论文部分内容阅读
假如你是一名天文爱好者，还幸运有辆汽车作代步工具，这无形中拉近了你与天文学的距离。确切地说，在你的视听范围内天文知识可以说无处不在——
别以为只有到空旷的天文台，把头伸向神奇的天文望远镜才能真正领略宇宙的奥秘。那只能满足感官的好奇，并不能使你获得更多的教益。天文学与其他的自然科学一样，要想学有所成，就必须从基础知识开始，而汽车这个快速移动的铁盒，正好与天文学有着千丝万缕的联系。因为距离和速度既是天文学的核心，也是汽车存在的理由，轻松了解以下7个知识，你无疑就是一个准天文爱好者了。
（一）
一碰上雨雪天气请注意，落在挡风玻璃上的雨滴或雪花似乎都来自前方某一个辐射源。你加大油门提速后，这个辐射源就会模糊，与你的目光平行。等你踩了刹车，辐射源又重新升高。这种现象叫“光行差”，即你的运动会导致你周围物体的位置发生偏差。它是279年前英国天文学家詹姆斯·布雷德利发现的。他还同时证明，“光行差”现象也影响到对星光的观测。正如下雨或下雪一样，夜空里星星的位置也有偏差，这是由于地球以每秒近30公里的公转速度运行。如此可以推算出，在地球上看到的星星的位置与其实际位置相差1/180度。
（二）
如果是生活中的有心人你会发现，救护车从你身边飞驰而过时，尖锐的笛声有着微妙的变化。当它向你接近时，笛声因被空气压缩而显得很高，一种刺耳的感觉传遍你的全身；随着救护车的远去，笛鸣的声音被变长了，直至最后消失，才让你从无奈的煎熬中缓过神来。你可知道，光线也发生同样的变化，距离得越近，它就越呈蓝色；远处观看，它就变红。看不见的行星在轨道运行时会拉动可见的母恒星，天文学家正是借助颜色的这种变化，对这些看不见的行星进行跟踪。光波的平展和变红现象在每个星系都能发现，这暗示着宇宙正在膨胀。
（三）
即使是冬天你也会明显感觉到，就是不开空调，驾驶一段时间后，车内的温度逐渐在升高，特别是车内不止是你一个人时。原因何在？那是因为我们每个人都是一个热量散发器。实验换算证明，每个成年人平时散发的热量相当于一个100瓦的电灯。另一个原因是阳光照进车内，而汽车内的装饰大多具有吸附热量的功能，反射出去的只是很小一部分。阳光被吸收的过程就是紫外线转变为红外线的过程，红外线就是热量。如上升至理论解释，汽车玻璃窗中的原子与红外线光波以同样频率振动，因此构成了一道阻止热量逃逸的屏障。推而广之，地球的大气层也发挥着同样的作用，所以能够把地球的平均温度保持在15摄氏度，使地球有幸成为整个宇宙可能是唯一适合人类生存的星球。
（四）
你一定有过这样的经验，驾车行驶中你一旦摇下车窗，车里面的报纸或塑料袋之类的东西就会被气流急速卷出，让你顿时感到一阵惊慌。对快速行驶的汽车而言，车外的空气正在急速流动，其速度与车速成正比。曾经发生过这样的空难：高速行驶的飞机的驾驶窗突然爆裂，骤然侵入的气流将乘客和座椅等具备一定重量的东西席卷而去，速度之快甚至超过了人的思维。这是因为汽车和飞机内部与外部空间形成的巨大压差所造成的，压差越大形成的吸力越强。早在1738年，瑞士的科学家丹尼尔·勃鲁奇便通过试验证明，气体或液体在快速流动时所产生的压力就会降低。庞大而沉重的喷气式飞机只凭两扇翅膀便可以像鹰一样自由翱翔，其科学内涵就是丹尼尔揭示的奥秘。凭借这个伟大的发现，飞机包括航天飞机能够沿着跑道轻松地着陆，不会像一块石头那样掉下来。而没有翅膀的返回式座舱，在返回地面时却和石头落地没有什么区别。
（五）
据说喜欢仰望月亮的人多是心澄如镜的智者。的确，月亮给了我们太多的遐想，特别是在汽车里看月亮，那情趣尤其浪漫。但有个现象不知你是否察觉：在早晨看见月亮，发亮的总是它的左半边；在晚上看月亮，发亮的总是在它的右半边。它包含的天文道理其实很简单，我们看见早晨的弦月时，月球正好位于轨道运行中的地球的正前方，也就是说，弦月下，无论你开车行驶在什么方向，你正被地球承载着，朝着地球在太空中固有的轨迹前进。而到了晚上，月亮被地球甩在了后面，所以才有了月球亮度方向的变化。
（六）
在驾车旅行的途中，打开汽车里的无线电收音机，请留意收听效果。汽车靠近山区时，调频节目的收听效果显得很差，而调幅节目信号却会变得非常清晰。这就是衍射结果，即波在遇到障碍物时会改变方向。数百米长的调幅无线电波比只有3米多长的调频电波更容易发生衍射现象。当然，它有时也会给我们带来麻烦。比如在使用望远镜时，衍射会造成影像模糊，这是因为光波在遇到用来指向并聚焦影像的副镜时发生了弯曲。
（七）
最后一点可能有点抽象，请充分调动你的想像。下雨的时候最容易见到，在路边或停车场的周围的小水坑中，浮在水面的油花泛着五彩微光眩人眼目。水本身就会反光，而浮油的光使水产生第二次反射，因而使某些光波，也就是颜色，要么得到加强，要么使其抵消，这个过程叫做“干涉”。天文学家利用干涉现象，把彼此相距遥远的望远镜所搜集到的光波或者无线电波合并在一起。这样，协同工作的若干台望远镜就像一台巨大的超级望远镜，大到任何两台望远镜的间距那么大。
天文与汽车各有魅力，说到神奇，后者当然无法与前者相提并论。假如你是一个没有汽车的天文爱好者，最好还是赶快买辆汽车，因为一辆汽车在某种意义上就是一座活动的天文台，它无疑会使你的天文知识突飞猛进，很快具备与专家对话的资格。
别以为只有到空旷的天文台，把头伸向神奇的天文望远镜才能真正领略宇宙的奥秘。那只能满足感官的好奇，并不能使你获得更多的教益。天文学与其他的自然科学一样，要想学有所成，就必须从基础知识开始，而汽车这个快速移动的铁盒，正好与天文学有着千丝万缕的联系。因为距离和速度既是天文学的核心，也是汽车存在的理由，轻松了解以下7个知识，你无疑就是一个准天文爱好者了。
（一）
一碰上雨雪天气请注意，落在挡风玻璃上的雨滴或雪花似乎都来自前方某一个辐射源。你加大油门提速后，这个辐射源就会模糊，与你的目光平行。等你踩了刹车，辐射源又重新升高。这种现象叫“光行差”，即你的运动会导致你周围物体的位置发生偏差。它是279年前英国天文学家詹姆斯·布雷德利发现的。他还同时证明，“光行差”现象也影响到对星光的观测。正如下雨或下雪一样，夜空里星星的位置也有偏差，这是由于地球以每秒近30公里的公转速度运行。如此可以推算出，在地球上看到的星星的位置与其实际位置相差1/180度。
（二）
如果是生活中的有心人你会发现，救护车从你身边飞驰而过时，尖锐的笛声有着微妙的变化。当它向你接近时，笛声因被空气压缩而显得很高，一种刺耳的感觉传遍你的全身；随着救护车的远去，笛鸣的声音被变长了，直至最后消失，才让你从无奈的煎熬中缓过神来。你可知道，光线也发生同样的变化，距离得越近，它就越呈蓝色；远处观看，它就变红。看不见的行星在轨道运行时会拉动可见的母恒星，天文学家正是借助颜色的这种变化，对这些看不见的行星进行跟踪。光波的平展和变红现象在每个星系都能发现，这暗示着宇宙正在膨胀。
（三）
即使是冬天你也会明显感觉到，就是不开空调，驾驶一段时间后，车内的温度逐渐在升高，特别是车内不止是你一个人时。原因何在？那是因为我们每个人都是一个热量散发器。实验换算证明，每个成年人平时散发的热量相当于一个100瓦的电灯。另一个原因是阳光照进车内，而汽车内的装饰大多具有吸附热量的功能，反射出去的只是很小一部分。阳光被吸收的过程就是紫外线转变为红外线的过程，红外线就是热量。如上升至理论解释，汽车玻璃窗中的原子与红外线光波以同样频率振动，因此构成了一道阻止热量逃逸的屏障。推而广之，地球的大气层也发挥着同样的作用，所以能够把地球的平均温度保持在15摄氏度，使地球有幸成为整个宇宙可能是唯一适合人类生存的星球。
（四）
你一定有过这样的经验，驾车行驶中你一旦摇下车窗，车里面的报纸或塑料袋之类的东西就会被气流急速卷出，让你顿时感到一阵惊慌。对快速行驶的汽车而言，车外的空气正在急速流动，其速度与车速成正比。曾经发生过这样的空难：高速行驶的飞机的驾驶窗突然爆裂，骤然侵入的气流将乘客和座椅等具备一定重量的东西席卷而去，速度之快甚至超过了人的思维。这是因为汽车和飞机内部与外部空间形成的巨大压差所造成的，压差越大形成的吸力越强。早在1738年，瑞士的科学家丹尼尔·勃鲁奇便通过试验证明，气体或液体在快速流动时所产生的压力就会降低。庞大而沉重的喷气式飞机只凭两扇翅膀便可以像鹰一样自由翱翔，其科学内涵就是丹尼尔揭示的奥秘。凭借这个伟大的发现，飞机包括航天飞机能够沿着跑道轻松地着陆，不会像一块石头那样掉下来。而没有翅膀的返回式座舱，在返回地面时却和石头落地没有什么区别。
（五）
据说喜欢仰望月亮的人多是心澄如镜的智者。的确，月亮给了我们太多的遐想，特别是在汽车里看月亮，那情趣尤其浪漫。但有个现象不知你是否察觉：在早晨看见月亮，发亮的总是它的左半边；在晚上看月亮，发亮的总是在它的右半边。它包含的天文道理其实很简单，我们看见早晨的弦月时，月球正好位于轨道运行中的地球的正前方，也就是说，弦月下，无论你开车行驶在什么方向，你正被地球承载着，朝着地球在太空中固有的轨迹前进。而到了晚上，月亮被地球甩在了后面，所以才有了月球亮度方向的变化。
（六）
在驾车旅行的途中，打开汽车里的无线电收音机，请留意收听效果。汽车靠近山区时，调频节目的收听效果显得很差，而调幅节目信号却会变得非常清晰。这就是衍射结果，即波在遇到障碍物时会改变方向。数百米长的调幅无线电波比只有3米多长的调频电波更容易发生衍射现象。当然，它有时也会给我们带来麻烦。比如在使用望远镜时，衍射会造成影像模糊，这是因为光波在遇到用来指向并聚焦影像的副镜时发生了弯曲。
（七）
最后一点可能有点抽象，请充分调动你的想像。下雨的时候最容易见到，在路边或停车场的周围的小水坑中，浮在水面的油花泛着五彩微光眩人眼目。水本身就会反光，而浮油的光使水产生第二次反射，因而使某些光波，也就是颜色，要么得到加强，要么使其抵消，这个过程叫做“干涉”。天文学家利用干涉现象，把彼此相距遥远的望远镜所搜集到的光波或者无线电波合并在一起。这样，协同工作的若干台望远镜就像一台巨大的超级望远镜，大到任何两台望远镜的间距那么大。
天文与汽车各有魅力，说到神奇，后者当然无法与前者相提并论。假如你是一个没有汽车的天文爱好者，最好还是赶快买辆汽车，因为一辆汽车在某种意义上就是一座活动的天文台，它无疑会使你的天文知识突飞猛进，很快具备与专家对话的资格。