第11章 大气盔甲(2)

　　格拉泽知道，这个过程和气体变成液体的过程类似，需要一个汽化核心。如果没有微小的粒子充当汽化核，也不会变成气体，形成过热液体。核反应中的带电粒子也可以在这种过程中起到一个汽化核心的作用，产生气泡留下痕迹。

　　格拉泽开始选了一种很容易汽化的物质——乙醚做一个直径只有几英寸的“气泡室”，和威尔逊云雾室类似，里面装有保持在沸点的液体，用微小的膨胀减小液体上方的压力，果然观察到粒子的踪迹，“气泡室”中显现出粒子精细的轨迹。

　　在1952年，世界上的第一个“气泡室”研制成功了。这是一个耐高压的容器，其中装着透明度很高的液态氢。气泡室所能收集到的粒子踪迹的信息要比云雾室高1000倍。1960年，格拉泽获得了诺贝尔物理学奖。

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　　喝啤酒的时候，在啤酒中可以看到很多悬浮的气泡串。那是因为啤酒里面有二氧化碳，没开盖的时候压力大，二氧化碳出不来，开了盖后瓶内气压减小，二氧化碳溢出，形成气泡。

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　　格拉泽（Donald Arthur Glaser）1926年9月21日出生于美国俄亥俄州的克利夫兰，父亲是一位商人，俄国移民。格拉泽小时在克利夫兰高地上学，1946年在凯斯技术学院获数理学士学位。他的毕业论文课题是：用电子衍射研究在晶体金属基片上蒸涂的金属膜。这就是他早期进行的研究。

　　格拉泽1946年春季在凯斯工业学院从事了一段数学教学以后，1946年秋季来到加州理工学院当研究生，1949年秋完成博士论文，1950年正式获得物理数学博士学位。他的博士论文研究的是用实验研究高能宇宙射线和海平面的介子的角动量增。从1949年秋季起，他就在密歇根大学物理系任教。这段时间他的主要研究兴趣是基本粒子，特别是奇异粒子。他广泛比较了当时用于这个领域的实验技术，制作了各种扩散云室和平行板火花计数器，最后导致了在1952年发明气泡室。从此他就致力于发展各种不同类型的气泡室，以用于高能核物理实验，特别是用于纽约的布鲁克海文国家实验室的宇宙线级加速器（Cosmotron）和伯克利加州大学劳伦斯辐射实验室的加速器（Bevatron）上。

　　7.煮不死的神鱼

　　“阿凡提，最近听说你买了几条漂亮的鱼，想必一定很好吃吧。”贪婪的财主问道。

　　“不，老爷，金鱼好看不好吃。”阿凡提不卑不亢。

　　“哼哼，我不信！”财主霸道惯了，“明天拿你的金鱼来，我要亲口品品鲜。”

　　财主不管阿凡提如何解释，他都不听，一定要把金鱼煮着吃。阿凡提在回家的路上边走边想，突然有条妙计出现在脑海中。

　　第二天，阿凡提提着鱼缸来了。里面的金鱼，闪光发亮，优哉游哉。财主一看，馋涎欲滴，马上令人煮鱼。

　　“慢着，这可是神鱼，你小心吃了冒犯神灵受惩罚。”阿凡提说。

　　“我偏要吃。”

　　“神鱼是煮不死的，难道你要生吞活鱼？”

　　“哪有煮不死的道理？拿锅来，当面煮！”

　　“不必了，这里有锅。”阿凡提指指鱼缸下面那盒子样的东西，拿开一看，原来是个锅。阿凡提让仆人倒进水去，又舀了几条金鱼放进去，便在下面生起火来。过了一会儿，锅里的水沸腾了，热气突突向外冒。阿凡提边撤火边舀出锅里的开水洒在地上，啪啪作响。他大声说：“水烧开了，亲眼看到了吧？再看鱼呢？”他将鱼倒进鱼缸，活蹦乱跳，根本不像在开水里待过的。“这就是神鱼！煮不死的神鱼！”

　　财主愚昧无知，迷信神明，便信以为真了，只好让阿凡提带着他的金鱼走了。

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　　阿凡提想出来的办法是这样的：他连夜打制了一个双层的锅，内锅的下边包上了隔热的石棉。在火烧外锅时，外锅的水烧开了；热传到内锅时，只能传给内锅的上沿，只能烧开内锅最上边的水。由于水是热的不良导体，热水在最上边，又不能造成对流，所以锅下部的水仍是冷的。鱼都躲在冷水里，当然安然无恙。当然，时间过久，下部的水也会因传导而热起来的，所以，阿凡提及时撤火并把上部的开水舀出来倒掉。

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　　你们知道热传导有哪几种方式吗？

　　其实热传导是热能从高温向低温部分转移的过程，热传导有三种方式：

　　直接传导：各种材料的热传导性能不同，传导性能好的，如金属，可以做热交换器材料；传导性能不好的，如石棉，可以做热绝缘材料。

　　对流传热：是液体或气体通过循环流动，使温度趋于均匀的过程。对流传导因为牵扯到动力过程比直接传导迅速，热交换器一般要同时利用对流和直接传导原理。

　　辐射传导：是直接通过红外线辐射向外发散热量，传导速度取决于热源的绝对温度，温度越高，辐射越强。

　　8.降落伞中心的孔

　　婷婷和宁宁听说体育场有跳伞表演，他俩特别高兴，因为他们是跳伞运动的爱好者。这一天，他们看得眼花缭乱，有半球状的伞从天而降，飘飘欲仙；有高空踩伞，一个踩一个……在蓝天白云的衬托下，这些色彩绚丽的伞面就像开放在天空中鲜艳的大花朵，个个都让人赏心悦目。

　　回来的路上，婷婷忽然说：“我有个问题不明白，为什么有的降落伞在伞面的正中央有个孔呢？”

　　“你看得真仔细，我还没注意呢，我想这个孔是为了减少阻力的吧。”宁宁说。

　　“减小阻力干吗？降落伞不就是利用它的阻力吗？”

　　“以前老师讲过，降落伞下降时，对空气来说，相当于伞不动而气流向上冲，气流碰到伞面就被挡住了，这时它对伞面有一个向上的推力，可以使伞减速下落，保证了跳伞员着陆的安全。既然降落伞是利用空气的阻力，为什么又开孔呢？”宁宁感到困惑了，婷婷反而笑了。她说：“这正是我刚才问的问题呢！开了孔，阻力肯定减小，但绝对不是为这个目的而开孔的——你想，如要减小阻力，把伞做得小一些不更方便吗？”

　　“那是为了什么呢？”

　　“其实仔细想想，开孔对伞有什么用处呢？开孔不会让伞更结实，也不会让跳伞员呼吸方便，难道伞在下落时还有什么吗？”

　　“还有气流呗！”

　　“对，气流向上时，正中间的部分被伞阻挡，周围的部分沿着伞的圆周以外到伞上面去了。伞顶不是流线型的，这些气流不能顺畅地过去，必定在伞边出现漩涡……”

　　“这就叫涡流。可是，出现涡流与伞顶开孔有什么联系呢？”

　　他们带着疑问，一起去向李老师请教。

　　李老师告诉婷婷和宁宁：“第一，你们在推想中，逐个考虑这一事物中的三个要素：伞、人、气流，并在气流这个要素上发现了疑点，这样推想很有条理，能把握主攻方向。很好。第二，你们的推想，已经很接近正确答案了。开孔就是为了解决伞边上方的涡流所造成的问题。伞的四周都会有涡流产生，但这些涡流绝不会一样。这样，产生较大涡流的一边，使伞受的阻力增大，结果就使伞发生摇摆，不利于跳伞员控制下落的路线。伞的正中开孔后，有一股气流向上冲去，速度较大。这样伞边上方的气流不容易产生涡流而都随中央气流一起上升，从而保证了伞在降落过程中的稳定。”

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　　为什么把2个乒乓球挂起来，向中间吹气，两个球会往中间靠？向中间吹气时，中间空气的流速加大，压强减小，而外部大气压强不变，于是外界大气压将球向中间压，就造成了球向中间靠的情况。

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　　飞机在扰动层中飞行，由于绕过飞机的气流速度场的不均匀性，即所谓“阵性”造成飞机水平速度的“脉动”，从而使飞机承受过负荷。这就是扰动气流引起飞机颠簸的根本原因。