第三章學生物理科學興趣培養3(3 / 3)

自導魚雷是靠它的“大腦”來操縱掌握方向的垂直舵。控製上浮、下潛的橫舵。魚雷有了音響自導係統,像長了敏銳的眼睛和耳朵一樣。隻要在它的有效距離內,就能自動發現和跟蹤從海上或水下來犯的敵艦艇,並把它炸沉海底。

20.艦炮為何能在風浪中打中目標

海軍戰士,以海為家,“不管風吹浪打,勝似閑庭信步”。他們不僅要戰勝暈船,適應海上生活,還要在搖擺的艦艇上,穩、準、狠地打擊敵人。

炮要打得準,首先要瞄得準。陸地火炮炮架平穩,瞄準手從瞄準具中,比較容易對準和跟蹤目標。而艦艇在風浪中搖擺,‘艦炮的炮架也跟隨艦艇搖擺,怎樣才能打中目標呢?

原來,在艦炮的兩邊有兩個瞄準具,還有兩個可以上下或左右轉動炮身的瞄準機。艦炮打得準不準,主要靠兩個瞄準手,不管艦艇怎樣搖擺,隨時轉動瞄準機,從瞄準具中緊緊盯住敵艦,及時地擊發。

在現代艦艇上,通常都有能使自動計算和控製艦炮瞄準射擊的儀器,這種儀器叫做艦炮射擊指揮儀。射擊指揮儀由炮瞄雷達、計算機和帶動火炮轉動的執行機構等組成,有了它,艦炮就可以自動瞄準了。人們把炮瞄準雷達的天線裝在艦艇的“穩定瞄準部位”上,不致受風浪的影響,始終保持水平。

這是為什麼呢?

原來,射擊指揮儀係統中有一個水平儀,它主要由兩對電動高速轉子組成。一對轉子的轉軸與艦艏艉線平行;另一對轉軸指向艦艇正橫(與艦艏艉線垂直)的方向,都是水平的狀態。當轉子高速旋轉時,水平儀的底座雖然跟隨艦艇搖擺,但轉軸依然保持原來的水平指向。它隨時可以測出艦艇橫搖和縱搖的大小。經過電信號的傳送,控製“穩定瞄準部位”保持水平穩定。隻要雷達一發現目標,不管風吹浪打,都能緊緊“咬住”目標,並自動跟蹤瞄準。再通過傳動係統,不斷地將測得的目標坐標送到射擊指揮儀的計算機,計算機可以根據各種儀器傳來的我艦艦向、航速和水平儀送來的搖擺角,進行搖擺修正,計算出射擊要素,並將這些要素送到執行機構,執行機構將電信號變成機械轉動,帶動火炮旋回和俯仰,使火炮每時每到準確地跟蹤瞄準目標。艦炮上還有自動運彈、裝填、退殼等機械,利用這些自動化設備,從發現目標開始,隻需要十幾秒鍾就能進行反擊。這就大大地縮短了武器的準備時間,以便對付敵人現代快速的襲擊兵力和兵器。

21.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。

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。