二`趣味物理2
阿基米德借“神火”
距今2000多年前,古羅馬奴隸主向位於地中海西西裏島上的敘拉古王國發動了侵略戰爭。
羅馬侵略者就像一頭饑餓的野狼麵對一隻肥美的羔羊,恨不得將敘拉古王國一口吞下。但敘拉古王國軍民奮勇抗擊,使敵人寸步難行。
侵略者頭子氣壞了,心想:一個小小的敘拉古都搶不過來,還成什麼體統?於是他們又調集更多的戰船,排列在敘拉古城堡附近的海麵上,隨時準備撲到岸上來。
敘拉古王國有一位智者,名叫阿基米德。他善於動腦筋,會想出許多好辦法。麵對羅馬的無數戰船,他又開動了腦筋:怎樣才能把敵人的戰船破壞掉呢?用石炮打不著,用掛勾吊不翻。
這一天,阿基米德站在船頭又在觀察敵戰船情況,烈日照在船帆上,白亮亮一片。猛地,老將軍把手一揮:“有辦法了。”
雙方又僵持了一個月。情況對敘拉古越來越不利,眼看就要堅守不住了。阿基米德大聲地號召軍民:“再堅持三天,我就有打敗敵人的辦法了。”
三天後,一個大晴天,阿基米德命令:“全體堅守戰鬥崗位,勝利就在今天!”
敘拉古軍民莫名其妙:“敵人這麼強大,我們怎能取得勝利呢?”
還真是怪了,羅馬戰船突然一隻隻冒煙起火了。白帆上先冒煙,被海風一吹,“呼”地一下著起火來。風借火勢,火乘風威,隻見濃煙滾滾,一片火海。羅馬士兵驚慌失措,大聲喊道:“天上降神火了,天上降神火了。”士兵們有的被燒死,有的跳到海裏被淹死。羅馬戰船除了有幾隻僥幸逃脫外,其餘全部在濃煙烈火中沉入大海。
阿基米德借來的不是神火,而是太陽之神的火。
那一天,阿基米德在城頭察看羅馬戰船時,陽光照在船帆上,白亮亮一片,給了老將軍啟示,使他想起了平時琢磨過多次的取火鏡。
取火鏡就是現在說的聚光鏡,也叫凹麵鏡,它能把陽光集中到一點,這一點叫焦點,焦點的溫度相當高,可以用來點火。
阿基米德說幹就幹,馬上找來一批工匠,秘密打製上百麵銅鏡,用了一個月的時候。為了保險,又用了三天進行試驗,效果好極了。於是,在戰爭處於最關鍵的時候,阿基米德胸有成竹地宣布:“勝利就在今天!”
那一天,天空晴朗,烈日高懸,阿基米德派數百名士兵手持聚火鏡,站在選好的位置上,對準羅馬戰船的白帆照起來,一會兒,羅馬戰船就開始冒煙了。
用冰取火
希臘神話中,普羅米修斯將火種從天上偷引到地上,成為人類歌頌的大英雄。人類的文明史離不開火,現在人們的生活、工作也缺不了火。聰明的人類發明了火柴和各種各樣的打火器,可以十分方便地點燃起火焰。
有一支探險隊,在南極洲的暖季到達那塊大陸時,卻不幸丟失了打火器,能找的地方都找過了,就是不見打火器的蹤影。
南極洲的暖季,雖然太陽不落,永遠懸掛在天空中,其實氣溫也在-10℃左右。沒有火,就不能燒水做飯維持生活;沒有火,生命將處於危險之中。
探險家們不會束手無策,靜待死神的到來。船長和一位科學博士開始研究點燃火堆的辦法。船長說:“有一部小說,主人翁魯濱孫在孤島上所用的火種,是靠閃電點燃一棵樹木獲得的,可惜這種偶然的外界幫助,機會太少了。”
“是太靠不住了。”博士回答。
“我們連一個望遠鏡都沒有,如果有望遠鏡,倒可以把透鏡拿下取火了。”船長又說。
“是呀,”博士回答說,“可真太遺憾了,我們竟沒有這個東西。太陽光倒很強,有了透鏡,一定能夠燒著火絨的。”
“怎麼辦呢?博士,全靠你了。”船長說。
“我們為什麼不……”博士沉思地說。
“你想出了什麼辦法?”船長好奇地問。
“但是,不知道能不能成功。”博士猶豫不定地說。
“你到底想出了什麼辦法?”船長追問道。
“我們不是沒有透鏡嗎?我們自己造一個。”
“怎樣造法?”船長問道。
“用冰塊來造。”博士說,“我們需要的不過是使太陽光聚焦到一點,用冰塊也許和用水晶一樣有效。但是,要選用一塊比較堅實和比較透明的。”
船長指著一塊冰塊說:“這塊冰塊也許能滿足你要求。”
博士和船長一同向那塊冰塊走去。確定它基本符合要求後,船長叫來了其他的人。博士下令砍下一大塊冰來,這塊冰的直徑大約有05米。先用斧頭把它砍平,然後用小刀精修,最後用溫暖的雙手不斷摸弄,慢慢地做成了一個光潔透明的半球形的“冰透鏡”。博士拿著這塊“冰透鏡”向著太陽,讓太陽光穿過“冰透鏡”聚焦到一團幹燥蓬鬆的火絨上。一會兒,火絨冒出淡淡的一縷青煙,又過了一會兒,火絨上出現一個紅點,頃刻間,火絨燃燒起來了。一場危機終於過去了,探險隊又開始了正常的工作和生活。
冰與火,我們常認為是不相容的,科學卻讓我們用冰取得了火。凡是透明的東西,光線便能夠穿過它,所以透明很好的冰,本身不會吸收很多太陽光,以至轉變成熱量,造成溫度升高和熔解。而由於把冰塊做成半球形透鏡,根據光學原理,穿過冰塊的光線會聚焦到一點,使火絨處在這一點時便吸收到大量熱量,溫度升高,燃起火焰。
撈鐵牛
宋朝時候,我國經常遭受水災。公元1034~1060年間,黃河就曾三次決堤。