物理科普文章
物理科普文章,在物理中存在着很多奇妙的现象,这些现象让很多人对于物理产生了好感,有不少文章是描写物理的。以下就是我为大家整理的一些关于物理科普文章的资料,大家一起来看看吧!
1、所以世界是确定的,但世界的确定性不是你能把我的。这就是确定的不确定性真理!——灵遁者《变化》
2、惯性大小其实和距离没有关系。因为这是一种性质,处于引力场中的物体,都具有这种性质。你对于地球的惯性是多大,那么对于其他星球而言也是多大。——灵遁者《变化》
3、你想证明的东西,永远必须在你要证明的东西之外去证明。
4、物体为什么不能超越光速的原因是,光速是一种“束缚态”。物体无法以自身能力对抗整个宇宙能量,所以不能超越光速。——灵遁者《变化》
5、一切具有运动性质的物质,都是具有波动性质的。
6、我们的宇宙一定有知识所达不到的地方,但想象力可以。
7、物质和空间其实是一体的东西。
8、你一定要相信,时间时刻存在!
9、时间是物质在引力场中的位置以及运动速度的应变度量。它是物质存在的客观形式。
10、质量是物质在相对时空中的一种物理属性。物体所蕴含能量的多少是物质质量的量度。
11、一生很短,我们亿万人的时间加起来,也不是很长。但我们不是和时间赛跑。我们每个人都是和自己赛跑。和光速赛跑。
雨的形成
我们已经知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能引起多云、阴天,不大会下雨。 在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程,在只有凝结作用的情况下,云滴的大小是均匀的,但由于水汽的补充,使某些云滴有所增长,再加上并和作用的结果,就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,当有上升气流时,就会有一个向上的力加在雨滴上,使其下降的速度变慢,并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时,才能下降到地面,形成降雨。
雪的形成
我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。 在初春和秋末,靠近地面的'空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪",或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 大雪 中雪 小雪 24小时降水量 大于5.0 2.6-5.0 2.5以下 12小时降水量 大于3.0 1.1-3.0 1.0以下
云的形成
人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的? 漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。 云的形成主要是由水汽凝结造成的。 我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。 另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。 水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。
自己选吧(一)雨的形成 我们已经知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能引起多云、阴天,不大会下雨。 在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程,在只有凝结作用的情况下,云滴的大小是均匀的,但由于水汽的补充,使某些云滴有所增长,再加上并和作用的结果,就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,当有上升气流时,就会有一个向上的力加在雨滴上,使其下降的速度变慢,并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时,才能下降到地面,形成降雨。 (二)雪的形成 我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。 在初春和秋末,靠近地面的空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪",或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 大雪 中雪 小雪 24小时降水量 大于5.0 2.6-5.0 2.5以下 12小时降水量 大于3.0 1.1-3.0 1.0以下 (三)云的形成 人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的? 漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。 云的形成主要是由水汽凝结造成的。 我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。 另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。 水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。 (四)雾的形成 雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,只是雾生成在大气的近地面层中,而云生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物,因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个:一是由于蒸发,增加了大气中的水汽;另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时,饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却,便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时,雾就形成了。 另外,过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。 因此,凡是在有利于空气低层冷却的地区,如果水汽充分,风力微和,大气层结稳定,并有大量的凝结核存在,便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多,因为那里有丰富的凝结核存在。 (五)露的形成 在温暖季节的清晨,人们在路边的草,树叶及农作物上经常可以看到的露珠,露也不是从天空中降下来的。露的形成原因和过程与霜一样,只不过它形成时的温度在0°C以上罢了。 在0°C以上,空气因冷却而达到水汽饱和时的温度叫做"露点温度"。在温暖季节里,夜间地面物体强烈辐射冷却的时候,与物体表面相接触的空气温度下降,在它降到"露点"以后就有多余的水汽析出。因为这时温度在0°C以上,这些多余的水汽就凝结成水滴附着在地面物体上,这就是露。 露和霜一样,也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚。同时,容易有露形成的物体,也往往是表面积相对地大的、表面粗糙的、导热性不良的物体。有时,在上半夜形成了露,下半夜温度继续降低,使物体上的露珠冻结起来,这叫做冻露。有人把它归入霜的一类,但是它的形成过程是与霜不同的。 露一般在夜间形成,日出以后,温度升高,露就蒸发消失了。 在农作物生长的季节里,常有露出现。它对农业生产是有益的。在我国北方的夏季,蒸发很快,遇到缺雨干旱时,农作物的叶子有时白天被晒得卷缩发干,但是夜间有露,叶子就又恢复了原状。人们常把"雨露"并称,就是这个道理。 (六)霜的形成 在夜间,地面上的草、木、石块等物体由于向外辐射热量,它们的温度要降低,当温度降至露点时,地面物体附近空气中的水蒸气便达到饱和。若露点高于0摄氏度,水蒸气可在地面物体的表面上凝结成小水滴,这就是露。 若露点低于0摄氏度,水蒸气则要在地面物体的表面上直接凝结成水冰粒,这即是霜。 如果在夜间不仅地面上物体的温度降到了露点以下,而且地面以上稍远处的空气温度也降到了露点,那么空气中的水蒸气将以尘埃为核心凝结成细小的水滴,这便是雾。 当高空中空气的温度降到露点以下,若露点高于0度,空气中的水蒸气在尘埃上凝结成细小的水滴便是云,而凝结成较大的水滴即是雨。若露点低于0度,则空气中的水蒸气将在尘埃上直接凝结成雪。 由此可知,露、霜和雾都不是从天而降的,而是地面附近空气中的水蒸气达到饱和时直接凝结而成的。只有雪和雨才是从天而降的,即是高空中空气里的水蒸气达到饱和时凝结而成。浮力的应用 孔明灯“孔明灯”,是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的,算起来已有一千七百多年的历史了。当年,诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,於是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子,因而得名。 最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架,四周和顶上都用薄纸糊严,只在底部留个圆口。在灯笼下面挂上松脂,点燃松脂后,灯笼就会升上空中。由于灯笼里有火光,古代战争中,曾经把它作为夜间军事行动的信号,如同现代所用的信号弹一样。 清朝年间,汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争。为成义举,把放“孔明灯”作为统一行动的指挥信号。 过去,汉人们把“孔明灯”作通信联络使用,而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐,现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿,象徵丰收成功,幸福年年。 孔明灯的结构可分为主体与支架2部份,主体大都以竹篦编成,次用棉纸或纸糊成灯罩,底部的支架则以竹削成的篦组成。孔明灯可大可小,可圆形也可长方形。一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形,外面以薄白纸密密包围而开口朝下。欲点灯升空时,在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸,放飞前将油点燃,灯内的火燃烧一阵后产生热空气,孔明灯便膨胀,放手后,整个灯会冉冉飞升空,如果天气不错,底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。 孔明灯的原理与热气球的原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积,而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的。将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出,使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来。
谁是幕后操纵者?
1977年4月26日傍晚,密执安州大黑文地方的许多居民,向西眺望密执安湖上空时,竟然在天上瞧见了密尔沃基城市的灯光,有位认真观察者记录并用电话与密尔沃基城市的朋友印证了一盏红灯闪烁的频率,结果完全吻合。对于密执安州而言,密尔沃基城市简直就远在地平线以下,是视力所达不到的,许多人弄不清这是怎么回事,就把它称作为“密执安湖上的幽影”。其实这就是“海市蜃楼”。
那么,谁是这一现象的幕后操纵者,让光线转了个这么大的弯射到人们眼睛里的呢?是物质的比热容!不信?请听案情分析:
仔细分析光的折射规律可知:当光线由密度较小(即光速较快)的介质斜射入密度较大(即光速较慢)的介质中时,折射光线会偏向法线,当入射角减小到00时折射角也减小到00,这时传播方向不变;当光线由密度较大(即光速较慢)的介质斜射入密度较小(即光速较快)的介质中时,折射光线会偏离法线,折射角总大于入射角,当入射角增大到某一角度(临界角)时,折射角就先达到900,如果再增大入射角,光线将又被全部反射回来(称为全反射)。
由于水的比热容较大,在白天太阳的照晒下,湖水升温很慢,湖面附近空气的温度就远低于其上空空气的温度,其密度也远就大于其上空空气的密度。远处景物(类似密尔沃基城市的灯光)射向天空的光线,由底层密度较大空气斜射入高空密度较小的空气,折射光线就偏离法线,由于不同空气层密度不同,光线被不断折射,一旦条件具备,入射角大于临界角,就发生全反射,人们逆着反射过来的光线看时,就觉得这些光线都从反射光线反向延长线的方向即天空中射得来的,于是,美丽的景色(密尔沃基城市的灯光)就呈现在天上,如图所示。
反之,由于沙漠中沙子的比热容较小,白天在太阳的照晒下,沙子升温很快,沙漠附近空气的温度就远高于其上空空气的温度,其密度也远就小于其上空空气的密度。远处蔚蓝的天空射来的光线,由密度较大高层空气斜射入密度较小的底层空气,折射光线就偏离法线,由于不通密度空气层的不断折射,达到一定条件时,就发生全反射,人们逆着光线看时,就觉得沙漠上出现了一片蓝色的湖水,其实它是蔚蓝天空的像,这种现象不知曾经迷惑过多少沙漠行者呢?
现在你明白了吧,具有较大(或较小)比热容的物质在太阳照射下,引起了温度变化的明显差异,使其上空各层空气的密度明显不同,光的传播速度就不同,光的传播方向就不断变化,使本来直接看不到的物体的光线,经过数次的折射和全反射反射进入了人的眼睛,让人们看到了它的虚像。所以,比热容正是海市蜃楼现象的幕后操纵者!
人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的?
漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。
云的形成主要是由水汽凝结造成的。
我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。
另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。
水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。
人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的?
漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。
云的形成主要是由水汽凝结造成的。
我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。
另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。
水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。
雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,只是雾生成在大气的近地面层中,而云生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物,因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个:一是由于蒸发,增加了大气中的水汽;另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时,饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却,便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时,雾就形成了。
另外,过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。
因此,凡是在有利于空气低层冷却的地区,如果水汽充分,风力微和,大气层结稳定,并有大量的凝结核存在,便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多,因为那里有丰富的凝结核存在。
在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫"下霜"。翻翻日历,每年10月下旬,总有"霜降"这个节气。我们看到过降雪,也看到过降雨,可是谁也没有看到过降霜。其实,霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。
霜是一种白色的冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。
霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的"霜害",实际上是在形成霜的同时产生的"冻害"。
霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高,那么在空气和物体表面之间有一个温度差,如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。
另外,云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的,天空有云不利于霜的形成,因此,霜大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。
此外,风对于霜的形成也有影响。有微风的时候,空气缓慢地流过冷物体表面,不断地供应着水汽,有利于霜的形成。但是,风大的时候,由于空气流动得很快,接触冷物体表面的时间太短,同时风大的时候,上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而也会妨碍霜的形成。大致说来,当风速达到3级或3级以上时,霜就不容易形成了。
因此,霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。
霜的形成,不仅和上述天气条件有关,而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的,所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却,在它上面就越容易形成霜。同类物体,在同样条件下,假如质量相同,其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热,那末,在同一时间内表面积较大的物体散热较多,冷却得较快,在它上面就更容易有霜形成。这就是说,一种物体,如果与其质量相比,表面积相对大的,那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻,表面积却较大,所以草叶上就容易形成霜。另外,物体表面粗糙的,要比表面光滑的更有利于辐射散热,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜,如土块。
霜的消失有两种方式:一是升华为水汽,一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水,对农作物有一定好处。
我们已经知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢?
在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能引起多云、阴天,不大会下雨。
在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程,在只有凝结作用的情况下,云滴的大小是均匀的,但由于水汽的补充,使某些云滴有所增长,再加上并和作用的结果,就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,当有上升气流时,就会有一个向上的力加在雨滴上,使其下降的速度变慢,并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时,才能下降到地面,形成降雨。
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大气中的水分是由海洋和大陆上的各种水体以及土壤与植物的蒸发而进入大气的,它又通过气流运动得以输送和交换。大气中水分含量虽不多,但其存在却表现出复杂的天气现象如云、雾、雨、雪、霜、露和冰雹等。
从云中降落到地面的液态水或固态水如雨。雪、冰雹等统称为降水。
成因有二,一是水汽饱和,二是有凝结核(空气里的尘埃和杂质)就可形成降水
云、雨、雪、雹、雾、露、霜都是水的家族成员,太阳照射到江、河、湖、海使水蒸发,水蒸气上升到气温较低的高空,液化成小水珠或凝华成小冰晶,形成一朵朵白色的浮云。若再遇到冷空气,小水珠逐渐增大成为大水珠,白云变成黑云。当大水珠越来越重,克服上升气流的支援,下落到地面,这就是雨。
在冬天,高空更寒冷,水蒸气被急剧冷却而降温,直接凝华为六角形的小冰晶——雪花,雪花飘落时,相互结合,由小变大成为雪片或大雪花,这时,就下鹅毛大雪了。
夏天下冰雹是怎麼一回事呢?原来,当云中的雨点遇到猛烈上升的气流,被带到0℃以下的高空时,便液化成小冰珠;气流减弱时,小冰珠回落;当含水汽的上升气流再增大,小冰珠再上升并增大;如此上下翩腾,小冰珠就可能逐渐成为大冰雹,最后落到地面。
当地面附近的水蒸气较多,并遇上冷空气时,水蒸气会以空中的尘埃为核心液化成小水珠,这就是雾。
夏天,地面很热,水蒸气特别多。黎明前的气温较低时,水蒸气便会在树叶、花草上凝结成为露。
冬天的早晨,地面的气温特别低,水蒸气遇冷在地面上便凝华成为白茫茫的霜。
地震灾害是世界上造成经济损失最严重和人员伤亡最多的自然灾害之一。在目前地震预报仍是个世界性难题的情况下,我们要加强对地震科普知识的学习,以利于掌握正确的避震和自救、互救方法。
当地震发生时,房屋倒塌后所形成的室内三角空间,往往是人们得以幸存的相对安全地点。特别是在楼房内的人,选择厨房、卫生间等开间小、不易倒塌的空间、墙角或桌子等坚固家具易形成三角空间的地方避震。在没有桌子等可供藏身的场合,无论如何,都要用坐垫等物保护好头部。千万不要盲目跳楼和使用电梯。
一位亲身经历过1920年海原8.5级大地震的老人,曾向人们详细介绍了“伏而待定”的具体方法:“在屋内感觉地震时,要迅速趴在炕沿下,脸朝下,头靠山墙,两只胳膊在胸前相交,右手正握左臂,正手反握右臂,鼻梁上方凹部枕在臂上,闭上眼睛、嘴,用鼻子呼吸”。
户外的场合,要避开高大建筑物等危险之处,护住头,迅速跑到空旷场地蹲下。当大地剧烈摇晃,站立不稳的时候,人们都会有扶靠、抓住什么的心理。身边的门柱、墙壁大多会成为扶靠的对象。但是,这些看上去挺结实牢固的东西,实际上却是危险的。务必不要靠近水泥预制板墙、门柱等躲避。在繁华街、楼区,最危险的是玻璃窗、广告牌等物掉落下来砸伤人,因此,要注意用手或手提包等物保护好头部。
另外,室外的人尽量远离高压线及石化、化学、煤气等有毒工厂或设施。如遇燃气、毒气泄漏、火灾,用湿手巾捂住口鼻,匍匐逆风绕到上风方向。
在百货公司、地下通道等人员较多的地方,最可怕的是发生混乱。请依照商店职员、警卫人员的指示行动。就地震而言,地下通道是比较安全的。即便发生停电,紧急照明灯也会即刻亮起来,要镇静地采取行动。
在发生地震、火灾时,不能使用电梯。万一在搭乘电梯时遇到地震,将操作盘上各楼层的按钮全部按下,一旦停下,迅速离开电梯,确认安全后避难。高层大厦以及附近的建筑物的电梯,都装有管制运行的装置,地震发生时,会自动停止,停在最近的楼层。万一被关在电梯中的话,要通过电梯中的专用电话与管理室联系、求助。
要务必注意山崩、断崖落石或海啸。在山边、陡峭的倾斜地段,有发生山崩、断崖落石的危险,应迅速到安全的场所避难。在海岸边,有遭遇海啸的危险。感知地震或发出海啸警报的话,请注意收音机、电视机等播放的信息,迅速到安全的场所避难。
避难时要徒步,携带物品应在最少限度。因地震造成的火灾,蔓延燃烧,出现危及生命、人身安全等情形时,采取避难的措施。避难的方法,原则上以市民防灾组织、街道等为单位,在负责人及警察等带领下采取徒步避难的方式,携带的物品应在最少限度。绝对不能利用汽车、自行车避难。对于病人等的避难,当地居民的合作互助是不可缺少的。从平时起,邻里之间有必要在事前就避难的方式等进行商定。
地震发生后,人们可能面对各种困难,必须克服恐惧心理,用正确的方法自救求生,这对于减轻地震灾害,免遭新的损失,是十分必要的。如果不能自行脱险,一定要沉住气,保护自己不受新的伤害,如果暂时无法脱险,要想办法维持生命,寻找食物和水,保存体力,耐心等待,并设法与外界联系,切不可大声哭喊,勉强行动,尽量闭目休息。时间就是生命。被救后要积极参与震后救人工作,迅速壮大救援队伍,让更多的人获救,要先救近处的人,先救青壮年,先救容易救的人,先救 “生”、后救“人”;要积极参与维护社会治安,保持社会稳定。
在发生大地震时,人们心理上易产生动摇。为防止混乱,每个人依据正确的信息,冷静地采取行动,极为重要。从携带的收音机等中把握正确的信息,相信从政府、警察、消防等防灾机构直接得到的信息,决不轻信不负责任的流言蜚语,不要轻举妄动。
同学们,地震发生时,只要能按正确的方法去做,就不会有危险的。有时,地震并不像你所想象得那么可怕,真正房倒屋塌的灾难性地震还是少数。只要沉着、冷静地应对灾变,就有可能避震成功。
我们现在要讲一种物质。这种物质最初是在太阳上发现的,后来才在地球上找到。
万物生长靠太阳。太阳是一个庞大的火球,给我们光和热。自从发明了望远镜,人们用望远镜研究太阳,看清楚了太阳表面的光斑和黑子。日全食的时候,还可以看到从太阳表面喷出的巨大的火焰——日珥。但是太阳的化学成分是什么,单靠望远镜是看不出来的。
1825年,有一位法国哲学家,名叫孔德,他在他的哲学讲义中武断地说:“恒星的化学组成是人类绝对不能得到的知识。”他的话似乎有点道理。太阳虽然是最近的一颗恒星,但是离我们也有1.5亿千米。谁能飞到这样远的太阳上去取一些物质回来,在化学实验室里作分析呢?况且太阳表面的温度就有6000摄氏度。这是无论如何做不到的。
然而,这位哲学家的结论下得早了一点。1859年,就在孔德死后不到三年,一位化学家和一位物理学家合作,发明了一种很巧妙的方法,可以不用离开地球,就能够测定太阳、恒星等遥远的天体的化学组成。
这位化学家是本生,这位物理学家是基尔霍夫。他们发明的方法叫做光谱分析。