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生活中的物理校本课程简介
朋友,你是否知道生活中的各种现象都包含着奇妙的物理知识。下面,请随我一起,进入多彩的物理世界。
马路上的物理现象
我们都有这样的经验:站在马路旁,当一辆鸣笛的汽车向我们开来时,听到的声音会越来越高,这就是多普勒效应。为什么会产生多普勒效应呢?我们知道,声音是一种波,由于声源产生的声波能引起人耳膜振动。声音振动的频率越高,人听到的音调就越高,反之就越低。
1、波源接近观察者
波源接近观察者时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大;波源远离观察者时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。
2、观察者接近波源
观察者接近波源时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大。观察者远离波源时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。
3、观察者和波源没有相对运动
在波源和观察者没有相对运动时,单位时间内波源发出几个完全波,观察者在单位时间内就接收到几个完全波,观察者接收到的频率等于波源的频率。
多普勒效应不仅适用于声波,他也适用于所有类型的波,包括光波,电磁波等等。多普勒效应看似简单,却有着非凡的用处。例如光波的多普勒效应,又称多普勒-斐索效应。因为法国物理学家斐索(1819-1896)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释:如果恒星远离我们而去,光的谱线就向红光方向移动,成为红移。如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,成为蓝移,并指出了,利用这种效应测量恒星相对运动的方法。
研究完了多普勒效应,下面让我们来看看光的其他现象。晴天天空为什么是蔚蓝的,晚霞为什么又红又黄?太阳光先经过地球的
大气层才能到达地面,大气层的空气与水蒸
气,会把阳光向四面八方分散的发射,这叫
做散射。空气分子对波长越短的光,就越容
易散射。当太阳光经过大气层时,波长短的
蓝,靛,紫光就被散射,在地球上日间的人
(B点)看到这些散射光,天空就呈蔚蓝;
红,橙,黄光波长较长,不容易被散射,就能通过较厚的大气到达A点(黄昏),所以A点的人看到红橙黄的晚霞。磨砂玻璃湿了水后为什么变得透明?磨砂玻璃只能透过光线而不能看透景象,好像蜡纸一样是半透明的,但是,当磨砂玻璃湿了水以后就变得透明而能看清楚景象了。因为磨砂玻璃的表面是凹凸不平的,当光线到达这凹凸不平的表面时,就向不同的方向凌乱的折射,人眼看到这些光线时就只能见到光,而看不见景象。当磨砂玻璃湿了水后,表面就变得平滑了,由于水的折射率和玻璃相差不大。所以光线在凹凸表面的折射程度减小,光线就能保持规则的折射,就能看到景象了。在生活中,只要留心观察生活中的现象,就会有许多意想不到的收获。让我们踏着物理大师们的足迹,继续精彩的物理旅程。
游乐场中的物理现象
游乐场是人们休闲娱乐的好去处,其中的游乐项目惊险刺激,让人回味无穷,最著名的要数过山车了,那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。实际上,过山车的运动包含很多物理原理。人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理,从而使乘坐时的感觉妙不可言。为什么过山车一个坡比一个坡矮呢?开始时,机械装置推动过山车达到最高点,之后就没有任何装置对它提供动力了,这时势能最大,动能最小。随着高度突然下降,引力势能大部分转化为动能,一部分由于摩擦产生热量,消耗了少量机械能。此时,过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。所以,过山车要设计成后面的小山丘比前面的小山丘低。当过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车减速并停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。
经历了一次如此惊心动魄并充满物理知识的旅程,相信热爱物理的你一定会感到十分有趣吧。下面继续我们的旅程。
饮食中的物理现象
中国在厨艺上是世界闻名的,八大菜系的各种招牌菜,都是色、香、味俱全的精品,而在厨房中也包含着不少的物理知识。我们做饭中经常要用到鸡蛋,那么如何判断鸡蛋是生的还是熟的呢?把鸡蛋放在桌上,用手把鸡蛋迅速扭动,离手后观察它的转动情形。如果鸡蛋转动得很顺利,就是熟蛋。反之,如果转动得不顺畅的,就是生蛋。因为熟蛋被扭动时,蛋白蛋黄同时一起被扭动,它转得很顺利。生蛋被扭动时,只是蛋壳受力,而蛋白和蛋黄几乎未受力。由牛顿第一定律(惯性定律)可知,蛋白和蛋黄因惯性几乎停留不动,于是,蛋壳的转动就被蛋黄拖慢了。如果鸡蛋转动一段时间后,突然按停鸡蛋,并立即缩手,缩手后不再转动的,是熟蛋;缩手后能自动再转几下的是生蛋。因为熟蛋被按停时,蛋壳、蛋白和蛋黄都全部停止,缩手后就继续静止。如果生蛋被按停时,只是蛋壳暂时停止,但是蛋白和蛋黄因惯性仍然转动,缩手后,能带动蛋壳重新再转动几下。在做饭时,当我们买来或者从冰箱中取出冻肉、冻鸡时,用什么方法解冻最好呢?凡有经验的人都会知道应该将肉放在水中。
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