熱學(xué)小實(shí)驗(yàn)—看見空氣的辦法
來源:奧數(shù)網(wǎng) 文章作者:沈?qū)幦A 2009-10-19 13:26:41
我們打開一個(gè)盒子,看見里面沒有什么東西,就說盒子里是空的,我們把一杯水渴光了,也說杯子是空的,其實(shí),這樣說并不準(zhǔn)確,盒子里和杯子里都充滿了空氣。
有沒有辦法看到空氣呢?
先說一個(gè)簡(jiǎn)單的方法:將一個(gè)玻璃缸或一個(gè)水盆里裝上水,然后把一個(gè)杯子杯口朝下按在水里,可以看到,只有少量的水能進(jìn)到水杯里,是什么東西不讓水再進(jìn)去了呢?是空氣!空氣占據(jù)了杯子里的空間,所以我們“看”到了空氣。
春天來了,暖暖的太陽照在原野上,照在屋檐上,你看到了什么?
如果你是一個(gè)細(xì)心人,你會(huì)看到田野上、屋檐上似乎有淡淡的影子,裊裊(niǎo)地上升,這是什么?這就是熱空氣的影子,也就是說你看到了空氣的影子。
晚上,在桌子上放一個(gè)點(diǎn)燃的蠟燭,讓它們距墻60多厘米遠(yuǎn),然后把屋里的燈關(guān)掉,站在離墻1—2米遠(yuǎn)的地方,打開一個(gè)手電筒,使它的光穿過燭光照在墻上。在蠟燭陰影的上方有一個(gè)淡淡的影子不斷地?fù)u動(dòng),這就是蠟燭上方熱空氣的影子。
空氣是如何脫去了它的“隱身衣”的?
原來是因?yàn)?ldquo;熱”。在熱空氣和冷空氣同時(shí)存在的時(shí)候,由于熱空氣和冷空氣的密度不同,所以,光在熱空氣中和冷空氣中的傳播速度不同,在熱空氣中稍快一點(diǎn)。對(duì)于光來說,冷、熱空氣就是兩種不同的透明物質(zhì)。光線行走到它們的交界面上,會(huì)發(fā)生折射,這和光在空氣和玻璃的交界面上的折射類似,玻璃雖然透明,但是在陽光下有影子。
上述的實(shí)驗(yàn)中,從手電筒中射出的光,由于一部分光受到燭光上方熱空氣的折射,就再也不筆直地前進(jìn),而折向其他的方向,射到墻上的光有的地方多,有的地方少,就會(huì)出現(xiàn)一些淡淡的影子。
看見空氣的影子有什么用處呢?
原來,汽車、飛機(jī)、火箭、子彈等都在空氣里運(yùn)動(dòng),它們攪動(dòng)著空氣,形成旋渦,這些旋渦會(huì)影響它們的運(yùn)動(dòng),但是這些旋渦看不見,如果能看見這些旋渦,我們就知道如何改進(jìn)這些運(yùn)動(dòng)體的形狀,以減少空氣的阻力。而利用上述類似的方法就能看見空氣的陰影,科學(xué)家也正是這樣做的,他們從這淡淡的影子里看到了許多東西。
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