第25章 物理(5)

　　噪声同污染的空气和水一样对人体健康产生危害。如果对于过度的噪声没有防护，人就可能造成心理上和生理上的破坏。噪声会造成心理异常，首先是引起失眠，妨碍人们入睡，或使人从梦中惊醒；噪声还有可能引起人神经和心理上的疾病，如使人烦躁不安，具有攻击倾向；过响的声音会妨碍人与人的交往，如影响说话、打电话等；噪声会使劳动生产率降低；生理上的影响，除了会造成听力衰退、暂时性耳聋和永久性耳聋外，还可能引起高血压等疾病。

　　正因为噪声污染是一种非常危险的环境污染，所以人们已经开始重视噪声污染的防治工作。

　　知识点：环境污染、声音、刺激、心理异常、听力

　　为什么隐形飞机可以逃过雷达的“眼睛”

　　普通飞机往往很难逃过雷达的“眼睛”，但是有一种飞机却可以躲过敌人的雷达监视系统，突然出现在所要打击的敌方军事目标上空，迅速摧毁敌人的飞机、机场甚至雷达系统。由于这种飞机不容易被雷达等监视系统侦察到，就像故事中的隐身人不会被人看到一样，因而这种飞机被称做隐形飞机。

　　为什么隐形飞机能够逃过雷达等监视系统的侦察呢?

　　首先，让我们先来看一看雷达等现代监视系统的工作原理。尽管这些监视系统形式多样，性能各异，但都是利用了波，即光波、声波和电磁波的功能。雷达、主动红外探测仪等只有自身发射短波、微波或红外线，然后再接收被测物的反射才能发现目标；而被动红外探测仪和各种光学、声学、目视观察等，则必须利用目标所发出的各种波。切断了波的来路，这些监测系统就成了瞎子或聋子了。

　　找到了雷达等监测系统的弱点，隐形飞机在设计上，便在波的吸收和防反射、防发射上大做文章。首先，要尽量减少机身对波的反射。雷达等主动式监测系统所发出的波主要通过两种形式循原路反射回去：一是垂直入射的镜面反射，二是直角形表面的折曲反射。针对这个特点，隐形飞机的机身、机翼、尾翼等均融为一体，各部分之间全部采用平滑过渡；发动机进气道由圆筒改为蛇形管，以减少风扇叶的反射；驾驶舱挡风玻璃向后倾斜，并涂敷透明金属膜，以减少射向舱内的透射波，并使反射散逸开去。其次，在飞机材料的选择上，将机身上涂敷高吸收率的材料，目前主要有结构型复合材料和涂料型粉末材料。前者为多孔形松散结构，使入射波在微孔中反复振荡而衰减；后者是通过材料与电磁波间的各种电磁作用，使电磁波转变为热而散失掉。涂敷隐形材料的机身和防反射系统结合在一起，就使雷达发出的入射波不能被反射回去，从而使雷达等主动监测系统和光学侦察系统致盲。第三，尽可能降低飞机自身辐射。发动机的隆隆声响，高温部件和高温喷射气流所发出的大量红外线，是被动式监测系统追寻的目标。隐形飞机采用高效、低热、低噪声的发动机，并且在发动机上敷设吸热、消声装置。喷气尾管做得很长，并采用“百叶窗式”换热结构以充分利用机外冷空气降温，使喷出气体的温度降至很少发射出红外线的程度。

　　采用以上措施设计和制造的隐形飞机，可以比较有效地减少各种波的反射和发射，因而可以隐蔽地接近敌人而不被发觉。但这种飞机造价极高，所以目前只有美国空军装备了隐形飞机。而且，隐形飞机也并不能完全不反射、不发射波和红外线，所以，各国在研制隐形飞机的同时，也在研制反隐形雷达。

　　知识点：侦察、工作原理、波、反射

　　为什么录音机里自己的声音

　　听起来感到陌生

　　将你说话的声音录下来，然后，用录音机放出来，你会感到那声音听起来非常陌生，好像不是自己的声音。这是为什么呢?

　　这是因为平时我们听到自己的声音，与录音机里放出的自己的声音，两者传递声波的方式不同。我们听外界的声音是通过耳朵感受的，空气的振动由耳膜传给听觉神经；而自己讲话的声音，主要是声带的振动通过颅(lú)骨传给听觉神经的。这样，两者的音色不同，引起的声觉也就不同。平时，我们没有机会听到只通过空气传给耳朵的自己的声音，而录音磁带录下的就是通过空气传递的声音，所以在用录音机放自己的声音时，会有陌生的感觉，但旁人平时就是听的与录音相同的声音，所以不会有异样的感觉。

　　知识点：声波、耳膜、听觉神经、音色

　　为什么热气球能够翱翔蓝天

　　在人类的航天器家庭中，有一类航天器，被称做热气球。

　　最早的热气球是公元3世纪时我国三国时期的诸葛亮发明的，它是用纸做的正方形灯笼，它的上方和前后左右都糊着纸，靠近地面的一面不糊纸。将灯笼放在燃烧的火上，并使灯笼底边与地面完全接触，在灯笼内部形成一个封闭的空间，避免热空气的逃逸。待灯笼中的空气被加热，松开灯笼，灯笼便会飞上天去。由于诸葛亮表字孔明，所以这种灯笼被称做“孔明灯”。

　　人类历史上第一次载人热气球飞行，是在1783年11月。法国蒙格尔费兄弟利用充满热空气的布囊将人升入空中。现代热气球是开放式的，与普通气球不同，球里并不充氢、氦等气体，而是普通的空气。它由球囊、燃烧器、吊篮、贮气瓶、鼓风机以及仪表等组成。

　　操作时，先用鼓风机向球内吹入空气，使球囊膨胀，当球囊膨胀到一大半时，开始用燃烧器从气囊下端开口处对空气加热，空气受热膨胀，气囊被热空气膨胀到足够大。此时，球内热空气密度比球外的小，浮力就大于重力，于是在球外空气浮力的作用下，热气球带着吊篮等装置慢慢上升。由于热气球是无动力飘浮，它在空中主要随风飘移，升空高度由燃烧器加热情况决定，一般高度可达几十至几百米，操纵比较容易。降落时依风向选择好合适的地方，关闭燃烧器，让球内的热空气冷却，气球就缓缓下降；着陆后要立即打开气囊上的排气阀，排空球内的空气。

　　利用热气球可以进行竞技比赛、运输、探险等活动。最为惊；险刺激的是有人用热气球进行蹦极跳跃；还有人尝试乘热气球不间断地环绕地球飞行，但由于复杂多变的天气等原因，迄今尚未取得成功。

　　知识点：热气、鼓风机、无动力、操纵

　　为什么不能用啤酒杯喝开水

　　用来喝啤酒的大口玻璃杯，杯身厚实，倒入啤酒后，黄色的啤酒与透明的杯子相映生辉，煞是好看，喝酒时鼻子紧贴杯口，可以嗅到啤酒花的清香。但你用它来喝开水，结果就会发生意想不到的事情——啤酒杯炸裂了。为什么普通的薄玻璃杯不易炸裂，而厚厚的啤酒杯却会炸裂呢?

　　实际上，问题正出在啤酒杯厚厚的杯壁上。因为玻璃是热的不良导体，若往杯里倒开水，则杯子的内壁受热即刻膨胀，而壁较厚的杯子，热量一下子不能传到外壁，外壁一时还未膨胀，这时，由于应力的作用，杯子便会炸裂；而薄的玻璃杯，倒人开水后，热量几乎同时传递到玻璃杯的外壁，使内外壁温度很快达到平衡而同时膨胀，应力小，就不易炸裂。所以，我们不能用啤酒杯或罐头瓶来喝开水，它们很容易炸裂。同时，我们在商店挑选玻璃杯时，也应注意挑选那些杯壁和杯底较薄的杯子，它们相对于较厚的杯子来讲，比较不易炸裂。

　　当然，即使是较薄的杯子，由于各部分受热不均匀或内部结构缺陷，也有炸裂的可能，特别是在寒冷的冬天。为了避免这种事故的发生，可以采用以下的办法：在杯子中放入一把金属汤匙，倒入开水时，会把一部分热量传给金属汤匙，使开水的温度降低，这样就可以使杯子里受热不均匀的情况得到缓和；也可以先在杯中倒入少许热水，并倾斜杯子使水在杯子里晃一晃，这样可以使杯子预热，再倒入大量沸水时，由于杯子各处已均匀受热，所以就不会炸裂了。

　　知识点：炸裂、杯壁、导体、结构

　　为什么冬天会感觉铁比木头冷

　　我们都会有这样的经验，冬天，我们用手去摸铁和木头，会感觉到铁制物品比木制物品冷得多。为什么会产生这样的感觉呢?你可能会说：因为它们的温度不同嘛!

　　果真如此吗?让我们用温度计来测量一下铁制物品和木制物品的温度，温度计的读数告诉我们，二者的温度完全相同。

　　原来，这是因为铁传热比木头要快得多，物体传热能力高低与这种物质的导热系数有关，导热系数高的物质传热快，导热系数低的物质传热慢。铁比木头的导热系数高，也就是说，铁传热的速度要比木头传热速度快得多。

　　冬天，我们摸着铁制物品时，由于铁的传热能力强，我们手上的热量很快就传到铁制物品上了；而摸着木制物品时，由于木头的传热能力差，手上的热量传走得慢。所以，我们会感觉铁比木头冷得多。

　　原来，我们感觉到铁比木头冷得多，是由于手上的热量传递到铁上更快的缘故，并不是因为铁和木头的温度不一样。

　　也正是由于导热能力的不同，在夏天情况刚好与冬天相反，当周围温度比人体温高时，因为铁传热快，铁制物品的温度很快会传导到手上，所以在夏天时会感觉铁比木头热得多。

　　知识点：温度、传热、导热系数

　　哈哈镜为什么会使人变形

　　哈哈镜跟我们日常用的镜子不同。我们习惯的镜子，镜面很平，照在镜子里的像不会变形，大小比例也不会变。但是照哈哈镜就不同了，我们会变得又高又瘦或又矮又胖等各种各样奇异的图像，非常可笑。人们见到自己变成这个模样，都会忍不住地哈哈大笑，由此，人们将这种镜子叫做哈哈镜。

　　哈哈镜的镜面不是平面的而是曲面的，有的哈哈镜的镜面还是波浪形的，有的商场里的又高又粗的柱面镜也可以看做是一种哈哈镜。

　　当我们站在商场中的这种柱面镜前，会看到自己变得又高又瘦。那么这种图像是怎样形成的呢?我们可以试想一下，通过镜面上任意一点，作两个互相垂直的截面。一个截面通过圆柱轴线，是竖直的；另一个截面是水平方向的。这样，前一个截面在镜面上得到一条垂线，后一个截面在镜面上得到一个圆。