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1雷声为何隆隆不断
下雷雨时,为什么闪电一闪而过,而雷声却隆隆不断,持续很长时间呢?很多人认为这是雷声经过地面和云层的多次反射而形成的回声,其实这种观点是错误的. 大家都知道,声音传播到云层时,一部分被云层吸收,一部分透过云层继续向前传播,只有极少部分会被云层反射.因此,即使是很响的雷声,只要经过云层的一次反射就会变得很弱.但有时最初听到的雷声为何反而比中间听到的雷声还小一些?另外,即使在阴云密布的天气,开山炸药的巨大爆炸声及我们周围爆竹的爆炸声为何也没有隆隆不断的回声呢? 在下雷雨时注意观察会发现,发生的闪电不是一点,而是一条弯曲的亮线,如图1所示,亮线的长度通常可达几千米,亮线上的每一点都会产生爆炸声,也就是说雷声的声源是由很多的点状声源组成的线状声源.由于亮线上的不同点与人的距离不同,所以产生的声音传播到人耳所需的时间也不一样,于是听到的雷声就是隆隆不断的了. 如果第一次闪电的雷声尚未断绝,又接连传来第二次、第三次闪电的雷声,先后传来的雷声迭加在一起,听起来的声音就更大,这就是雷声的中段较响而首尾较弱的原因,当然这时的“隆隆”声会持续更长的时间. 开山的炸药及爆竹的爆炸声在爆炸时,声源可近似为一点,声音几乎同时到达人耳.所以我们只能听到一次爆炸声.
2鱼鳔的作用
要是问你俗称“鱼泡泡”的鱼鳔有什么功能?大概十有八九的人都会说:它是鱼体内一种特殊的器官,鱼可以通过改变鱼鳔中空气的多少,来控制自己的上浮和下潜.在鱼想从深水里浮到水的上层来的时候,它只需要鼓起自己的鱼鳔,这样鱼的体积就会增大,它所排开的水的重量就会大过自己的体重,根据物体的漂浮原理,鱼就能升到水面.如果是不想再上浮,或者是想下沉,那么它也就只需要压缩自己的鳔就可以了.这时候鱼的体积和它所排开的水的重量就会减小,根据物体的漂浮原理,它会重新沉入水底.的确,这已经是很多人的一种常识,而且几百年来国内外的教科书也几乎都这么认为,聪明的人们还因此发明了一种现代化的武器——潜水艇,鱼鳔的仿生发明就是潜艇.后来,经过一些科学家的仔细研究发现:这种观点是毫无根据的,完全错误的.
有一点是毫无疑义的:鱼鳔是鱼的浮沉的主要器官.因为失去了鳔的鱼(它的鳔在实验的时候被取掉了)只有鳍在摆动的情况下,才有可能浮在水里;一旦停止摆鳍,鱼就会很快沉入水底去了.那么鱼鳔的真正功用是什么呢?它的作用非常重要但也十分有限:只是帮助鱼留在水底的某个地方——就是留在鱼所排开的水的重量等于它本身的重量的那个位置上.当鱼用鳍使自己下沉到比这个位置更低的时候,由于它的身体经受着从外界水带来的很大的压力,身体就要缩小,并且对鳔也施加压力.这时候被鱼排开的水的体积减小了,这样被排开的水的重量就会变小了,于是鱼就会不由自主地往下沉.它下沉得越深,外界水的压力就越强(每下沉10 m,水的压力要增加1个大气压),鱼的身体就会越小,它就会继续往下沉.
当鱼离开原来已经取得平衡的那个位置,而用鳍让自己往上漂浮的时候,也会出现类似的情况,只是方向是相反的.当鱼的身体受到的外来的压力减小以后,鱼鳔就会自动地撑起来(在这以前,鱼鳔里的氣体是和周围的水压平衡的),体积增大了,也就向高处浮了起来.鱼上升得越高,它的身体就膨胀得越厉害,因此它就会继续往上升.而鱼是不能用“压缩鱼鳔”的方法来阻止这种趋势的,因为鱼鳔的壁上并没有肌肉纤维,不能够主动改变自己的体积.
由此我们就知道:现在所谓的一些流行说法其实是不正确的,鱼是不会主动胀大和缩小自己的鳔的.鱼鳔体积的改变完全是被动的,是在外部压力改变的前提下进行的.这种体积的改变对鱼说来非但没有好处,反而会给它招来害处,因为它会迫使鱼不得不以最快的速度沉到水底去,或用最快的速度上升到水面.那也就是说:鱼在不动的时候,鱼鳔能帮助保持平衡,而且这个平衡是不稳定的.
有些捕鱼人所观察到的情况,倒是可以证明这种观点.在深海捕鱼的时候,常常会有一些鱼半途中脱逃了.逃脱之后的情况和人们的想法恰恰相反,它们并不是重新沉入深水里,而是急速地上升到水面上来.这时所碰到的鱼,有些时候它们的鳔已经突出到嘴外面来.通过上面的解释我们应该知道:对鱼的浮沉来说,鱼鳔的真正功用就是这样.那么关于它在鱼的身体里还会不会起着别的作用,而这又起到什么作用,至少目前都还不知道.所以,鱼鳔这个器官在目前还是一个令人费解的谜,现在可以称得上完全明白的就是它在流体静力学方面的作用.
下雷雨时,为什么闪电一闪而过,而雷声却隆隆不断,持续很长时间呢?很多人认为这是雷声经过地面和云层的多次反射而形成的回声,其实这种观点是错误的. 大家都知道,声音传播到云层时,一部分被云层吸收,一部分透过云层继续向前传播,只有极少部分会被云层反射.因此,即使是很响的雷声,只要经过云层的一次反射就会变得很弱.但有时最初听到的雷声为何反而比中间听到的雷声还小一些?另外,即使在阴云密布的天气,开山炸药的巨大爆炸声及我们周围爆竹的爆炸声为何也没有隆隆不断的回声呢? 在下雷雨时注意观察会发现,发生的闪电不是一点,而是一条弯曲的亮线,如图1所示,亮线的长度通常可达几千米,亮线上的每一点都会产生爆炸声,也就是说雷声的声源是由很多的点状声源组成的线状声源.由于亮线上的不同点与人的距离不同,所以产生的声音传播到人耳所需的时间也不一样,于是听到的雷声就是隆隆不断的了. 如果第一次闪电的雷声尚未断绝,又接连传来第二次、第三次闪电的雷声,先后传来的雷声迭加在一起,听起来的声音就更大,这就是雷声的中段较响而首尾较弱的原因,当然这时的“隆隆”声会持续更长的时间. 开山的炸药及爆竹的爆炸声在爆炸时,声源可近似为一点,声音几乎同时到达人耳.所以我们只能听到一次爆炸声.
2鱼鳔的作用
要是问你俗称“鱼泡泡”的鱼鳔有什么功能?大概十有八九的人都会说:它是鱼体内一种特殊的器官,鱼可以通过改变鱼鳔中空气的多少,来控制自己的上浮和下潜.在鱼想从深水里浮到水的上层来的时候,它只需要鼓起自己的鱼鳔,这样鱼的体积就会增大,它所排开的水的重量就会大过自己的体重,根据物体的漂浮原理,鱼就能升到水面.如果是不想再上浮,或者是想下沉,那么它也就只需要压缩自己的鳔就可以了.这时候鱼的体积和它所排开的水的重量就会减小,根据物体的漂浮原理,它会重新沉入水底.的确,这已经是很多人的一种常识,而且几百年来国内外的教科书也几乎都这么认为,聪明的人们还因此发明了一种现代化的武器——潜水艇,鱼鳔的仿生发明就是潜艇.后来,经过一些科学家的仔细研究发现:这种观点是毫无根据的,完全错误的.
有一点是毫无疑义的:鱼鳔是鱼的浮沉的主要器官.因为失去了鳔的鱼(它的鳔在实验的时候被取掉了)只有鳍在摆动的情况下,才有可能浮在水里;一旦停止摆鳍,鱼就会很快沉入水底去了.那么鱼鳔的真正功用是什么呢?它的作用非常重要但也十分有限:只是帮助鱼留在水底的某个地方——就是留在鱼所排开的水的重量等于它本身的重量的那个位置上.当鱼用鳍使自己下沉到比这个位置更低的时候,由于它的身体经受着从外界水带来的很大的压力,身体就要缩小,并且对鳔也施加压力.这时候被鱼排开的水的体积减小了,这样被排开的水的重量就会变小了,于是鱼就会不由自主地往下沉.它下沉得越深,外界水的压力就越强(每下沉10 m,水的压力要增加1个大气压),鱼的身体就会越小,它就会继续往下沉.
当鱼离开原来已经取得平衡的那个位置,而用鳍让自己往上漂浮的时候,也会出现类似的情况,只是方向是相反的.当鱼的身体受到的外来的压力减小以后,鱼鳔就会自动地撑起来(在这以前,鱼鳔里的氣体是和周围的水压平衡的),体积增大了,也就向高处浮了起来.鱼上升得越高,它的身体就膨胀得越厉害,因此它就会继续往上升.而鱼是不能用“压缩鱼鳔”的方法来阻止这种趋势的,因为鱼鳔的壁上并没有肌肉纤维,不能够主动改变自己的体积.
由此我们就知道:现在所谓的一些流行说法其实是不正确的,鱼是不会主动胀大和缩小自己的鳔的.鱼鳔体积的改变完全是被动的,是在外部压力改变的前提下进行的.这种体积的改变对鱼说来非但没有好处,反而会给它招来害处,因为它会迫使鱼不得不以最快的速度沉到水底去,或用最快的速度上升到水面.那也就是说:鱼在不动的时候,鱼鳔能帮助保持平衡,而且这个平衡是不稳定的.
有些捕鱼人所观察到的情况,倒是可以证明这种观点.在深海捕鱼的时候,常常会有一些鱼半途中脱逃了.逃脱之后的情况和人们的想法恰恰相反,它们并不是重新沉入深水里,而是急速地上升到水面上来.这时所碰到的鱼,有些时候它们的鳔已经突出到嘴外面来.通过上面的解释我们应该知道:对鱼的浮沉来说,鱼鳔的真正功用就是这样.那么关于它在鱼的身体里还会不会起着别的作用,而这又起到什么作用,至少目前都还不知道.所以,鱼鳔这个器官在目前还是一个令人费解的谜,现在可以称得上完全明白的就是它在流体静力学方面的作用.