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有什么问题,赶紧来问吧。
我们将把读者提出的问题交给各个领域的专家、科学家来回答。问题被选中的读者都将获得由本刊送出的精美礼品,还有机会获得有科学家签名的精致书签。来信请注明“科学问与答”栏目。
Q 一个人触摸到裸露的电线,触电的时候,就像猛然受到一记重拳,会从房间的一头摔到另一头。这种力量来自哪里?我想,有作用力就有反作用力,但是这种力量显然不是来自电啊!(初三学生)
A 这种力量来自你自己的肌肉。当有比较强的电流通过你的身体时,你的肌肉受到刺激会强烈收缩,产生的力量往往会比你有意识地用力时大得多。在正常情况下,我们的身体只允许肌肉纤维一定程度的有意识收缩。然而,在特殊紧急的情况下,身体会打破这种限制,允许肌肉纤维更大的收缩,发出更大的力量,其代价则是肌肉受损。这种现象就是所谓的“应激反应”。比如说一位母亲可以抬起一辆汽车救出压在车下的她的孩子;再如一位精神病患者暴躁起来几个看护人员也无法将其制伏!这都属于“应激反应”的例子。
当肌肉受到电流刺激的时候,身体原来的那些限制不起作用,肌肉可以强烈收缩。通常遭受电击时,电流多半是从一只手臂流入,经过腹部,最后从另一只脚或者双脚流出。结果难以预料,但却使得腿脚和背部的肌肉发出非常大的力量,往往能够使触电者在不自觉中从房间的一头“飞”到另一头。
受电击的人在不自觉中被摔出的距离之远令人惊诧。这是一个真实的例子:一位妇女在一个潮湿的停车场遭到雷电袭击,待她清醒过来,她发现自己离受电击的位置居然有12米远。在这个例子中,那位妇女可能还受到某种外力的作用,比如说受到因闪电产生的高温加热而剧烈膨胀的气流的推动。她活了下来,尽管由于神经受损和其他伤害留下的部分残疾。
受到电击被摔出,脱离了与带电物体的接触,能够拯救你的生命。但是,大多时候,当一个人不小心以抓握动作接触到带电物体时,他臂部和手上的肌肉收缩,很可能反而会紧紧抓住带电物体不放。在这种情况下他无法脱离电源,就可能引起心室纤维性颤动而死亡。
咯咯笑?
Q 我发现自己挠自己的胳肢窝不会笑,别人挠自己的胳肢窝就忍不住要发笑。这是为什么?(初一学生)
A 发笑是你处在一种稍有惊恐状态的结果。这种特性似乎不符合“适者生存”的进化理论,因为惊恐会使你容易受到攻击。
别人挠你的胳肢窝,只要你全身保持放松状态,其实也不会发笑。当然,这时要保持放松状态也不容易。不信?请你试一试吧!我们大多数人,在别人挠自己的时候,都会感到紧张。因为对于这种身体接触,你会感到不自在,你无法控制,而且还担心被弄痒或者是弄痛。有的人就不怕这个,这是由于某种原因他们不紧张的缘故。
自己挠自己,一切全在自己的控制之下,无须紧张,自然就不会有反应。我们来做个实验:你用手指迅速靠近自己的眼睛,你的眼睛连眨都不眨一下。可是用别人的手指就不行了。请你的同学配合你,他的手指慢慢地靠近你的眼睛,你会如何?你非闭上眼睛不可。这与挠胳肢窝道理相同。下次别人再挠你的胳肢窝,你只要保持呼吸均匀,全身放松,就不会咯咯发笑了。
用电捕鱼?
Q 水会导电,为什么不能用电来捕鱼呢?当雷电击中水面,水里的鱼类会不会死?在金属制成的船上的人应该怎样呢?(初二学生)
A 如果用电捕鱼,会把水中的生物无论大小统统杀死,且对电鱼的人造成危险,有不少捕鱼人被电击死,所以国家严禁用电捕鱼。水面受到雷电袭击时,电流会分散泄流至大地,因此对鱼的杀伤不大。当然,如果一条鱼被雷电直接击中,或是靠近雷击点,那也是会被杀死或者被击伤的。
不过,雷电的温度高达数千摄氏度,能够轻而易举地将雷击点附近的水蒸发,空气剧烈膨胀。这将在水下产生冲击波,可使周围几十米范围内的鱼受到伤害,也有可能使得在此范围内潜水的人耳朵变聋。
在金属船上的人,如果离雷击点很近,能够觉察到雷击水面的第一次效应,那么,他就会感觉到二次效应引起的强烈震动。此外,金属船体的导电性能要比水好得多,雷电能量将更多地经过船体释放,而不是击中船旁的水面。
当然出现雷电的时候,避险最好的方法就是躲在金属导体的内部,比如说金属船的船舱内。这是因为早在19世纪,著名的物理学家迈克尔·法拉第就已经证明,在一个导体的内部没有任何电场。他甚至还向人们公开做过演示:他爬进一个金属笼子里,让助手在外面用人工产生的闪电袭击笼子。在场观看的人吓得目瞪口呆,而法拉第却毫发无损地从笼子里爬出来。
(法拉第笼——金钥匙科技竞赛赛题)
喝牛奶的奥秘!
Q 喝牛奶的时候,把装牛奶的杯子或汤匙送到口边,而使牛奶流入口中。为什么牛奶会被吸进口中?(初一学生)
A 如果你拿一杯水慢慢地喝,细细地体会喝水过程中口腔、嘴巴、咽喉的变化,你会发现,为了将水吸入口腔,要紧闭嘴巴,舌头抵住下颚,口腔和咽喉的肌肉群要发生一系列动作后,使口中的空气压强降低。结果,牛奶或水就靠着外部较高的大气压强,被吸进压力较低的口中,并咽下肚子。这时,所进行的过程和U形管原理相同,如果U形管左边上方的气压降低,因右边大气压强比左边大,右边的水就会流到左边,使左边管子的水位上升。相反,喝水时,倘若紧紧封住瓶口,纵使你花再大力气,瓶中的水也不会流进口里。因为在这个时候,口中的空气压力和瓶中的空气压力相等。就像前面所说,喝饮料的过程需要动用嘴巴、口腔、咽喉、肺、腹腔等的协调配合才能完成。
我们将把读者提出的问题交给各个领域的专家、科学家来回答。问题被选中的读者都将获得由本刊送出的精美礼品,还有机会获得有科学家签名的精致书签。来信请注明“科学问与答”栏目。
Q 一个人触摸到裸露的电线,触电的时候,就像猛然受到一记重拳,会从房间的一头摔到另一头。这种力量来自哪里?我想,有作用力就有反作用力,但是这种力量显然不是来自电啊!(初三学生)
A 这种力量来自你自己的肌肉。当有比较强的电流通过你的身体时,你的肌肉受到刺激会强烈收缩,产生的力量往往会比你有意识地用力时大得多。在正常情况下,我们的身体只允许肌肉纤维一定程度的有意识收缩。然而,在特殊紧急的情况下,身体会打破这种限制,允许肌肉纤维更大的收缩,发出更大的力量,其代价则是肌肉受损。这种现象就是所谓的“应激反应”。比如说一位母亲可以抬起一辆汽车救出压在车下的她的孩子;再如一位精神病患者暴躁起来几个看护人员也无法将其制伏!这都属于“应激反应”的例子。
当肌肉受到电流刺激的时候,身体原来的那些限制不起作用,肌肉可以强烈收缩。通常遭受电击时,电流多半是从一只手臂流入,经过腹部,最后从另一只脚或者双脚流出。结果难以预料,但却使得腿脚和背部的肌肉发出非常大的力量,往往能够使触电者在不自觉中从房间的一头“飞”到另一头。
受电击的人在不自觉中被摔出的距离之远令人惊诧。这是一个真实的例子:一位妇女在一个潮湿的停车场遭到雷电袭击,待她清醒过来,她发现自己离受电击的位置居然有12米远。在这个例子中,那位妇女可能还受到某种外力的作用,比如说受到因闪电产生的高温加热而剧烈膨胀的气流的推动。她活了下来,尽管由于神经受损和其他伤害留下的部分残疾。
受到电击被摔出,脱离了与带电物体的接触,能够拯救你的生命。但是,大多时候,当一个人不小心以抓握动作接触到带电物体时,他臂部和手上的肌肉收缩,很可能反而会紧紧抓住带电物体不放。在这种情况下他无法脱离电源,就可能引起心室纤维性颤动而死亡。
咯咯笑?
Q 我发现自己挠自己的胳肢窝不会笑,别人挠自己的胳肢窝就忍不住要发笑。这是为什么?(初一学生)
A 发笑是你处在一种稍有惊恐状态的结果。这种特性似乎不符合“适者生存”的进化理论,因为惊恐会使你容易受到攻击。
别人挠你的胳肢窝,只要你全身保持放松状态,其实也不会发笑。当然,这时要保持放松状态也不容易。不信?请你试一试吧!我们大多数人,在别人挠自己的时候,都会感到紧张。因为对于这种身体接触,你会感到不自在,你无法控制,而且还担心被弄痒或者是弄痛。有的人就不怕这个,这是由于某种原因他们不紧张的缘故。
自己挠自己,一切全在自己的控制之下,无须紧张,自然就不会有反应。我们来做个实验:你用手指迅速靠近自己的眼睛,你的眼睛连眨都不眨一下。可是用别人的手指就不行了。请你的同学配合你,他的手指慢慢地靠近你的眼睛,你会如何?你非闭上眼睛不可。这与挠胳肢窝道理相同。下次别人再挠你的胳肢窝,你只要保持呼吸均匀,全身放松,就不会咯咯发笑了。
用电捕鱼?
Q 水会导电,为什么不能用电来捕鱼呢?当雷电击中水面,水里的鱼类会不会死?在金属制成的船上的人应该怎样呢?(初二学生)
A 如果用电捕鱼,会把水中的生物无论大小统统杀死,且对电鱼的人造成危险,有不少捕鱼人被电击死,所以国家严禁用电捕鱼。水面受到雷电袭击时,电流会分散泄流至大地,因此对鱼的杀伤不大。当然,如果一条鱼被雷电直接击中,或是靠近雷击点,那也是会被杀死或者被击伤的。
不过,雷电的温度高达数千摄氏度,能够轻而易举地将雷击点附近的水蒸发,空气剧烈膨胀。这将在水下产生冲击波,可使周围几十米范围内的鱼受到伤害,也有可能使得在此范围内潜水的人耳朵变聋。
在金属船上的人,如果离雷击点很近,能够觉察到雷击水面的第一次效应,那么,他就会感觉到二次效应引起的强烈震动。此外,金属船体的导电性能要比水好得多,雷电能量将更多地经过船体释放,而不是击中船旁的水面。
当然出现雷电的时候,避险最好的方法就是躲在金属导体的内部,比如说金属船的船舱内。这是因为早在19世纪,著名的物理学家迈克尔·法拉第就已经证明,在一个导体的内部没有任何电场。他甚至还向人们公开做过演示:他爬进一个金属笼子里,让助手在外面用人工产生的闪电袭击笼子。在场观看的人吓得目瞪口呆,而法拉第却毫发无损地从笼子里爬出来。
(法拉第笼——金钥匙科技竞赛赛题)
喝牛奶的奥秘!
Q 喝牛奶的时候,把装牛奶的杯子或汤匙送到口边,而使牛奶流入口中。为什么牛奶会被吸进口中?(初一学生)
A 如果你拿一杯水慢慢地喝,细细地体会喝水过程中口腔、嘴巴、咽喉的变化,你会发现,为了将水吸入口腔,要紧闭嘴巴,舌头抵住下颚,口腔和咽喉的肌肉群要发生一系列动作后,使口中的空气压强降低。结果,牛奶或水就靠着外部较高的大气压强,被吸进压力较低的口中,并咽下肚子。这时,所进行的过程和U形管原理相同,如果U形管左边上方的气压降低,因右边大气压强比左边大,右边的水就会流到左边,使左边管子的水位上升。相反,喝水时,倘若紧紧封住瓶口,纵使你花再大力气,瓶中的水也不会流进口里。因为在这个时候,口中的空气压力和瓶中的空气压力相等。就像前面所说,喝饮料的过程需要动用嘴巴、口腔、咽喉、肺、腹腔等的协调配合才能完成。