奇妙的長度

前言

從很小的時候，我們就習慣于通過數(shù)量來認識和比較身邊的事物，如幾輛玩具車的大小和它們運動的快慢；我們幾歲了？熱不熱、冷不冷？等等。我們甚至不曾設想過離開數(shù)量的世界會是個什么樣子。其實，世界就是世界，它客觀地存在著，數(shù)量是自我們的祖先起始的人類為了認識、比較和描述世界、為了交流，而采用的方法。然而。數(shù)量卻真的很神奇，沒有數(shù)量的世界連在一起，難解難拆；一用上數(shù)量，世界便清晰起來了。好像我們學會使用的數(shù)量越多，世界便越清晰了?？茖W家們也通過數(shù)量來描述自然界中的各種物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)，如宇宙的尺度、元素的半衰期、電子的質(zhì)量、大氣的溫度。

內(nèi)容概要

“數(shù)量中的科學”這套叢書，以與我們普通人關系密切、在日常生活中常用到和體會到，或靠日常經(jīng)驗能夠比較好地理解為標準，選擇四個基本量——長度、質(zhì)量、時間、溫度為主題，通過對自然科學中大到宇宙星系、小到亞原子粒子的各種事物所涉及到的數(shù)量及其相關知識進行描述，形成了《奇妙的長度》、《奇妙的質(zhì)量》、《奇妙的時間》、《奇妙的溫度》這樣4本書。本書為其中之一的《奇妙的長度》分冊，講述了長度的故事。

書籍目錄

10（9次方）億光年  宇宙半徑13.7億光年  宇宙大尺度結(jié)構“星系長城”的長度400萬光年  “本星系群”空間區(qū)域范圍10光年  宇宙大爆炸產(chǎn)生時引力波的波長4.22光年  比鄰星到太陽系的距離1天文單位  太陽到地球的距離500萬千米  未來建在太空中的引力波觀測臺的探測臂長750萬千米  離地球最近的一顆近地小行星與地球的距離38.4萬千米  地球到月球的距離，299792.4千米  光每秒行進的距離12.8萬千米  人類首次環(huán)球海洋考察的航程6.4萬千米  全球性大斷裂谷長度1.27萬千米  地球的直徑11000千米  美國X－43A實驗飛機的最高飛行時程4000千米  首次進行聯(lián)網(wǎng)的兩臺計算機間距離1956千米  青藏鐵路全長1000千米  大氣層的高度581千米  日本磁懸浮列車的最高時程574×8千米  法國TGV列車的最高時程300千米  首條長途電話線路的長度160千米  古羅馬時代馬拉驛車每天的行程150千米  氫燃料電池車的最高時程64.4千米  第一條電報線路長度40千米  未來國際直線對撞機的長度27千米  大型強子對撞機隧道的長度11034米  大洋最深處馬里亞納海溝的深度8844.43米  珠穆朗瑪峰的高度8400米  “阿基米德”號深海潛水器首次潛入波多黎各海溝時的深度7千米  日本“地球號”海洋探測船海底鉆探的深度6千米  世界上第一輛汽車的時程3729米  海洋的平均深度2500米  北半球最大的水下中微子望遠鏡在海水中的深度2000米  氫分子在室溫下平均每秒移動距離1600米  人類首次乘熱氣球飛行的距離1520米  南極中微子探測器陣列位于冰面下的深度541米  紐約自由塔高250米  最早的無線電報的傳輸距離175米  三峽水庫的正常蓄水位34米  最大動物藍鯨的身長7米  成人小腸的長度3米  精確制導炸彈的精確度3米  宇宙線能穿透的鉛的厚度1米  光在真空中1/299792458秒的時間間隔內(nèi)所行進路程的長度0.5米  全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的最高定位精度0.27米  世界上第一臺回旋粒子加速器的磁極直徑4厘米（4.0×10-2m）  人類染色體中DNA分子伸展后的平均長度4厘米（4×10-2m）  大西洋兩岸每年相互分離的距離1厘米（1×10-2m）  喜馬拉雅山每年隆起的高度200微米（2.0×10-4m）  生物芯片微矩陣點的直徑100微米（1.0×10-4m）  真核生物體內(nèi)細胞的直徑100微米（1×10-4m）  目前最薄的電子紙的厚度10微米（1.0×10-5m）  人類胚胎干細胞的直徑2微米（2.0×10-6m）  大腸桿菌細胞的平均長度3.5微米（3.5×10-6m）  幽門螺桿菌長度750納米（7.5×10-7m）  紅光的波長200納米（2×10-7m）  現(xiàn)代光學顯微鏡分辨的最小極限100納米（1.0×10-7m）  禽流感病毒顆粒的直徑10納米（1.0×10-8m）  DNA分子的大小7納米（7.0×10-9m）  細胞膜的厚度2納米（2×1O-9m）  X射線的波長0.16納米（1.6×10-10m）  金原子的半徑1皮米（10-12m）  電子顯微鏡的最大分辨能力1皮米（10-12m）  γ射線的最小波長300皮米（3×10-14m）  金原子核的半徑1.32飛米（1.32141×10-15m）  質(zhì)子的康普頓波長10-19米  1IGO引力波觀測儀的理論測量精度

章節(jié)摘錄

插圖：不動的星空背景，選定一顆位置有微小移動的恒星，以地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的直徑作為底邊的長度，每隔半年即在底邊的兩端分別觀測它一次，測量出它在這段時間內(nèi)相對星空背景的微小移動角度——天文學家稱之為“周年視差”，再運用三角學原理，求出這顆恒星與我們的距離。1837年，德國天文學家貝塞爾用這種方法，首次測量出一顆名為“天鵝座6l”的恒星周年視差為0.31角秒，距離我們大約有100萬億km。由于用萬億km作單位來衡量恒星距離很不方便，天文學家就改以光在一年中走過的距離作為新的單位，1光年約為9.46萬億km。這樣算來，天鵝座61距離我們約為11光年。自從18世紀末人們發(fā)明熱氣球和氫氣球后，它們很快就被用于高空探險。20世紀30年代，帶有密封吊艙的氣球?qū)⑷藥У搅?0 km的高度。而到了60年代，載人氣球最高升到35 km，不載人的氣球最高升到46 km?？茖W家發(fā)現(xiàn)，在距離地面11 km的高度以下，氣溫由下而上逐漸下降，也就是說，隨著高度的升高，氣溫逐漸降低，其中空氣的流動主要是上升和下降的對流運動，故將其命名為對流層。11～32 km之間，氣流平穩(wěn)，氣溫幾乎恒定，命名為平流層。再往上，溫度便開始逐漸升高。此外人們還發(fā)現(xiàn)，在平流層中2萬～3萬m高的范圍內(nèi)，氧分子在太陽紫外線輻射的作用下，形成一種叫做臭氧的分子，因此科學家稱其為臭氧層。它可以吸收陽光中的紫外線，像屏障一樣保護地球生物不受傷害。20世紀50年代，科學家利用攜帶有遙測儀器的探空火箭了解平流層以上高層大氣的情況，發(fā)現(xiàn)在平流層以上，溫度隨高度增加而逐漸上升，在50 km時達到最高值，即一l0℃左右，然后又再次下降，在85 km高度達到最低值，即一90℃。后來將這一區(qū)域稱為中間層。在中間層以上，稀薄空氣的密度只有海平面大氣密度的10萬分之幾，氧氣大多分解為氧原子。當陽光照射這里時，紫外線被氧原子大量吸收，使得氣溫再次隨高度增加而逐漸上升，最高可達到1 000℃。所以科學家稱這里為熱層。科學家還發(fā)現(xiàn)，由于熱層以上的大氣溫度很高，氣體分子大量電離，成為離子和自由電子，因此稱其為電離層。電離層能夠反射地面發(fā)射的電磁波。

編輯推薦

《奇妙的長度》：數(shù)量中的科學叢書。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    奇妙的長度 PDF格式下載

---