第七章

哈哈鏡

哈哈鏡逗人笑。在這個哈哈鏡前,自己的像變得細小瘦高;在那個哈哈鏡裏,又變得矮小粗胖。還有的,頭小身子大;要不又反過來,頭大身子小……總之,哈哈鏡的像都發生了變形。讀者們在哈哈大笑以後,一定注意到哈哈鏡有個共同的特點,不平。同一塊哈哈鏡上,往往有一部分凸出來,而另一部分又凹進去。

在這裏,我們還可以提醒大家,哈哈鏡裏的虛像變化隻有兩個基本類型。放大和縮小。現在,請你思考一下。哈哈鏡為什麼會變出許多不同的虛像來!

一麵哈哈鏡往往包含著三種鏡子。一種是平麵鏡,鏡中的人像與真人大小相等,我們平常用的鏡子就是平麵鏡。另一種是凸麵鏡,鏡中的虛像是縮小了的像,汽車駕駛室旁的反光鏡就是凸麵鏡。還有一種是凹麵鏡,人與凹麵鏡的距離小於一倍焦距時,成為放大的虛像,顯微鏡的反光鏡就是凹麵鏡。

如果平麵鏡和凸麵鏡結合,製成直立的圓柱形鏡麵,直立的高是平直的,而橫方向的寬卻是一個凸麵。這時候照出來的像,高矮不變,寬窄卻縮小,整個人像就成了一個瘦高條。

把三種鏡子做在一塊鏡麵上,變化就更多了。當人站在鏡前,各種鏡麵都按各自的成像規律成像,人的不同部位分別成為放大或縮小不同倍數的像。由於鏡麵是連接在一起的,所成的人像也是一個整體,哈哈鏡中就成了多變的畸形人像。

物體不但平動的時候有慣性,轉動的時候也有慣性。比如,花樣滑冰運動員在冰上作旋轉動作,兩腿停止用力以後,身子還能疾速地轉個不停。這就是轉動慣性,芭蕾舞演員也常常利用轉動慣性,使身子旋轉起來。

進一步觀察,我們還會發現在運動的過程中,轉動慣性以大小是可以改變的。花樣滑冰運動員在旋轉的過程中,速度可以加快,也可以放慢。運動員收攏雙臀和懸著的那條腿,轉動速度就加快;平伸雙臀,腿也伸開,轉動速度明顯地慢了下來。

你知道這是什麼原因嗎?

平動物體慣性的大小僅與物體質量有關,質量大慣性也大,質量小慣性也小。轉動物體的慣性,不但與質量的大小有關,而且與質量的分布有關,質量分布離轉動軸遠,慣性就大,質量分布離轉動軸近,慣性就小。

花樣滑冰運動員旋轉的時候,兩臀平伸,伸開一條腿的時候,身體的一部分就移到離轉動軸比較遠的地方。轉動慣性增大,旋轉速度就慢;收攏雙臀和腿的時候,這部分質量就轉移到離帶動軸比較近的地方,轉動慣性減小,旋轉速度就明顯地加快。

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。

貓高空摔下不死之謎

常聽說:“貓從幾層高樓上摔下來啦!但沒死。”這是什麼原因呢?美國有個獸醫學會研究了這種現象。

它們分析了132隻貓,分別從6米到100米高度摔下,能活下來的占90%。另外,在20米高度以內,隨著高度的增大,死傷率越大。超過20米高度,隨高度增加,死傷率反而減少。是什麼原因呢?

第一個原因是,貓善於上樹,它有非常完善的平衡係統——位於它的內耳。如果將它四腳朝上,從高處放手,可以看到,一瞬間它就能翻過身來,落地時總是四腳著地,很平穩不易受傷。而人體則沒有這完善的反射功能。人跌落時,在空中打轉,而且總是頭或者腳著地,能生還者是罕見的,除非摔到泥漿中或掛在樹上。

其次,貓還有另一個功能,就是在跌落過程中,身體形成降落傘形,對空氣形成一個阻抗麵,降低了下降的速度,同時它的爪子向外分開,從而便減弱了落地的衝撞。在20米以上高空跌落時,貓可以進行滑翔,因此也就更加安全。

球形閃電

閃電有多種形狀,其中樹枝形閃電是人們最常見的,但偶爾也能見到一種球形閃電,這種閃電神秘莫測,引起了人們的極大興趣。

1963年3月的一天,美國東方航空公司539號班機,正從紐約飛往華盛頓,機艙裏隻有兩個人,一名乘客和一名空中小姐,他們倆分別坐在走廊兩側,正在打瞌睡。他倆被飛機的劇烈抖動驚醒,四下一看,發現在機艙門口有一個圓形的火球,顏色白色偏藍,直徑大約20厘米。不一會,火球便沿著機艙走廊向後滾動,來到機艙後麵廁所門口時,便突然消失了。

有一天,法國科學家費拉馬利昂正呆在家裏,不知打哪裏跑出一個亮閃閃的火球,一直滾到他的腳邊。他急忙躲開,可沒想到這個火球竟步步緊逼,順著他的腳跟往身上爬,爬過頭頂,又升到屋頂,然後又無聲無息地鑽進了煙囪。緊接著便聽到一聲沉悶的爆炸聲,煙囪坍塌了,火球也隨之消失。

在前蘇聯的一個集體農莊裏,有兩個小孩正在牛棚的屋簷下避雨。他們突然發現牛棚前的一棵白楊樹上,有個橙黃色的火球在樹枝上跳來跳去,後來跳到地麵上,直向牛棚滾來。火球就像燒紅的鋼水,火星四濺。兩個孩子嚇得大氣都不敢出。當火球跑到他們跟前時,年紀小點的孩子踢了它一腳,隻聽見轟隆一聲,火球爆炸了。兩個孩子被這一聲巨響震倒在地,奇怪的是一點也沒傷著,關在牛棚裏的12頭奶牛隻活下來1頭。

在美國一個名叫龍尼昂維爾的小鎮,還發生過二起球狀閃電鑽進一家人的冰箱,把裏麵的鴨子燒熟了,把菜和蛋也給煮熱了。可它是怎樣鑽進冰箱的?怎樣把冰箱變成了電烤爐,把裏麵的食品都給弄熟了?更離奇的是,冰箱不但沒有損壞,而且還可以照常使用。這些都太費解了。

許多科學家把自己的目光投向了球形閃電,有人還為它獻出了生命,這個人就是俄國科學家裏奇曼。他試圖像富蘭克林那樣,用風箏進行試驗時,結果一個拳頭般大小的淡藍色火球,悄悄飛到他的臉上,隨後便爆炸了。裏奇曼隨著爆炸聲倒在了地上,再也沒有起來。球形閃電在他的前額上留下了一個紅斑,還在他一隻鞋底上打穿了兩個洞。

這並沒能阻止人們對球形閃電的研究。一個偶然的機會,前蘇聯大氣物理學家德米特裏耶夫采集到了球形閃電經過地方的空氣樣品,經分析,樣品中的臭氧和二氧化氮都超過了正常值。但是,臭氧和二氧化氮並不能完全解釋為什麼球形閃電要比線形閃電持續的時間多得多,這種閃電的能量怎麼來的。

後來,前蘇聯科學家斯米爾諾夫對球形閃電又提出了一個新的觀點,認為火球的能量與臭氧有關。臭氧集中的地方,空氣中溫度就會急劇上升,於是便出現了火球,火球內部的溫度大約在150—2000℃之間,在這樣高溫下的氮分子非常活躍,與氧的相互作用而生成二氧化氮。二氧化氮不像臭氧那樣不穩定,即使在2000℃的高溫下,它也是穩定的,這就是球形閃電比線形閃電持續時間長的原因。但這種觀點還未得到科學界的普遍認可。

接下來還有火球為什麼會發光的問題。有人認為是有種氣體落入臭氧中,加速了它的分解,從而引起發光。但這種氣體到底是個什麼東西,它又是如何加速臭氧的分解而引起發光,這仍是一個未解之謎。

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。