第24章 物理(4)

　　真空保鲜包装开始盛行于20世纪60年代初，它是真空环境下或者食品真空环境下，再充入保护气体来进行保鲜的。真空保鲜包装通常适用于如油炸土豆条、炸薯条、炸果仁等。小食品则采用金属化塑料膜真空包装保鲜，这种膜不仅阻气性好，并且遮光性也好。而其他食品、例如肉类、火腿、香肠、豆制品以及水产等等，用真空保鲜包装并不是很好。真空包装对厌氧菌及酶反应引起的变色、变质是没有效果的，因此需用盐腌、糖腌、冷冻、射线照射、加热以及药物消毒，并且适当添加防腐剂等方法配合，才可以真正达到保鲜的目的。

　　想一想，你身边见到的、或者亲口吃过的、在电视广播中看到的、或者广告中出现的有哪些食品是采用了真空保鲜包装?实际保鲜效果怎样?要尤其注意保质期，不要食用腐烂变质的、超过保质期的各种食品。

　　知识点：压强、真空、保护气体

　　为什么冻豆腐会有孔

　　水有一种特性，就是在4℃的时候，体积最小，到0℃结冰时，反而体积是最大的，比常温时水的体积还要大。

　　豆腐里一般有水分，这些水装在豆腐的空隙中，孔隙有的闭合，有的连通，各个孔隙的大小与水的分布是不规则的。而当豆腐冷却在0℃时，豆腐里的水就会结成冰，水一结冰，体积就会变大，豆腐里的孔隙就会被挤压成网络状，等到冰溶化以后，被压缩的豆腐网络不可以复原，所以，留下很多大小不一的孔。

　　知识点：水、体积、空隙、网络

　　为什么云掉不下来

　　白天，地面全被太阳晒热了，大江以及小河、湖泊、海洋里的水，有一些变成水蒸气，水蒸气升到空中，就会碰到冷空气，从而变成小水点，很多的小水点聚到一起，就变成云了。

　　这些小水点，仿佛挂在空中的很多小皮球，地球也要把它们拉下来。但是，地面上的热空气及水汽不停升上去，仿佛有一只手把它们托住了。云就浮在空中，因此不会掉下来了。

　　知识点：水蒸气、热空气、水流

　　为什么在飞机上不能使用个人电子用具

　　近几年，电子干扰飞机导航事件日益增多，原因主要有两点：一是由于乘客带到飞机上的电子设备逐渐增多，二是由于飞机采用了先进的电子导航系统，而且飞机上很多装置大都是由计算机的电信号来控制的。

　　除手机以外，便携式计算机、手持摄像机以及激光唱机、游戏机、剃须刀及电吹风等，都会对飞机的电子导航系统产生干扰。

　　这是为什么呢?

　　其实，很多电器都能产生电磁辐射，可以发射频谱很宽的电磁波，并且跟随某种强度的磁场。机上的电子仪器和导航通信设备，都主要由电信号来控制。在使用一些个人电子用具时，发出的电磁波就会混杂于飞行工作所必须的正常的电波信号内，从而产生的磁场对计算机磁化的驾驶系统进行干扰，造成飞行控制失误。

　　现在许多国家的航空公司都禁止在飞行中使用手机、计算机以及一切被证实是危及飞行安全的各种装置。

　　科学家们正研究可以使飞机装备不受磁场干扰的防护系统，从而为飞行控制加上防护罩，并且使用光缆，用来杜绝电子干扰现象。

　　可是最好的解决办法是乘客一定要遵守乘机规则，不随意使用个人的电子用具。

　　知识点：干扰、电磁辐射、电子导航、光缆

　　苹果熟了为什么不能飞上天去，

　　而只会落到地上

　　人们发现，秋天苹果熟透了的时候，有的会自动掉在地上。其他果实也是这样，当它们掉落时，不会飞到天上去；即使你把他抛上天空，不论用多大的力气，把它抛得有多高，最终它总要落回到地面。你想过这是为什么吗?

　　原来，这是地球的引力在起作用。

　　传说，大科学家牛顿小的时候，躺在苹果树下午睡，苹果落下来，正好打在牛顿头上，触发了他的灵感：

　　为什么苹果只能落在地上，而不会飞上天去?由一件小事引发的疑问，促使他最后提出了万有引力定律这样一个普适性科学原理。虽然有人怀疑这个传说的真实性，但大多数人还是愿意相信这个故事曾经发生过。

　　万有引力定律说明，宇宙中各种事物之间都存在着互相吸引的力。地球对它周围的物体也存在着吸引力，力的方向指向地心，故称地心引力。地球上各种物体的重力，就是由地心引力造成的，所以，地心引力又称重力。正是在重力作用下，苹果等物体不能飞上天去，只能落到地上。

　　实际上，苹果对地球也有引力，而且根据作用力与反作用力相等的道理，苹果的引力与地球的引力大小是相等的。那么，为什么是苹果落向地球，而不是地球落向苹果呢?这是因为，地球的质量远比苹果的质量大得多，因而保持运动状态的能力也就比苹果大，其实地球也会向苹果移动，但移动的距离微乎其微，可忽略不计。所以在人们看来是苹果落向地球而不是相反。

　　知识点：地球引力、地心、作用力

　　为什么体操运动员在比赛和

　　训练时要在手掌上擦一些粉

　　体操运动员在上器械(如单杠、双杠、高低杠等)表演以前，总要把手伸进一个装满白色粉末的盆里，往手里擦上一些白粉，你知道这白粉是什么吗?这样做的原因又是什么呢?

　　单杠、双杠、高低杠等器械的杠子抓起来比较滑，这是由于杠子表面做得很光滑，光滑的表面摩擦力较小，便于运动员做动作。摩擦现象存在于日常生活的方方面面，它是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象。摩擦具有双重作用，一方面它阻碍物体间相互移动，造成物体的磨损，多消耗能量；另一方面，假如没有摩擦，我们会寸步难行，甚至无法握住东西。

　　由于杠子表面光滑，手掌与杠子间的摩擦太小，手容易滑离杠子，使动作失败甚至出现危险。为防止运动员在做动作时滑下杠子，就需要增大手掌与杠子的摩擦力。运动员擦的白粉就是起增大摩擦力的作用的，所以，运动员表演之前或多次运动的间歇都要在手上擦一些白粉。这种白粉是碳酸镁粉，它一方面能增大摩擦力，另一方面能够减少手掌出汗引起的麻烦。

　　举重运动员在抓杠铃前擦的也是碳酸镁粉，同样是为了防止手滑脱杠铃。

　　知识点：光滑、白粉、摩擦力、碳酸镁粉

　　为什么乘客在飞机降落时要嚼口香糖

　　有一位乘客是第一次乘坐飞机。飞机着陆前，空中小姐给每位乘客发放口香糖，说是要避免着陆时耳膜胀裂。着陆后，那个头一次乘坐飞机的乘客对小姐说：“对不起，你能告诉我怎样将耳中的口香糖取出来吗?”小姐奇怪地问：“口香糖为什么会进到你的耳朵里呢?”乘客回答：“你不是说口香糖可以防止耳膜胀裂吗?”小姐听后啼笑皆非：“我是让乘客们嚼(jiáo)口香糖，并不是让你把口香糖贴在耳膜上啊!”

　　笑话讲完了，可是嚼口香糖真的可以防止耳膜胀裂吗?

　　让我们首先搞清楚在飞机着陆时耳朵为什么有可能被胀裂。人耳分为外、中、内耳三部分。外耳和中耳通过它们之间的一层不足1／10毫米厚的薄膜相隔，这就是鼓膜，至于真正能感受声音的，则是内耳和听觉神经。当声波传来时，鼓膜最先受到震动，接着震动就由鼓膜传给中耳，最后传入内耳。

　　在飞机起飞或降落时，因为有竖直方向的加速度，舱内的气体由于惯性作用相对飞机会向下或向上运动。飞机起飞时，机舱内的气体相对飞机向下部沉降，这时，机舱底部的压强将增大，上部的压强将减小。同样，飞机着陆时，相对飞机气体向上部涌去，这时，机舱顶部的压强会增大，而下部的压强将减小。

　　在飞机加速起飞和着陆过程中，鼓膜的外表受外部气压的作用，而这一压强是变化的。

　　如果人闭紧嘴巴，那么，闭合的咽喉、声门到口腔、鼓膜间形成一个封闭系统，其压强不能随外部气压迅速变化。起飞时，外部压强大于内部压强，鼓膜就要向内凹人；反之，着陆时外部压强小于内部压强，鼓膜就会向外凸出。这样，耳朵都会有鼓胀感。当鼓膜受到的张力超过鼓膜所能承受的极限时，鼓膜就会破裂。因此乘机时嚼口香糖可以缓解压强防止耳膜胀裂。

　　知识点：耳膜、外耳、中耳、内耳、听觉神经、压强

　　为什么比萨斜塔没有倒塌

　　世界上最有名的斜塔是意大利的比萨斜塔，物理学史上有名的伽里略发现自由落体定律的实验就是在这里进行的。

　　比萨塔并不是人们有意造成现在这样的斜塔的。但是，由于地基松软等原因，自从建成以后，比萨塔就开始倾斜，几百年来，倾斜得越来越厉害。但是，比萨斜塔并没有倒塌。那么，比萨斜塔为什么没有倒塌，会不会倒塌，什么时候倒塌?

　　原来，物体不倾倒，必须使整体保持静态平衡，作用在物体重心的重力作用线一定要落在物体的基底面积内。如果通过重心的重力作用线越出基底，马上就会失去平衡，导致物体的倾倒。

　　比萨斜塔之所以还没有倒塌，正是由于它的重力作用线还在其基底范围内；如果比萨斜塔继续倾斜下去，那么有朝一日，比萨斜塔终究会倒塌的。

　　为了挽救比萨斜塔，世界上的科学家提出了各种方案。我国科学家提出，在塔倾斜方向的反方向的地基上，灌注大量的水泥，这样可以将比萨斜塔的重心向反方向移动，从而使塔身不再继续倾斜，甚至矫正塔身。

　　杂技表演中的演员在斜摞(luò)着的椅子造型上做各种表演，能够保持平衡而不至倒掉，利用的是同样的道理，也就是说，不论多少个演员或多少张椅子，演员和椅子的合重心的重力作用线一定要落在椅子四脚所围成的基底的面积内。

　　知识点：地基、倒塌、静态平衡、重力作用线、基底

　　高空走索的表演者为什么

　　会拿着一根长长的竹竿

　　高空走索是一项非常惊险又极具观赏价值的表演项目，20世纪90年代，加拿大高空走索表演者科克伦在我国三峡地区首次高空走索跨过了长江。维吾尔族达瓦兹(维语：高空走索)艺术世家的传人阿迪力在缺乏资金和没有媒体关注的不利情况下，以大大少于科克伦的时间再次走索跨过了长江。阿迪力一家还多次在全国民运会和各种节庆活动中表演了达瓦兹，赢(yíng)得了观众们的喝彩和敬佩。

　　观看高空走索，观众们看到表演者在很细的绳索或钢丝上如履(lǚ)平地，还能轻灵敏捷地做出各种惊险优美的动作，会紧张得透不过气来，但表演者不用保险绳的保护却不会从绳索上摔下来，这是为什么呢?而且，表演者还要拿着一根长长的竹竿或长棍子，这根长竿难道不会妨碍他做动作吗?

　　与人们的想象相反，表演者手里拿的长竿，不仅不会妨碍表演者做动作，恰恰是使他保持平衡、不易从绳索上掉下来的关键。

　　我们知道，不论什么物体，要保持平衡，物体的重力作用线(通过重心的竖直线)；必须通过支面(物体与支持着它的物体的接触面)，如果重力作用线不通过支面，物体就会倒下。

　　根据物体平衡的条件，就要求高空走索演员，要始终使自己身体的重力作用线通过支面——悬空的绳索。由于绳索很细，对人的支撑面极小，一般人很难让身体的重力作用线恰巧落在绳索上，随时有从绳索上掉下的危险。手中的长竿可以左右摆动，以调节身体的重心，将身体的重力作用线调整到绳索上，使身体重新恢复平衡。我们有这样的经验，当身体摇晃即将倒下时，我们会下意识地摆动双臂，使身体重新站稳，这是我们依靠摆动双臂来调整身体的重心。杂技演员走钢丝时，也会通过摆动手臂的方法保持平衡。同样道理，高空走索表演者手里拿的长竿，实际充当了延长的手臂的作用，还有长杆转动惯量大，可以有效地帮助表演者在空中保持平衡。

　　知识点：惊险、平衡、重心

　　为什么医生可以使用听诊器

　　诊断病人患了什么病

　　人们得了病，去医院看病，医生就会用挂在脖子上的听诊器贴在你的胸前背后，仔细地听着什么。他到底能听到什么呢?

　　观察一下，会发现听诊器贴在你身体上的部分是一个圆形的蒙着金属薄膜的小圆盒，它连在一段空心橡胶管上，靠近医生两耳的部分是两条金属腿。听诊器为什么要用这样的材料制成呢?

　　原来，人在得病时，身体各部分会产生某些变化，比如肺里有杂音，或心脏跳动不规律，有时候胸腔或腹腔还会有积水。通过听诊，可以听到这些身体中的变化。

　　最初医生是通过将耳朵贴在病人身体上的办法来听诊的，但这样做既不卫生效果也不十分理想。后来，人们发明了听诊器解决了这个问题。

　　关于听诊器发明的一个传说是：一个医生偶然在公园里看到两个孩子用一段树枝贴在长椅上仿佛听着什么，医生好奇地模仿着孩子们的动作，令他十分惊异的是：声音比平时听起来要响得多，而且清楚得多，他于是便用空心木管做了一只听诊器。后来，人们改用金属来做听诊器，听诊器逐渐变成了我们现在所熟知的样子。

　　为什么听诊器要用金属制成呢，我们已经知道，声音在固体中传递的能力比在空气中强，所以利用金属可以更清楚地听到身体内部发出的声音，并根据声音的不同判断出身体里出现的毛病。

　　同样道理，工厂里经验丰富的工人师傅把螺丝刀放在运行的机器上，将耳朵贴在螺丝刀上仔细听，也可以通过机器发出的声音判断机器是否正常。

　　知识点：杂音、声音、变化、金属

　　为什么噪声也是一种污染

　　现在环境污染已经越来越成为人们迫切关注的与人类生存密切相关的问题。如果问你，环境污染都包括哪些，你会提到废物、废水、废气等污染，但你是否知道声音也有可能成为一种污染呢?这就是噪声污染，而且是比其他污染更加危险的污染。

　　人们最早意识到噪声污染，是在20世纪50年代以后，喷气式飞机特别是超音速飞机出现后的事情。住在机场附近的居民被飞机突破音障(飞机速度超过音速时空气阻力对飞机形成的一种无形的障碍)时所产生的巨大的轰鸣声搅得头疼、耳鸣、神经衰弱。

　　噪声会对人产生一种不愉快的有刺激性的影响。强噪声对人长时间作用，能引起听力暂时丧失，在严重的情况下，能引起听力全部丧失。人们最早注意到噪声污染的除了飞机噪声外，还有就是同金属冶炼和金属加工有关的工厂噪声，建筑和市政施工的噪声(如扔钢筋的声音、混凝土捣固机的声音、气钻的声音等)，以及汽车干线附近的噪声。但是，现在人们已经知道，实际上在我们周围的一些环境噪声的危害比上面所说的更大。如夜深人静时水龙头的漏水声、锅铲刮锅的声音、摇滚乐队和重金属乐队的演奏声、音乐会上歌迷们狂热的尖叫声、家庭音响的低频振动等。