探索百科

內(nèi)容概要

本書是專為中國青少年傾力打造，內(nèi)容涉及宇宙、地球、人與環(huán)境、微生物、自然奧秘與規(guī)律、動物·植物等6個部分，并增收了近年來各領(lǐng)域取得的最新成果，科學(xué)性、知識性和趣味性并重。    全書用簡明的編寫體例、生動流暢的語言和豐富精美的彩色插圖，形象、直觀地向青少年展示了多個領(lǐng)域內(nèi)的知識，新穎的版式既增加了信息含量，又使頁面生動活潑，使青少年在充滿趣味的閱讀中愉快地增長知識、開闊視野。這對提高青少年的綜合素質(zhì)具有極大的幫助作用。

書籍目錄

宇宙  宇宙是怎樣產(chǎn)生的  宇宙為什么在不斷地膨脹  宇宙中真的存在反物質(zhì)嗎  銀河系的結(jié)構(gòu)是什么樣的    什么是黑洞  金星探奇    木星上有生命嗎   土星與神奇的土星光環(huán)  發(fā)現(xiàn)海王星與冥王星  水星上有什么  隕石來自何處  宇宙中存在外星生命嗎地球  地球是怎樣誕生的  如何測定地球的年齡  地球的大小怎樣測定  火山爆發(fā)有規(guī)律嗎  地球上的水來自何處  美麗的海底”花園”  探尋夏威夷群島的成因   從來歷不明的石頭中發(fā)現(xiàn)冰川運(yùn)動的歷史  神奇的極光  龍卷風(fēng)為什么有如此神奇的威力   冰雹是怎樣形成的 人與環(huán)境  關(guān)于地球是否存在“溫室效應(yīng)”的爭論  如何保護(hù)臭氧層  氧氣會不會被耗盡  “死水”怎樣變成“活水”   “鈍頭與尖頭”：哪一種避雷針避雷效果更好  如何讓海水變成淡水    ……微生物自然奧秘與規(guī)律動物·植物

章節(jié)摘錄

插圖：“鈍頭與尖頭”：哪一種避雷針避雷效果更好主要人物：富蘭克林時間：1752年7月事件：為揭開雷電奧秘，富蘭克林在雷雨天氣做了著名的“風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”。避雷針的發(fā)明使人們對雷電不再那么恐懼，但有關(guān)鈍頭與尖頭避雷針哪一種避雷效果更好的爭論卻成為科學(xué)史上的一件趣事。這件也許是科技史上獨(dú)一無二的事發(fā)生在18世紀(jì)。富蘭克林(1706～1790年)是美國著名政治家、科學(xué)家。1750年，他在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)了著名的“尖端放電”現(xiàn)象：用尖頭的金屬體靠近已貯存電荷的萊頓瓶鐵桿時，其間閃現(xiàn)的電火花比圓鈍的金屬棍產(chǎn)生的電火花強(qiáng)烈。當(dāng)時，人們還沒有發(fā)明電池和發(fā)電機(jī)，都是用起電機(jī)給萊頓瓶充電的方法來貯存電荷的。在1752年7月，富蘭克林和他的兒子在費(fèi)城做了一次震撼18世紀(jì)電世界的“風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”(也叫“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”)——將天上的“閃電”引下來做各種實(shí)驗(yàn)。在揭開雷電的奧秘之后，富蘭克林便致力于避雷針的研究工作。他研究了1個多月后，就試驗(yàn)了西方第一根避雷針：1根尖端向上的、長幾米的鐵桿被絕緣體固定在高層建筑的頂部，1根粗導(dǎo)線拴在鐵桿下端與大地相連。當(dāng)雷電來臨，電流就通過鐵桿被導(dǎo)入大地，房子則完好無損。他還做了許多這種避雷針分給鄰居和朋友試用。起初，這種尖桿避雷針的試用并不順利，但后來尖桿避雷針很快在西方得到推廣。避雷針最先傳入了英國，當(dāng)時的英國國王喬治三世是一位與富蘭克林同時代的物理學(xué)家。他認(rèn)為富蘭克林的尖頭避雷針不好，因?yàn)檫@樣會“招雷”而不安全。避雷針應(yīng)該做成鈍頭的形狀，這樣才可以“避雷”。這恰好與富蘭克林用“招雷”的方法來避雷的理論正好相反。一方面，富蘭克林是電學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威，避雷針的發(fā)明者；另一方面，喬治三世是至高無上的國王。兩種論斷各有擁護(hù)者，于是“鈍頭與尖頭”的爭論從18世紀(jì)中葉開始就在西方科學(xué)界激烈地展開了。就在雙方討論仍在進(jìn)行的時候，人們不止一次地發(fā)現(xiàn)，裝有尖頭避雷針的建筑物，有時仍然會遭受雷擊。例如，裝有尖頭避雷針的紐約著名的帝國大廈平均每年遭受23次雷擊。其實(shí)，早在1876年，英國麥克斯韋就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，尖頭避雷針不一定有好的避雷效果。到底是“尖頭”好還是“鈍頭”好，“拒雷”對還是“招雷”對呢？人們對這個問題研究了兩個世紀(jì)。有趣的是，在東方的中國，其與避雷針有類似性質(zhì)的避雷裝置也采用尖端狀的頂，且沿用無數(shù)朝代，因此許多人都認(rèn)為這種形狀的避雷效果才最好。到了20世紀(jì)，美國物理學(xué)家莫爾對避雷針形狀進(jìn)行了20年的研究后，證實(shí)了鈍頭避雷針的“招雷”效果比尖頭的好。他的方法是：讓氣球在暴風(fēng)雨中升空，分別用帶尖頭和鈍頭金屬棒的小火箭去觸發(fā)閃電。他還在多雷的山區(qū)，對鈍頭和尖頭避雷針的“避雷”效果進(jìn)行了16年的觀察。觀察結(jié)果證明了英國國王喬冶三世的鈍頭避雷針效果好于美國富蘭克林的尖頭避雷針。他在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中觀察到：尖頭的避雷針自身從不遭受雷擊，但處在它錐形保護(hù)傘內(nèi)的物體卻常常遭受雷擊。這表明尖頭避雷針只是自身的避雷效果良好，對錐形保護(hù)區(qū)內(nèi)的事物卻沒有很好的保護(hù)功能。但鈍頭避雷針卻完全不同，它雖屢遭雷擊，但因自身接地良好而不受損害。而且，以它為頂點(diǎn)的一個錐形區(qū)域保護(hù)傘內(nèi)的物體，也能免遭雷擊。在猛烈的雷電襲擊時，它既能自身保存完好，又能有效保護(hù)周圍事物。不過，喬治三世的“拒雷”理論卻是錯誤的。因?yàn)楸芾揍樀墓ぷ髟矶际浅洚?dāng)空中積累起來的電荷的釋放通道，所以無論是尖頭避雷針還是鈍頭避雷針，都只能“引”或“招”，而不能“拒”。這很有點(diǎn)像大禹治水的策略：疏通九河，而不是堵拒洪水。莫爾的實(shí)驗(yàn)還進(jìn)一步說明了鈍頭避雷針“招雷”效果好于尖頭的原理：尖頭金屬棒的電場在尖端點(diǎn)附近很近的地方明顯強(qiáng)于鈍頭金屬棒的電場，但只要再往上約5厘米，鈍頭金屬棒的電場就比尖頭的強(qiáng)1.5～2倍，而且越往上去，差別就越明顯。因此，鈍頭避雷針更有利于形成雷電的通路，使空中的電荷更容易釋放，即“招雷”的效果比尖頭避雷針更好。但是，也不是避雷針越“鈍”越好。莫爾的結(jié)論是：直徑2.54厘米已經(jīng)足夠。他還說：“我寧愿把它做成球形?！睜幷摻Y(jié)束了，但雙方誰是最后的勝利者呢？富蘭克林“引雷”對，“尖頭”避雷錯；喬治三世“拒雷”錯，“鈍頭”避雷對。最后的結(jié)果卻是應(yīng)用“鈍頭”“引雷”能取得更好的避雷效果。小問答：外出時遇到雷雨天氣應(yīng)該怎么辦？如果外出日寸不巧遇到了雷雨天氣，千萬不要跑動，而是要原地停下來。因?yàn)橐粋€擊中樹木的閃電，通過其在地下傳播的巨大電能，會危及在樹木附近跑動者的安全。由于電能隨著擊中點(diǎn)的距離增加而逐漸減弱，所以有可能使跑動者一只腳上的電壓高于另一只腳。這種跑動電壓，會在體內(nèi)釋放，因?yàn)樯眢w的導(dǎo)電性能要強(qiáng)于大地。另外，也不要并起雙腿，蹲在地上低凹處，因?yàn)檫@樣做，會使電流在身體內(nèi)通過，也比較危險。

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