游戏中的科学- 第3部分

磁力49。会动的铅笔

　　　　　　　　
　　　　把一支带棱的铅笔放置在桌子上，然后在它的上面再放一支圆形铅笔，使其在上面保持平衡。用一块强磁铁小心接近铅笔尖，铅笔就会转向磁铁。　　　　
　　　　铅笔中的石墨确实被磁铁所吸引。吸引力虽然弱于铁器，但原理是一样的：石墨中的微小的原始磁颗粒，本来排列混乱，通过强磁铁的磁场使其有序排列，出现南北两极　—　随之被吸引。


磁力50。磁力线图像

　　　　　　　　
　　　　取一张图画纸，放在一块磁铁之上　—　你已经知道如何制造一块磁铁　—　上面撒上锉铁物时落下的铁屑。轻轻敲打图画纸，上面就会出现一幅磁力线图像。　　　　
　　　　铁屑有序地排列成弧状线条，显示出磁力作用的方向。这幅磁力线图，你也可以把它保留下来。把图画纸浸入蜡烛溶液中，然后让其冷却。把铁屑撒在上面。磁力线图形成以后，可拿一把烧热的熨斗，接近画面，图像即可固定下来。


磁力51。做一个水罗盘

　　　　　　　　
　　　　用一块永磁铁磁化一枚4　cm长的细铁针，做法是用磁铁两极分别摩擦铁针的上下两个部分。剪一块泡末塑料圆盘，把针横插进去。　　　　
　　　　在水中，罗盘始终朝向南北方向。铁针每次均同包围地球两极的磁力线保持平行。在不干胶标签上画一个方向标志，罗盘遂趋于完善。你只需要把它摆放在水中就行了。


磁力52。磁鸭子

　　　　　　　　
　　　　剪两只纸鸭子，每只鸭子都插上一枚磁化的大头针。把纸鸭子插到软木盘上，放入装满水的盘子里。开始时它们做着弧形运动，然后就嘴部或头部相互贴近，转向东西方向。　　　　
　　　　鸭子相互接近沿着磁场路线。它们的运动来自各种力量的影响：相反磁极的吸引，同样磁极的排斥，以及地磁场的作用。最好看的，是鸭子嘴部的磁力相互吸引。


磁力53。向极性

　　　　　　　　
　　　　磁化两枚钢大头针，让其针尖相吸。分别插入一块铅笔粗细约10　cm长的泡末塑料的两端。然后用一根缝衣针搭在两只玻璃杯上，使其完全保持平衡。把这个罗盘放置南北方向，它开始朝地面北方倾斜。　　　　
　　　　罗盘和宇宙围绕地球的磁场线持平行状态。它同平面的偏离，称为“倾角”。它保持在65度。同地球的极地，罗盘处于垂直状态，其倾角为90度。


空气54。潜水钟罩

　　　　　　　　
　　　　你可以把一块手帕放在水里，但它却不会湿。办法是把一块手帕紧紧塞在一只玻璃杯底部，然后把杯子倒过来朝下放入水中。　　　　
　　　　空气虽然是无形的，但它却是由细小的颗粒组成。倒过来的杯子里仍然有空气，它阻挡水进入杯中。然而，如果杯子更深入到水中，就可以发现，还是有一些水进入杯子。逐渐增高的水压，压缩了杯中的空气。供水下作业的潜水钟罩和沉箱，都是根据这个原理起作用的。


空气55。封锁空气

　　　　　　　　
　　　　把一只不太大的漏斗插入瓶口，周围用橡皮泥密封。把水倒入漏斗，水却进不了瓶中。　　　　
　　　　瓶中保留的空气阻挡了水的进入。另一方面，漏斗开口处前面的水分子的表面张力，也不让空气流出。用手指按住吸管的一端，把另一端插入漏斗。你只要一抬起手指，水立即就会进入瓶中。空气可以通过吸管外溢。


空气56。报纸上的空气压力

　　　　　　　　
　　　　把一块雪茄烟盒的盒盖板横向放在平滑台面边上，一半在台上，一半在台面之外。把一张完整的报纸覆盖在上面，展平并压实在烟盒盖和台面上。用拳头猛击伸出台面的盒盖板。盒盖随即折断，而报纸却纹丝不动。　　　　
　　　　打击下，盒盖板上只是留下细微的斜茬。盒盖板、报纸和台面之间形成的空间里，空气无法很快流通。因此形成低压，而上面正常的大气压，却像一个螺旋夹钳一样固定住盒盖板。


空气57。拐弯的风

　　　　　　　　
　　　　刮风天气，你如果站在广告柱后面，就会发现，这个圆柱是不能挡风的。你在这里划着一根火柴，它会马上被吹灭。你在家里可以做一个小试验来证明：在燃烧的蜡烛前面放一只葡萄酒瓶，你对着瓶子使劲吹一口气。蜡烛火焰立即就会熄灭。　　　　
　　　　气流到达酒瓶时，将分流而过，贴着圆柱形瓶体划过，然后在瓶后以几乎毫不减弱的劲力重新聚集。于是产生了一股旋风，冲向火焰。如果在蜡烛前面摆放两只酒瓶，当然就得用更大的力气，才能把蜡烛吹灭。


空气58。贝努利定律

　　　　　　　　
　　　　把一张半弯卷的明信片摆放在桌子上。你肯定会以为，如果使劲吹一下它的下面，明信片很容易就翻转过去。那你就试试吧！不管你费多大力气，明信片不但不抬起来，反而会更加牢固地抓住台面。　　　　
　　　　吹出的气使明信片下面产生低压，而外面正常的大气压却在上面压着明信片。18世纪的瑞士科学家丹尼尔·贝努利发现，气体的压力随着速度的加快而减弱。他的这个发现，对今天设计汽车有实际意义。


空气59。被俘虏的乒乓球

　　　　　　　　
　　　　把一只乒乓球放在厨房用的漏斗里，把大口斜向上方，使劲吹漏斗嘴。真是难以置信，没有人能够把乒乓球吹出漏斗以外去。　　　　
　　　　气流并不像我们以为的那样直接冲向乒乓球，而是分流从球和漏斗壁接触的侧旁挤过去。由于这里吹出的气流速度很快，所以其中的压力减弱，而从外面进来的正常大气压又把球紧压在漏斗里面。


空气60。空气的张力

　　　　　　　　
　　　　取两只瓷鸡蛋杯，列成一排，在前面一个杯里放一枚鸡蛋。深深吸一口气，垂直对着有鸡蛋的杯子边缘使劲吹气。鸡蛋会跳起来，一下子翻身跌到后边的杯子里。　　　　
　　　　鸡蛋表面大多是粗糙的，而瓷杯很少十分圆，总会留有空隙，气流可以通过这个空隙进入鸡蛋底下的空间。气流将在那里压缩，如果其张力足够的话，那么，鸡蛋就会像气垫船一样飘浮起来。


空气61。瓶式晴雨计

　　　　　　　　
　　　　在一只大口汽水瓶口上绷一块气球皮，上面贴一根干草棍，草棍下面别一根火柴杆。这样，一个简易晴雨计就做完了。把它放置在一个常温的阴凉墙壁旁，然后在墙壁上固定一个刻度盘。随着每日变化的气压，草棍一端会相应地上下移动。天气晴朗时气压较高，它就会压迫气球皮向瓶里凹去，指针则向上抬高。气压下降时，对气球皮的压迫减弱，指针则下滑。这和在一个真空罐中的薄膜通过杠杆和齿轮向一根指针传递运动的晴雨表是相似的。


空气62。降落试验

　　　　　　　　
　　　　把一张小纸片放在五个马克硬币上，然后让它们平行下降。出乎我们意料的是，硬币和纸片将同时落地。纸片在硬币的保护下没有遇到空气的阻力。　　　　
　　　　如果你让硬币和纸片分开降落，则较轻的纸片将遇到空气的阻力，而比硬币下降的速度慢很多。著名的意大利科学家伽利略，曾在大约400年前得出结论：只要没有空气的阻力，不同重量的物品将以同样速度下降。


空气63。反射的小纸球

　　　　　　　　
　　　　用手横拿一只空瓶子，捻一个小纸球放在瓶口处。尝试把小纸球吹进瓶中去。你会很奇怪，小纸球非但不进入瓶里，反而会朝你的脸喷射回来。　　　　
　　　　通过吹气，瓶中气压增高，而同时在瓶口产生了低气压。在气压取得平衡过程中，纸球就像气枪子弹一样反射了出来。


空气64。硬币作为活塞

　　　　　　　　
　　　　从冰箱里取出一只空葡萄酒瓶，用水沾湿瓶口。然后上面放一枚硬币，用双手握住瓶身。硬币就会上下运动一段时间。　　　　
　　　　瓶中的冷空气通过双手变温，开始膨胀，但不可能立即外泻。因为瓶口和硬币之间的水制止了它的外流。只有当瓶中的温度升高，使气压产生足够力量时，硬币才会变成了一个活塞，反复打开让少许空气外泻。


空气65。不怕风暴的硬币

　　　　　　　　
　　　　把三枚大头针插在木平台中央，然后把一个马克的硬币放在大头针头上。如果不知道这个试验的奥秘，就没有人能够把硬币从三条腿上吹下来。　　　　
　　　　气流无法触到硬币的薄片和光滑的边缘。它只能从硬币下面的缝隙中通过，因而减弱了气压，而上面的正常大气压却更结实地把硬币压在大头针头上。但如果你把下颚放在台面上，伸出下嘴唇向前吹去，气流将恰好直接吹到硬币下面，而把它吹掉。


空气66。火柴升降机

　　　　　　　　
　　　　并排摆在桌子上的若干支火柴，可以用呼吸搬运到火柴盒中。怎样做呢？　　　　
　　　　用嘴唇夹住火柴盒套，降在一排火柴上，然后深吸一口气！火柴将附在盒套上，就像是贴上一样，任凭你提起和运走。　　　　
　　　　通过吸气，盒套中的空气变得稀薄，产生了低气压。而外面的正常大气压却把一排火柴压迫在盒套底部开口处。如果你猛然吸一口气，甚至单独一根火柴也能被吸起来。


空气67。风动火箭

　　　　　　　　
　　　　在一只软塑料瓶的瓶盖上穿一个孔，插进一支较细的塑料吸管，把接口处用胶条密封起来。用一支可以轻易套在细吸管外面的较粗的吸管，做成一枚10　cm长的火箭。用纸三角贴上一个平衡器，箭头用橡皮泥捏成。把小塑料吸管插入火箭中，让管口稍插在橡皮泥里。使劲挤一下塑料瓶，火箭就可以飞出10米以外。　　　　
　　　　瓶中被压缩的空气，通过小吸管压向橡皮泥，并充满了火箭筒。火箭在压力下脱离瓶管，火箭筒中的压缩空气立即膨胀，向后喷射，形成反作用力，推动火箭向前飞行。


空气68。风中的陀螺

　　　　　　　　
　　　　在海边，孩子们发现了一个新游戏：刮大风时，让一个塑料桶盖在沙滩上滚起来，它立即就会被风抓住，有时可以向前滚动数千米。　　　　
　　　　桶盖这时就是一枚陀螺，在转动中寻求平衡。速度一减慢，重力倾向就会增强。然后就会倾斜，继续滚出一个螺旋形路线。位置越是倾斜，转动的圈子就越小，而桶盖的宽面就会被风抓住，风对斜面的压力就会增强：结果是桶盖重新直立，继续向前滚去，直到或许碰上了障碍才能停下来。


热、冷、冰69。瓶式温度计

　　　　　　　　
　　　　把有颜色的水倒入一只四角形瓶子里，然后用软木塞塞紧。软木塞上穿一个孔，插入一根吸管进去，一直插到瓶中的液体里。用胶条密封瓶口。当你用手握住瓶子时，吸管中的水就会上升。　　　　
　　　　被关在瓶中的空气，随着温度上升而膨胀，因为它的分子开始剧烈和快速碰撞，压迫水平面，使水进入吸管中，于是水平面显示出温度的差异。你可以参照真正的温度计，在瓶子上标出刻度。这个瓶式温度计就可以向你显示不同的温度了。


热、冷、冰70。连在一起的玻璃杯

　　　　　　　　
　　　　在一只空水杯中点燃一个蜡烛头，然后在杯口覆盖一张蘸了水的吸墨纸，再把另一只同样大小的玻璃杯倒扣在上面。几秒钟之后，杯中的蜡烛熄灭，但当你拿起杯时，却发现两只杯子已经连在了一起。　　　　
　　　　由于吸墨纸是透气的，所以蜡烛一直燃烧到两只杯中的氧气消耗完。其中的部分燃烧过并膨胀的气体外溢。火焰熄灭以后，气体迅速冷却并萎缩。于是在两只杯子中产生了低气压。外面正常的大气压把它们压迫在一起。


热、冷、冰71。风力探测仪

　　　　　　　　
　　　　用圆规在一张厚图画纸上画一个8cm　直径的圆盘，剪下来，在圆盘周围均匀剪八个3cm长的开口，然后把圆盘折成风车状。用一枚大头针把这个小风轮悬在一个纽扣形的磁铁上，这样你就可以看出室内空气流动的状况了。通过它的旋转不仅可以看到暖气上方的热气上升，而且还可以通过它的倒转感觉到冷空气的运动，比如在隔温较差的外墙附近。旋转越快，气流越强。由于是悬挂在一个敏感的磁铁上，所以任何一点微弱的空气流动都能测出来。


热、冷、冰72。水中的硬币

　　　　　　　　
　　　　把少许水倒入盘中，放入一枚硬币。怎么才能把它取出来，而手既不许接触水，又不许把水倒出来呢？　　　　
　　　　办法是：把一张纸片点燃，放入玻璃杯中，把杯子倒放在盘子里硬币旁边。玻璃杯中的水开始上升，最后全部进入杯中，让出了硬币。　　　　
　　　　纸片燃烧时，部分被加热而膨胀的空气从杯中溢出。杯子倒放后，因缺氧使火焰熄灭，杯中的气体冷却，因而压力下降；为保持气压平衡，外面具有正常大气压的空气想进来，于是把盘子中的水挤进杯中。


热、冷、冰73。墙壁上的风

　　　　　　　　
　　　　如果把室内墙上挂的画取下来，壁纸上挂画的地方常常会留有画框的痕迹。这些画框的幻影，特别在靠外的墙上格外清晰，这是怎么产生的呢？　　　　
　　　　这些暗色的痕迹表明，相应的墙壁同室外的隔温是很不好的。从暖气片上升并在室内流动的热空气，碰到墙壁即会冷却，顺着壁纸向地面运动。如果画框后面的墙壁温度很低，那里就会出现冷凝现象。从墙面掠过的空气，在冷却过程中留下部分湿气。空气中的灰尘则在此处随同留下，于是就形成了这个暗色的画框痕迹。


热、冷、冰74。气垫效应

　　　　　　　　
　　　　取一块光滑的托盘，斜放在一只竖立的火柴盒上。托盘上涂抹少许稀释的洗涤剂，让一只倒放的玻璃酒杯可以轻易向下推动。怎么才能让杯子从上往下滑动，而既不许碰它，也不许吹它呢？　　　　
　　　　请拿一根点燃的火柴接近杯子。杯中的空气开始升温并膨胀。杯子被升高的气压抬起，就像气垫车一样，由于托盘的摩擦力逐渐减小，自行向下滑去。


热、冷、冰75。喷气船

　　　　　　　　
　　　　把一只刮干果肉的葡萄柚的外皮放在暖气上烘干，然后把它做成一只小船的模样。穿入两根拉直的曲别针，把一截蜡烛头放在两根铁丝中间的柚皮底上，然后再把一只空鸡蛋壳，摆放在两根铁丝上。蛋壳前端用胶布贴死，里面放少许清水，然后把小船放在浴缸里的水上。你把蜡烛点燃以后，“船中的锅炉”就开锅了。于是，一股蒸汽从里面喷出，由于蒸汽开始膨胀，所以带着很大的压力从蛋壳尾部小孔冲出，推动小船朝相反方向驶去。根据英国物理学家牛顿（1643…1