第三章 學生物理科學興趣培養8
22.人為什麼提不起自己呢
張飛是一員猛將，有人問他：“你力氣大，你能不能把自己從地上提起來呢？”他抓住頭發使勁向上提也不能把自己提起來。
就算抓頭發不是辦法，換個辦法，用手抱住自己的身體向上用力，任何人也無法使身體離開地麵。
還有一種類似的情況：人坐在車上，用繩子拉車，不能使車前進；車向前行駛，人在車上拉緊拴在車上的繩子，車也不會停下來。
這就是說：一個物體隻靠內部的互相作用，不能改變物體重心的運動狀態。
可是騎自行車刹車的時候，閘皮緊緊抱住車輪的瓦圈，車就停了下來。那末，能不能說“隻靠閘皮和車輪的瓦圈，就使自行車停了下來呢？”
騎自行車，手捏車閘，車就停下來，不僅僅是閘皮和車輪相互作用的結果，也是車輪與地麵摩擦力增大的結果。車輪原來與地麵是滾動摩擦，刹車後變為滑動摩擦，摩擦力加大以後，車才停下來。
這也是說明，隻靠閘皮和車輪，自行車是停不下來的，這是依靠車輪和地麵的摩擦力。
如果可以借用外部條件，那末，張飛雙手拉住樹枝，這可以把自己的身體向上提起。
23.奇怪的放電現象
在世界上許多國家都發現了奇怪的放電現象，這種放電現象都造成了一定的破壞。可是對這種奇怪的現象，至今還沒有一種令人滿意的解釋。
早在１８１７年１月的一天，在美國綠山山脈的許多地方的上空，大氣層裏可以看到一種發光現象。這種發光現象很像蠟燭火焰，往往出現在向上突起或帶尖的物體上方空間，正在行走的人會突然看到自己頭部周圍環繞著這種光，或被比陽光弱的光團包圍著。當地的人們隻要舉起自己的手，好像光就從手指發出。
１８９４年１２月的一天，美國懷俄明州拉臘米堡地方，也發生了一次奇異的放電現象。那天上午１０點左右，下起了一陣罕見的暴風雨，一直延續到下午７點。風力最大的時候，許多堅固的建築都毀於一旦。在暴風雨大作的時候，許多地方都能明顯地感受到電流的存在。有些用鐵絲綁的籬笆都著了火，沒有鐵絲綁的籬笆，則安然無恙。有的牛因觸到了帶電的籬笆而被電死。有人因碰到金屬上而受到了電擊，好幾個月都不能恢複正常。
１９６４年３月３日，亞利桑那州的圖森市也遭受了一場罕見的暴風雪的襲擊，同時也發生了一種更為罕見的放電現象。在整個下雪過程中，在這座城市的上空不斷出現一種短暫的“閃光”現象，每次間隔的時間大約為１５～２０秒。這次放電有許多奇異的特征，它是一種單一出現的短暫“閃光”現象，不像通常閃光那樣往往伴隨著一種忽隱忽現的閃動，也不像普通閃電進行的那樣激烈、迅猛，也看不出它們與周圍籠罩著的一個黑暗陰影形成界限分明、強烈的對比。另外，當這種閃光出現時，沒有聽到過一次雷聲，同時也沒有發現它與無線電中出現的靜電幹擾兩者之間有任何關係。這種閃光是從一些在地麵上或十分接近地麵的地方產生的，把飄落的雪花和雲層照亮了。
１９７１年５月１１日，在美國新墨西哥州東南白沙的一片石膏岩沙丘地帶，人們也發現了一次有趣的放電現象。這是一個狂風大作的天氣，正當強風把沙石漫天吹起的時候，從沙丘頂部一直往上到它上麵幾米的上空這樣大的範圍內，都可看到電火花現象出現。這些電火花沿著直線向上延伸，看不出有任何分岔現象，通過儀器看到，這時有非常劇烈的電場梯度變化，其變化量的極性有正向的，也有負向的。
對這種奇怪放電現象，人們做出了各種各樣的解釋。
對１９７１年新墨西哥州發生的那次放電現象，有人分析，是由於某些電流通過空間電荷管狀區，引起空間電荷密度的相應突變而出現的。
對１９６４年發生在亞利桑那州的那次放電事件，有人做過這樣的分析，在濕潤的雪花上，存在著相互隔離，以小阱方式存在的電荷被帶到地麵，在這場暴風雪進入尾聲時，最後把空間電荷耗盡了，便形成了這種放電現象。
要想對這種放電現象做出令人滿意的解釋，還需掌握更多的有力證據。
24.令人驚歎的自然現象
次聲之謎
１９４８年２月的一天，一艘荷蘭貨船正航行在馬六甲海峽的海麵上。傍晚前後，突然有一股強風暴襲來，吹得貨船不住地在海麵上顛簸搖蕩。風暴過後，貨船的甲板上再也沒見到一個活動的人影，隻是從機艙中不斷傳來有節奏的轟鳴。船徑直地朝一個方向駛去，一直頂到Ａ國的海岸上，再也不能前進了，然而發動機還在不停地鳴響著……
Ａ國的邊防人員見此情景，都感到困惑不解。有人猜想：莫非所有人員都睡著了，還是……他們很謹慎地登船一看，果然所有船員都臥倒了，橫七豎八地躺在不同的地方。有人大聲呼喊，這些人都毫無反應。又有人把手伸到船員的口鼻部，發現氣息全無，觸摸胸部，不見心跳。嗬，全都死了！
邊防人員立即將此事向有關當局報告，並請來法醫查找死因。醫生們對所有死者進行了仔細檢查，沒有發現任何外傷和任何中毒症狀。醫生們認為：船員們的死亡同心髒病突發者的死亡狀況十分相似。但轉而一想，這可能嗎？回答顯然是否定的。因為這些船員絕對不可能因心髒病同時發作而死亡。那究竟是什麼原因造成這一慘案呢？這個問題在很長時期內都沒有找到答案。於是這一震驚全球的海上慘案，又為這個世界增加了一個不解之謎。
真是“一波未平，一波又起”。後來有一天，有人到匈牙利的包拉得裏山洞去旅遊，剛踏進洞口裏麵那十分狹長的通道，就發現地上躺著三具來曆不明的屍體。嚇得旅遊者們失聲叫了起來，趕緊回去報告。經查證，發現死者是三個旅行家。可是醫生沒有從死者身上找到任何謀殺或自殺的跡象，在很長時期裏也沒有找出死因。
隨著近代科學技術的發展，這兩個“不解之謎”終於被科學家們解開了，原來都是那個看不見、摸不著的“凶手”——次聲作的案。馬六甲海峽慘案是由於海洋上的風暴產生的高強度次聲所致；山洞中的三名旅行家是由於氣壓劇變時產生次聲而致死。
次聲是一種低頻率的聲音，人們的語言頻率一般在３００～５０００赫茲之間。聲頻超過二萬赫茲的叫超聲，低於２０赫茲的叫次聲。超聲和次聲人們都聽不到。次聲的穿透力很強，在空氣中能以１２００多千米的時速傳播。次聲能使人煩燥不安，精神沮喪，甚至錯亂癲狂。次聲還能使人頭暈目眩、嘔吐惡心、全身痙攣或四肢麻木。低於７赫茲的高強度次聲對人體有致命危害。例如：法國的一個次聲研究所，有一次在進行次聲試驗時，因技術上的差錯，讓次聲泄漏出去，致使十裏地之外的３０名無辜居民，頃刻間全部死亡。
為什麼高強度、低頻率的次聲能使人致死呢？歸根結底還應該說是“共振”。人體肌肉、內髒器官都有其固有的振動頻率，當這種較低的固有頻率與次聲波的頻率相同時，就會發生共振，產生較大的振幅和能量，從而造成人體結構的巨大破壞而死亡。
自然界的次聲波來源於多方麵，如太陽磁暴、流星撞擊、風暴、大海咆哮、火山噴發、雷鳴閃電等。各種人造機構也能成為次聲源，如原子彈爆破、運載火箭的發射、鼓風機、真空泵、柴油機等。
因此，人們在防止噪音對環境汙染的同時，還必須注意防止這種聽不到的次聲對人體的危害。
海市蜃樓
山東省北部的蓬萊縣，自古有著“蓬萊仙境”的美名。古書上把蓬萊稱為海上神山，民間傳說中的“八仙過海”，就在此地。秦始皇為尋求海上神仙和長生不老的藥，也曾到過這裏……。當然這些都是神話傳說，但與蓬萊的風景確實迷人，又多海市蜃樓的奇妙景象是有著直接關係的。
蓬萊縣城北有座丹崖山，山崖壁陡，三麵臨海，山頂上雄踞著著名的蓬萊閣，登上閣樓可俯視無垠的大海，是觀賞海市蜃樓奇景的理想地方。
所謂海市蜃樓，就是在春夏之交或夏末秋初時，每當雨後初晴，或風和日麗晴朗少雲天氣裏，會在遠處海麵的半空中，突然呈現亭台樓閣，山巒起伏，樹木叢叢，行人車輛等奇妙的幻影，宛如身臨仙境。過一段時間幻影突然又消失得無影無蹤。
其實海市蜃樓是一種幻景，是一種大氣光學現象引起的。在春夏季節，白天海水溫度比較低，下層空氣受水溫影響，較上層空氣為冷、密度大，而上層空氣密度小。當陽光穿過這種空氣層時，就要發生折射和反射，下層密度大的空氣就像一麵鏡子一樣，把地麵景物反射在半空中。就會出現奇妙虛幻的景致。例如，蓬萊縣北部海麵上的廟島群島，在夏季白晝海水溫度低，空氣出現下密上稀的差異，所以在蓬萊縣常可看到廟島群島的幻影。宋朝時候的沈括曾有記載：“登州（即現在的蓬萊）海中時有雲氣，如宮室台觀，城堞人物，車馬冠蓋，曆曆可睹。”因為當時人們無法解釋這種現象，就把蓬萊和“仙境”聯係起來了。