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伏特的青蛙实验
1792年的一天,意大利帕维亚大学的物理学教授伏特一大早就钻进了实验室。助手们惊讶地发现,伏特手里拿的竟然不是物理实验用的器材,而是一个关着十几只活蹦乱跳的青蛙的笼子。这是怎么回事呢?助手们一个个目瞪口呆。
原来,几个月以前,有一位名叫伽伐尼的解剖学家发表了一篇论文,大概意思是说动物肌肉里贮存着电,用金属接触它们,电就会跑出来。作为一个专门研究电学的物理学家,伏特想用实验来证明这个理论是否正确,所以决定亲自来做一做这个实验。经过一次又一次的实验,伏特终于找到了“动物肌肉里贮存着电”的秘密所在。原来,并不是青蛙身上的电跑到金属中来了,而是两种不同的金属接触,产生的电流刺激了青蛙,进而反射到其腿部神经上,才使它们的肌肉受到刺激而收缩。
从此,伏特全力研究起金属和电的关系。一天,他把自己当成青蛙,在自己身上做起了试验。他先拿出一块锡片和一枚硬币,再让助手把这两种金属放在自己的舌头上,然后用金属导线把它们连接起来。助手见伏特伸着舌头,一本正经的样子,活像一只张大嘴巴想吃虫子的青蛙,忍不住笑起来。
伏特却是那样认真,细心地体味着口中的滋味。突然,他“呸”的一声把嘴里的金属玩意儿吐了出来。原来,他感到满嘴的酸味儿。不一会儿,他又让助手找来一把银勺,用它换下那枚硬币。这次,他将银勺和锡片交换了位置,重新又做了一次“青蛙吃虫”的“游戏”。当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到嘴里就像含了一口盐水。实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流。
伏特坚信,只要能把这种电流引出来,就能造福人类。经过一次次的试验,伏特用一些交替堆叠的铜板和锌板,在中间夹上卡纸和用盐水浸泡过的布片,终于发明了被后人称为“伏特电堆”的电池。而电压的单位也被命名为“伏特”。
费米的纸片实验
美国新墨西哥州南部的沙漠上,随着一道炽烈无比的闪光和一声震耳欲聋的巨响,一个明亮的火球迅速膨胀、上升,同时地面上掀起一个粗大的尘柱,当尘柱追上直径达五百米的大火球时,便形成了高达十几千米的蘑菇状烟云——世界上第一颗原子弹试验成功了!这是1945年7月6日凌晨。
参加试验的科学家、工程技术人员全部蹲在附近的掩体里。因为他们知道,原子弹爆炸是一种剧烈的原子核裂变过程,它所产生的巨大能量,在一瞬间以三种形式释放出来:一种是辐射出大量的热能;一种是产生强烈的冲击波;还有一种是造成放射性污染。
可是,一个出人意料的情景出现了:身穿防护衣的意大利物理学家费米,突然跃出了掩体,直朝原子弹爆炸的试验场方向飞跑。只见他一边跑,一边把小纸片举在头上,然后松手使它随着气流飘落。当他再跑回来时,扬了扬手中的小纸片,兴奋地宣布道:“我测出来了,这颗原子弹爆炸的威力,相当于两万吨炸药爆炸时放出的能量!”
两个小时后,经过精密仪器测定的结果送来了,居然和费米的纸片实验结果基本相符。人们感到万分惊奇,纷纷向费米询问他是怎么计算出来的。
费米平静地答道:“我根据原子弹爆炸时三种形式的能量之间的关系,选择了其中最容易测量的一种——利用空气受热剧烈膨胀产生的强大气流,作为推算整个爆炸能量的依据,而气流的能量大小,又可根据它的速度推算出来。我用纸片来做试验:气流的速度可以看做纸片飘落的速度,纸片的速度可以根据纸片飘落的时间和距离计算出来,而时间和距离又可以根据我特定的脚步求得。当然,推算出来的结果,只能是个近似的数值。”
人们由衷地敬佩费米大无畏的精神和非凡的智慧。
蝙蝠实验
1793年夏季的一个夜晚,意大利科学家斯帕拉捷走出家门,放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼,轻盈地飞向夜空,并发出“吱吱”的叫声。斯帕拉捷见状,感到百思不得其解,因为在放飞蝙蝠之前,他已用小针刺瞎了蝙蝠的双眼。“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢?”他决定要解开这个谜。
在进行这项实验之前,斯帕拉捷一直认为,蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飞翔,能在非常黑暗的条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫,一定是由于长了一双非常敏锐的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的双眼,正是想证明这一点。事实却完全出乎他的意料。
意外的情况更激发了他的好奇心。“不用眼睛,那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物、捕捉食物的呢?”他想。于是,他又把蝙蝠的鼻子堵住,然后放了出去,结果,蝙蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在肢翼上呢?”斯帕拉捷这次在蝙蝠的肢翼上涂了一层油漆,然而,这也丝毫没有影响到它们的飞行。
最后,斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住。这一次,飞上天的蝙蝠东碰西撞的,很快就跌了下来。斯帕拉捷这才弄清楚,原来,蝙蝠是靠听觉来确定方向、捕捉食物的。
斯帕拉捷的新发现引起了人们的注意。从此,许多科学家进一步研究了这个课题。最后,人们终于弄清楚,蝙蝠是利用“超声波”在夜间导航的。它们的喉头能发出一种高频声波(人耳听不到这种声波),这种声波沿着直线传播,一碰到物体就迅速反射回来,它们用耳朵接收到这种反射回来的超声波后,就能作出准确的判断,知道往哪里飞行。超声波的科学原理,现已广泛地运用到航海探测、导航和医学中。
1792年的一天,意大利帕维亚大学的物理学教授伏特一大早就钻进了实验室。助手们惊讶地发现,伏特手里拿的竟然不是物理实验用的器材,而是一个关着十几只活蹦乱跳的青蛙的笼子。这是怎么回事呢?助手们一个个目瞪口呆。
原来,几个月以前,有一位名叫伽伐尼的解剖学家发表了一篇论文,大概意思是说动物肌肉里贮存着电,用金属接触它们,电就会跑出来。作为一个专门研究电学的物理学家,伏特想用实验来证明这个理论是否正确,所以决定亲自来做一做这个实验。经过一次又一次的实验,伏特终于找到了“动物肌肉里贮存着电”的秘密所在。原来,并不是青蛙身上的电跑到金属中来了,而是两种不同的金属接触,产生的电流刺激了青蛙,进而反射到其腿部神经上,才使它们的肌肉受到刺激而收缩。
从此,伏特全力研究起金属和电的关系。一天,他把自己当成青蛙,在自己身上做起了试验。他先拿出一块锡片和一枚硬币,再让助手把这两种金属放在自己的舌头上,然后用金属导线把它们连接起来。助手见伏特伸着舌头,一本正经的样子,活像一只张大嘴巴想吃虫子的青蛙,忍不住笑起来。
伏特却是那样认真,细心地体味着口中的滋味。突然,他“呸”的一声把嘴里的金属玩意儿吐了出来。原来,他感到满嘴的酸味儿。不一会儿,他又让助手找来一把银勺,用它换下那枚硬币。这次,他将银勺和锡片交换了位置,重新又做了一次“青蛙吃虫”的“游戏”。当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到嘴里就像含了一口盐水。实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流。
伏特坚信,只要能把这种电流引出来,就能造福人类。经过一次次的试验,伏特用一些交替堆叠的铜板和锌板,在中间夹上卡纸和用盐水浸泡过的布片,终于发明了被后人称为“伏特电堆”的电池。而电压的单位也被命名为“伏特”。
费米的纸片实验
美国新墨西哥州南部的沙漠上,随着一道炽烈无比的闪光和一声震耳欲聋的巨响,一个明亮的火球迅速膨胀、上升,同时地面上掀起一个粗大的尘柱,当尘柱追上直径达五百米的大火球时,便形成了高达十几千米的蘑菇状烟云——世界上第一颗原子弹试验成功了!这是1945年7月6日凌晨。
参加试验的科学家、工程技术人员全部蹲在附近的掩体里。因为他们知道,原子弹爆炸是一种剧烈的原子核裂变过程,它所产生的巨大能量,在一瞬间以三种形式释放出来:一种是辐射出大量的热能;一种是产生强烈的冲击波;还有一种是造成放射性污染。
可是,一个出人意料的情景出现了:身穿防护衣的意大利物理学家费米,突然跃出了掩体,直朝原子弹爆炸的试验场方向飞跑。只见他一边跑,一边把小纸片举在头上,然后松手使它随着气流飘落。当他再跑回来时,扬了扬手中的小纸片,兴奋地宣布道:“我测出来了,这颗原子弹爆炸的威力,相当于两万吨炸药爆炸时放出的能量!”
两个小时后,经过精密仪器测定的结果送来了,居然和费米的纸片实验结果基本相符。人们感到万分惊奇,纷纷向费米询问他是怎么计算出来的。
费米平静地答道:“我根据原子弹爆炸时三种形式的能量之间的关系,选择了其中最容易测量的一种——利用空气受热剧烈膨胀产生的强大气流,作为推算整个爆炸能量的依据,而气流的能量大小,又可根据它的速度推算出来。我用纸片来做试验:气流的速度可以看做纸片飘落的速度,纸片的速度可以根据纸片飘落的时间和距离计算出来,而时间和距离又可以根据我特定的脚步求得。当然,推算出来的结果,只能是个近似的数值。”
人们由衷地敬佩费米大无畏的精神和非凡的智慧。
蝙蝠实验
1793年夏季的一个夜晚,意大利科学家斯帕拉捷走出家门,放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼,轻盈地飞向夜空,并发出“吱吱”的叫声。斯帕拉捷见状,感到百思不得其解,因为在放飞蝙蝠之前,他已用小针刺瞎了蝙蝠的双眼。“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢?”他决定要解开这个谜。
在进行这项实验之前,斯帕拉捷一直认为,蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飞翔,能在非常黑暗的条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫,一定是由于长了一双非常敏锐的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的双眼,正是想证明这一点。事实却完全出乎他的意料。
意外的情况更激发了他的好奇心。“不用眼睛,那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物、捕捉食物的呢?”他想。于是,他又把蝙蝠的鼻子堵住,然后放了出去,结果,蝙蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在肢翼上呢?”斯帕拉捷这次在蝙蝠的肢翼上涂了一层油漆,然而,这也丝毫没有影响到它们的飞行。
最后,斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住。这一次,飞上天的蝙蝠东碰西撞的,很快就跌了下来。斯帕拉捷这才弄清楚,原来,蝙蝠是靠听觉来确定方向、捕捉食物的。
斯帕拉捷的新发现引起了人们的注意。从此,许多科学家进一步研究了这个课题。最后,人们终于弄清楚,蝙蝠是利用“超声波”在夜间导航的。它们的喉头能发出一种高频声波(人耳听不到这种声波),这种声波沿着直线传播,一碰到物体就迅速反射回来,它们用耳朵接收到这种反射回来的超声波后,就能作出准确的判断,知道往哪里飞行。超声波的科学原理,现已广泛地运用到航海探测、导航和医学中。