部故障,要进一步检查,看电源插头和电源插座接触是否紧凑;电源插头是否生锈;电子管插座、电位开关等处是否有污垢?检查清楚,及时处理,杂音即可消除。此外,电容器、真空管等元件质量不佳或已损坏,也会产生杂音,这就得送到修理部门去检查修理,或者更换好的元件。

  • 手表里的钻

         你注意观察过机械手表吗?在它的盘面上,可以看到“17钻”或者“19钻”等字样。这是表示,手表里有17粒或19粒钻石。钻石,原来是指金刚石,也就是金刚钻。后来,人们把其他一些坚硬的宝石也叫做钻石。国外生产的手表盘上标着“17 Jewelsl “Jewel”就是宝石的意思。

        手表的钻数越大,质量越好。一般的闹钟没有钻数,标明“5钻”、“7钻”的钟就是上好的品种了。钟表里为什么要用宝石呢?拆开钟表,你会看到它的“五脏六腑”是许多小齿轮。齿轮不停地转动,带动秒针、分针和时针准确地向前移动。支架齿轮的轴承必须经受住无数次的磨擦而很少损耗变形,才能保证钟表报时的准确。

        这坚硬、耐磨的轴承是由人造红宝石做成的。钟表里有多少个这样的宝石轴承,就标明是多少钻。

        自然界的宝石十分珍贵。它们都是在特殊的地质、压力和温度条件下生成的晶体。它们非常稀罕,又晶莹瑰丽,坚硬非凡。宝石之王――金刚石,采掘起来非常困难。在矿区,往往要劈开两吨半岩石,才可能获得1克拉金刚石。1979年全世界挖到的金刚石仅一千多万克拉,一辆卡车即可载走。名贵的金刚钻价值连城,成为稀罕的珍宝。金刚钻用在工业上,是无坚不摧的“切割手”。

        “没有金刚钻,莫揽瓷器活”,玻璃刀上有一小粒金刚石,切割玻璃全靠它。金刚石车刀削铁如泥,金刚石钻头钻探速度高,进尺深。闪烁着星光的红宝石和蓝宝石,也叫刚玉宝石。而做手表需要的钻石却越来越多,于是,人们在想:能不能搞人造宝石呢?要制造宝石,先得知道宝石的化学成分,红、蓝宝石的化学成分是极普通的三氧化二铝。我们脚下的泥土里就含有不少三氧化二铝。不过,红宝石、蓝宝石是纯净的三氧化二铝,微量的铬或钦使它显出漂亮的鲜红色或者蔚蓝色。于是,人们从铝矾土中提炼出纯净的三氧化二铝白色粉未,再将它放在高温单晶炉里熔融、结晶,同时掺进微量的铬盐或者氧化钦,这样就得到了人造红宝石和蓝宝石。人造红宝石除了作手表里的“钻”,精密天平的刀口和电唱机里的唱针外,还是激光发生器的重要材料,它可以产生深红色的激光。激光的用处可大啦,激光手术刀、光雷达、光纤通信、激光钻孔……都离不开它。最古老的装饰品、稀世的珍宝竟成为工业产品、现代科技的重要角色

  • 人为什么会变老

      嫦娥偷吃了仙丹登月,到秦始皇“怕老”命徐福至东瀛求取不老仙丹,“怕老”一直是人类难以逃避与克服的忧虑。因为怕老,所以防老、抗老,也一直是人类有史以来一直追寻的目标。以前的人由于根本不了解变老的原因以及造成老化的机理,所以尽管有再多的“长生不老仙丹”,均是不足信的。幸运的是,生在20世纪的我们,终于对造成人类衰老的原理有了初步的认识。

    老化是人体“氧化”的过程

      人为什么会老?简单的说,老化是人体“氧化”的过程。什么叫“氧化”,举个容易懂的例子,就像铁会生锈,原本平滑坚固的铁,在空气中长时间与氧发生反应,便氧化形成生锈的铁。氧化会破坏物体原本的结构而变质,氧化的反应,有很缓慢的,如人类的老化现象;也有很快速而激烈的,如物品着火燃烧,便是物质与氧产生激烈化学反应的另一种氧化现象。
      氧不仅是人类每天必须呼吸的气体,而且人体全身的每一个细胞时时刻刻都需要氧气的存在才能存活。那么为什么又说“老化”是一种气化的反应呢?简单来说,存在人体内的氧,其实可分为“好氧”和“坏氧”。“好氧”即是一般所说的氧分子,它就是提供人体细胞及生理活动所需要的氧,在这种“好氧”分子的周围所围绕的是成双成对的电子,好似万事万物多以成双成对比较安定。然而,由于外界因素如环境污染、辐射或外伤等因素,让自然界及个人体内产生了所谓的“坏氧”。“坏氧”带有一个或多个不成对电子,因此极为不安定。不安定的坏氧还会与其它本来安定的原子或分子产生反应,结果让许多本来处于安定状态的化学结构也变得不安定了。这就好像说缺钱的人偷了你的钱,于是你因缺钱再偷别人的钱,结果,被你偷了钱的人也一样缺钱再去偷别人的钱,一团混乱的连锁反应因而发生。而这里所比喻的“钱”就是“电子”,而缺钱的人便是“坏氧”及带了一个或多个不成对电子的化学结构,也就是现代流行病学最流行的名词“自由基”了。
      然而,“坏氧”是不是真的很“坏”,如果以它足以在人体内消灭外来物或抵抗微生物侵害来看,有时它的产生也是有必要性的,这也是为什么人在生病或外伤时体内自由基也会特别多的原因。

    文明加速自由基产生

      其实人体本身有能力去调整自由基的浓度,太高时,体内会自然地分解出如SOD(超氧化歧化物酶)等抗氧化物质来将它清除。然而,随着科技工业的日益发展,加上人类生活形态的调整,工厂、汽车排放许多废气,核能辐射、化学物质、药物的服用,抽烟、喝酒、生活压力过大等因素,使人体内接受到或自我产生的自由基浓度渐渐高于体内本身制造抗氧化物的能力。本来,人体自然老化的时间应该是近百年,但由于自由基的大量产生,使得原本安定正常的细胞膜表面结构开始了不安定的连锁反应,于是,慢性病如糖尿病、心血管疾病、以及癌症等疾病罹患率逐年上升,使得原本缓慢的氧化作用所产生的“老化”反应,似乎在文明环境的催化下,加快了许多。

    抗老防衰的保健产品

      抓住了人类“怕老”的心态,援引衰老理论为包装,抗老防衰的保健产品正开始在市场上促销,至于效果如何呢?恐怕只能用“有真有假”这四个字来形容了。
      基本上,以简单的原理来分,具有抗衰老功能的产品可分为两大类:一类为具有抗老、防老功能的抗氧化产品,如维生素C、E、β胡萝卜素、麦苗精、葡萄籽萃取物、绿花椰菜汁、绿茶粉等;另一类则是针对老化所产生的机能性物质,补充人体需要而正在减缓或消失的物质,如胶原蛋白、胎盘素、去氢表雄酮(DHEA)等。

    何时开始抗老措施

      “老化”其实是一种岁月时间累积出来的结果,它不是病,只是生物与外在环境长期互相作用的结果。那么,什么是防老抗衰的最佳时机呢?虽然中国俗语有“返老还童”的说法,但是这个梦想是从来不曾发生过。一旦你已经变老

    ,要将衰老倒转,抗老便是“为时已晚”,因此“防老抗衰”应从年轻时就得开始。另外,是否中老年人才需要抗老化吗?其实不然,预防老化的保健观念若能在年轻时就建立,及早预防过度氧化的发生,要比在老化已经发生之后再希望一夕回春来得实际。

    如何选择防老保健品

      在选用防老保健品前,我们须强调的是均衡营养的三餐、每餐八九分饱、每天运动,及预防体重过重等都是医学界一再证明最有效的养生防老的基本策略。还有,烟酒应尽可能避免,因为二者都具有明显加快细胞氧化的作用。有了这些基本的养生习惯后,再来服用具有“防老抗老”作用的保健食品,才是真正的“锦上添花”而非“舍本逐末”的作法。
      选择安全、有理论依据,及适合本身体质的保健品是很重要的。以一般40岁以下的人来说,选择服用含维生素C、E、β胡萝卜素等的抗氧化维生素,合并一些抗氧化成分的有机植物制品,如绿色的麦苗汁粉、十字花科植物如绿色花椰菜汁等产品,每天坚持服用,使体内自由基的浓度逐渐下降,使免疫系统正常化,大约三、五个月左右,即可见效。如果是原本经常感冒、容易疲劳的体质将渐渐改善,若以补充抗氧化产品维持健康是不应中断的,因为人不可能脱离这个充满自由基的大环境,即使因服用抗氧化物质而降低体内的自由基浓度,但在外界环境依然未改善的情况下,一旦卸下了防护措施,身体的自由基浓度还是会再度上升。
      还有一点应特别注意的服用原则就是,维生素制剂应于饭后服用,而含抗氧化成分的植物萃取制品则应于饭前空腹服用,效果较佳。至于像胶原蛋白、胎盘素、去氢表雄酮(DHEA)等,效果尚在评估阶段,除化妆品外,都必须慎用。
      “老化”是一种自然生物体的正常变化,了解它的原理,做好适当的保养是必要的,但切勿一味地迷信标榜“延缓衰老”字样的药品或保健食品。

  • 火箭为什么能在太空中飞行

      在大气层内,火箭的飞行可以根据牛顿的作用与反作用的理论解释,即火箭向后喷出气体,气体向后推动空气,空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进。
      
      但是,当火箭飞出了大气层到了宇宙空间,空气没有了,空气的反作用力也就不存在了,那么,火箭为什么还能继续飞行呢?其实还是要用牛顿定律来解释这一问题,关键是力和作用点的变换。
      
      火箭向前飞行时,燃烧剂和氧化剂在燃烧室迅速燃烧,产生的高温高压燃气以每秒数千米的速度向后喷出。我们把火箭和喷出的气体作为互相作用的两个物体,作用点选在火箭上,问题就迎刃而解了。
      
      火箭在喷气的时候相当于给气体一个向后的推力,按牛顿定律,喷出的气体就会通过在火箭上的作用点给火箭一个反作用力,使火箭向前飞行。这个物理过程与空气无关,所以即使是在没有空气的宇宙空间,火箭也会照样高速飞行。

  • 看电视为什么有时能嗅到腥臭味?

    这种腥臭味是由于电视机内的空气发生电离产生臭氧造成的。电视机荧光屏的尺寸越大,显像管的阴极高压越高。

    例如,31厘米显像管约1.2万伏,36厘米显像管约1.4万伏,41厘米显像管约1.6万伏……当高压电极接触不好或与地(指机内电路的电位参考点即金属底板)绝缘不好时,上万伏的高压就会将空气击穿而发生放电现象,从而产生出臭氧来。情况比较严重时,可听到咝咝的放电声,打开后盖还可以观察到放电产生的火花。再严重时荧光屏不发光,甚至造成高压包、高压整流管因过载而烧毁的现象。

    克服电视机内高压放电的办法:

    一是使高压引线和显像管的电极接触良好;

    可将高压引线从位于显像管锥体部位的高压嘴上拔下来,分别将高压嘴(用一根导线)和高压引线对地放电,然后将高压嘴内的灰尘清扫干净,再将高压线接头处的锈蚀脏物除去,并将其接触簧片向外稍许拉一拉以增加接触压力,最后放回原处接好,一般可解决问题。

    二是加强放电部位的绝缘;

    应首先查清发生放电的部位,然后再采取清尘、垫入胶木板等加强绝缘的措施。清尘时可使用较长的软毛刷、手风器(俗称皮老虎)将灰尘清扫干净,对一些粘接较牢的污垢,可使用酒精、汽油(塑料骨架、包皮上忌用)、四氯化碳等溶剂擦拭,也可用砂纸、小刀将其刮去。如果清尘后放电现象仍不能消除,可采用垫入云母片、胶木板等办法加强绝缘。这里需指出的是,当显像管衰老时,由于阴极放射电流的减弱会使高压进一步升高,从而造成放电现象,此时最好配合换用新显像管。

  • 飞机为什么能飞

      飞机为什么能飞?尽管有各个部件的配合,但是最主要的是飞机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。

  • 电子手表为什么会有那么多功能?

    眼下,电子手表已经相当普遍。它可以显示几点几分几秒,也可以显示几月几日星期几。有的电子表还有更多的功能,比如,有的可以显示世界各地的时间;有的还可以把您的体温、脉搏和血压测量出来。

    小小的电子手表为什么会有这么多的功能呢?原来就在于电子手表里采用了集成电路。

    集成电路是一种半导体器件。从外表上看,只不过是一块像指甲大小的长方的薄片,周围伸出好多条金属的“长腿”。要是打开它的外壳,就会看到里面有一块米粒那么大小的硅片。用肉眼仔细端详这银光闪闪的集成电路的硅片,隐隐约约地看到它表面上像有许多花纹似的。要是把这米粒大小的硅片,放到显微镜底下观察的话,就好像在飞机上俯瞰一座城市。你看吧,一条条银色的大道,纵横交错。大道两旁有许多像建筑群一样的条条块块。在硅片的外围还有好多个比较大的块块,它们犹如一个城市的火车站、汽车站和飞机场。原来,那些像建筑群的条条块块是晶体管、电阻、电容等电子元件;那银色的大道,是电子元件之间的连线;外围那些比较大的块块是压焊点,上面压焊着一条条细细的硅钻丝。这些硅钻丝把压焊点跟外壳上金属的“长腿”连结起来。传送各种信息的电流,就在这里进进出出,流来流去。这就是一块集成电路,宛如一座车水马龙的袖珍“电子城”。

    世界上第一块集成电路,是1959年研制出来的,只包含几个电子元件,在这以后两三年的时间里,很快就出现了包含上百个电子元件的中等规模的集成电路。到了1967年,可以容纳上千个电子元件的大规模集成电路也出现了。而到了1977 年,出现了在黄豆粒那么大小的硅片上可以容纳120万多个电子元件的超大规模集成电路。目前,在一块小小的硅片上,已经可以容纳15万个电子元件。集成电路的不断发展,特别是大规模和超大规模集成电路的出现,使得电子设备的体积大大缩小,重量大大减轻,可靠性大大提高,成本大大降低,同时,也使得电子设备的功能越来越多。这样,集成电路就广泛地应用到各个领域。与此同时,又促进了集成电路的迅速发展。人们预计,将来集成电路容量可能发展为10亿只半导体元件。到那时,这米粒大的硅片就不是“电子城”,而成了“电子国”了。

  • 魔鬼谷里的草为什么茂盛

    东起青海省的布伦谷,西至新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县南部的昆仑山支脉,有一条长约一百公里,宽约三十公里的大谷地,历来被人们称为“魔鬼谷”。这个谷地一遇天气骤变,便会成为阴暗恐怖的“地狱”:平地生风,电闪雷鸣,尤其是滚滚炸雷,震得山摇地动,成片的树木被烧得身焦枝残。偶尔有误入其中者,往往因遭雷击而绝少生还。几百年来,这里被附近以游牧为生的牧民视为禁地。

      据最新勘察证实,这一谷地地层中,除有大面积三叠纪火山喷发的强磁性玄武岩体外,还伴有百多个铁矿脉及石英闪光岩体。经伽玛法测试,这里的磁场相当强。地下岩体和铁矿带所产生的强大磁场的电磁效应,引来了雷电云层中的电荷,因而产生了空气放电,形成了炸雷。雷电一旦遇上地面突出物体,就会产生尖端放电现象,因而牧场上的人和畜群就成了雷电轰击的目标。而这一谷地的牧草之所以生长茂盛,正是由于雷电所产生的高温使空气中的氮气和氧气生成了一氧化氮,一氧化氮继续与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮遇水形成硝酸,随雨水落下后,与土壤中的岩石作用形成能溶于水、易于植物吸收利用的硝酸盐。牧草由于吸收了生长所需要的氮元素而变得枝叶茂盛。
                

  • 火车汽笛为什么变化?浅谈多普勒效应

    一、声波的多普勒效应

      在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时,他会发现火车汽笛的声调由高

    变低. 为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的,如果频率高,声调听起来

    就高;反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安・多普勒(Christian

    Doppler,1803-1853)的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理

    解这一现象,就需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短,好象

    波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,

    当火车驶向远方时,声波的波长变大,好象波被拉伸了. 因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=(u+v0)

    /(u-vs)f ,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示波源的固有频率,u表示波

    在静止介质中的传播速度. 当观察者朝波源运动时,v0取正号;当观察者背离波源(即顺着波源)运动时,v0取负

    号. 当波源朝观察者运动时vs前面取负号;前波源背离观察者运动时vs取正号. 从上式易知,当观察者与声源相互

    靠近时,f1>f ;当观察者与声源相互远离时。f1<f

      二、光波的多普勒效应

      具有波动性的光也会出现这种效应,它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索(1819-1896)于

    1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之

    处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为

    红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移.

      三、光的多普勒效应的应用

      20世纪20年代,美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,首先发现了光谱的红移,认识到了

    旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律:星系的远离速度v与距地球的距离

    r成正比,即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定,人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀,

    物质密度一直在变小. 由此推知,宇宙结构在某一时刻前是不存在的,它只能是演化的产物. 因而1948年伽莫夫(

    G. Gamow)和他的同事们提出大爆炸宇宙模型. 20世纪60年代以来,大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受,以致被天文

    学家称为宇宙的”标准模型” .

      多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能,这只要分析一下接收到的光的频谱就行

    了. 1868年,英国天文学家W. 哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度(即物体远离我们而去的速度),得出了

    46 km/s的速度值 .

  • 为什么月球总是以固定的一面对着地球

      月球的引力造成地球两侧海水的升涨,形成每日两次的涨潮。随着地球从西向东自转,这两次涨潮――一次永远冲着月亮,另一次则背着月亮――在地球上从东向西移动。

      潮水在地球上运动时,会在白令海和爱尔兰海这样的浅海海底掠过。这样会造成摩擦,把转动的能量变成热。由于地球的转动能就这样慢慢地消耗着,我们这颗星球的绕轴自转就会放慢。潮汐对地球旋转所起的作用就像一副车闸,结果,每隔一千年,地球上的一天就会延长一秒钟。

      在月球引力影响下位置升高的不只是海洋。地球的固态地壳也相应发生变化,不过不那么容易注意到就是了。岩层会沿着地球产生两次轻微的凸起,一次朝着月亮,一次在地球的另一面。在岩石绕着地球凸起的过程中,岩层之间的摩擦力也消耗着地球的转动能量。当然,这种凸起并不造成岩石环绕地核的转动,但是,当我们这个行星运动而使各个不同的部分在月亮下面经过时,这种凸起会此起彼伏。

      月球上没有大海,没有潮汐。然而,它的固体表面层会对地球的引力发生反应――地球的引潮力比月球对地球的引潮力大八十倍,因此,月面凸起的程度要比地面大得多。同时,如果月球也是以二十四小时为周期自转的话,月球上所受到的潮汐摩擦力就要比地球上强烈。此外,由于月球的质量比地球小许多倍,要是它的自转周期与地球相同,它在开始时所具有的总能量就要小得多。

      随着月球上较小的初始转动能量在地球所引起的较大凸起中迅速消耗掉,它的自转周期相对说来就会以很快的速度变长。它的自转速度一定早在几百万年前就减慢到月球的一天等于地球的一个月那么长的地步了。到了这时,月亮就会永远用同一面对着地球。

      这时,月面的凸起就被“冻结”起来,有一处凸起就在我们所看到的这一面的正中央,永远对着我们。另一处就在我们所看不到的那一面的正中央,永远背着我们。在月球运行时,这两处都不再变动位置,于是不再有升降变动,也就没有摩擦效应来改变月球的自转周期了。因此,月球将永远保持着以同一面朝向我们的状态。你瞧,这并不是出于巧合,而是引力和摩擦作用的必然结果。

      月球的情况是较为简单的。在一定条件下,潮汐摩擦力可以造成更复杂的稳定条件。例如,近八十年来,人们一直认为水星(离太阳最近的行星,受太阳引力的影响最强烈)也象月球以一面朝向地球一样,总是以一面对着太阳。实际上人们已经发现,在水星的情况下,摩擦效应能造成周期为58天的稳定自转,这刚好是水星绕太阳公转周期――88天――的三分之二。

  • 地球为什么会自转

      我们知道,太阳系的几乎所有天体包括小行星都自转,而且是按照右手定则的规律自转,所有或者说绝大多数天体的公转也都是右手定则。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,这个吸积过程,使密度稀的逐渐变大,这就加速吸积过程。原始太阳星云中的质点最初处在混饨状,横冲直闯,逐渐把无序状态变成有序状态,一方面,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,发展的过程中,势能变成动能,最终整个转起来了。开始转时,有这么转的,有那么转的,在某一个方向占上风之后,都变成了一个方向,这个方向就是现在发现的右手定则,也许有其他太阳系是左手定则,但在我们这个太阳系是右手定则。地球自转的能量来源就是由物质势能最后变成动能所致,最终是地球一方面公转,一方面自转。

  • 为什么照相机用三脚架而不用四脚架

    为什么照相机用三脚架而不用四脚架

    一些专业摄影师在拍照时,特别是在户外拍摄时,往往会带上一个三脚架。将照相机固定在三脚架上,可以防止相机抖动影响成像效果。那么为什么照相机要放在三脚架上而不放在四脚架上呢?

    三脚架的目的是为了固定相机。因为三点确定一个平面,任何给定的三个点都在一个确定的平面上。将三脚架撑开一放,三个脚就可以和地面上的三个点很好地贴合,此时,地面不平也没有关系,因为放置三脚架时只关心三个脚所在的地面上三点所确定的平面,三点外其他地方再怎么高低不平也不改变那三点所确定的平面。再加上三角形的稳定性,整个三脚架就稳稳地站在地面上,固定在三脚架上的照相机也就稳定而不会抖动了。只要你调好焦距和光圈,不管你曝光多长时间,照相机都不会因抖动而拍出模糊的照片。

    而如果使用四脚架,当三个脚放置好后,第四个脚的放置就会受到地面高低不平的影响,此时我们必须调整第四个脚的长短使得它恰好落在地面上。由于摄影师经常要在不同的地方拍摄,每个地方的地面情况都不一样,要是每次拍摄都需要调整第四个脚,这成了一件十分麻烦的事。三个脚已经足以支撑相机了,多加一个脚除了增加麻烦外没有任何好处,自然不需要用四脚架了。

    如果是在一个平整的地面上,那么放置三脚架、四脚架都可以,只要将四脚架的四个脚调整在一个平面上就可以了。事实上,我们家里的桌子和椅子等都是四个脚的,有些转椅甚至有五六个脚。一般来说,家里的地面是平整的,只要将桌子的四个脚放在一个平面上就可以平稳地安放好桌子,而且桌子放好后通常也不会随意搬动。另外,四个脚撑起的四四方方的桌面也比较实用和美观。但是用于固定相机的三脚架情况就不同,摄影师经常要在户外摄影,这时地面通常是凹凸不平的,我们只能首选三脚架了。

  • 神舟号飞船为什么选在冬季发射

      我国成功发射的“神舟”号飞船基本上都是在相对较为寒冷的季节发射升空的。那么,“神舟”号飞船为何选在冬季发射?

      原来,航天发射是一项庞大的系统工程,飞船上天后,要由我国的航天测控网对飞船实施测控管理和回收。这个测控网由多个国内测控站、国外测控站和我国的四艘“远望”号远洋航天测量船组成。在对飞船实施测控的过程中,远望一号、二号、四号和三号远洋航天测量船同时分布在太平洋、印度洋和大西洋的指定海域,除了远望一号,其它三艘测量船的任务海域都在纬度相对较高的南半球。那里的海况在南半球的春夏季节要好一些,秋冬季节则极为恶劣,尤其是在冬季,不要说在海上执行航天测控任务,就是正常航行都难保安全。为此,“神舟”号飞船的发射要尽量避免安排在南半球的冬季

  • 神舟号飞船为什么选在晚上发射

      我国的“神舟”号飞船的发射时间基本上都是选择在凌晨和子夜。那么,神舟飞船为什么选择在夜晚发射呢?

      据有关专家介绍,航天发射是一项极其复杂和庞大的系统工程,飞船发射时机的选择要考虑到各种各样可能影响到发射的因素,其中,气象因素往往是最关键最直接的决定性因素。在综合考虑判断的基础上,最终确定下来的一天中的某一个时间段会作为飞船发射的时机,这个时间段被称为“发射窗口”。 

      “神舟”号飞船的发射窗口之所以选择在夜晚而不是白天,最重要的原因是便于飞船发射升空时,地面的光学跟踪测量设备易于捕捉到跟踪目标。道理很简单,在漆黑的夜空中,喷射着火焰向太空飞行的载有飞船的火箭非常显眼和突出

  • 为什么在地球上看到的星星是黄色的

      从地球上看星星,它们并不是黄色的。表面温度12000-40000度的恒星,蓝白色,例如,猎户l (猎人腰刀南端的“伐”)。10000度的白色,例如,天琴α(织女一)。6800-8000度的黄白色,例如,仙后β(王良一)。5000-6000度的黄色,例如,天龙β(天三)。4000度的橙色,例如金牛α(毕宿五)。3000度的红色,例如,猎户α(参宿四)。温度更高的,辐射能量主要在紫外波段,不能穿透地球大气;温度更低,能量主要在红外波段,超出可见光范围。