手劈尺子
你可能在天氣預(yù)報中聽到過大氣壓力這個詞。在本次實驗中,你就能利用大氣壓力劈斷尺子啦!
安全注意事項:年紀較小的實驗參與者需要有成年人陪同完成。需要佩戴好安全護目鏡,并小心地丟棄尺子碎片。實驗條件及材料
·2張報紙
·30厘米長的塑料直尺
·1張桌子
·安全護目鏡
活動步驟
(1)戴好安全護目鏡。將房間中的寵物、人及易碎品清空。在本次實驗中,可能會有物體飛到空中!
(2)將1張報紙揉成1個紙團。
(3)將尺子放在桌子邊緣,然后將尺子伸出桌面大約10厘米長。
(4)將揉好的紙團放在尺子在桌面上的一端上。
(5)靠近桌子站立,然后用手的側(cè)面大力猛劈尺子懸空的部分,就好像你要切掉這部分尺子一樣。觀察發(fā)生了什么情況。
(6)將尺子放回桌子上,像剛才一樣將尺子的一部分伸出桌面。
(7)將1張報紙鋪在桌子上,然后蓋住尺子在桌面上的部分。
(8)將報紙平鋪展開,確保只有尺子懸空的部分露在外面,其他部分都被報紙蓋住了。
(9)再一次用手的側(cè)面大力猛劈尺子懸空的部分。這一次的結(jié)果是不是不一樣了?
(10)當(dāng)你完成實驗后,請小心地丟棄尺子碎片。
活動概述
有什么強大的力量壓住了尺子在桌面上的部分?在第一次嘗試中,我們用的是紙團,實驗結(jié)果表明并不是報紙的重量將尺子緊緊地壓在桌子上。那么還能是什么呢?
你站在地面上,你的上面,向下推壓的,卻是大量的空氣。1升空氣的重量僅僅是1克,但是在我們上方有許多空氣,大量的空氣疊加在一起就很重了。
空氣的推力被稱作大氣壓力。因為空氣是流動的,所以它并不僅僅是向下推壓,空氣會向每個接觸到的單一表面施加壓力。大氣壓力向下施加在你手上方的重量可能是100千克,但同時又會被從你手下方向上推動的100千克大氣壓力所抵消。
在本次實驗中,你了解到了大氣壓力的力量。當(dāng)你用一張平鋪的報紙覆蓋在尺子上時,報紙下方只有很少量的空氣存在。
當(dāng)你用力猛劈尺子的時候,報紙就被迫向上運動。報紙下面的少量空氣突然間被拉伸填滿更大的空間。結(jié)果就是,空氣向上的推力就沒有那么大了。報紙上方有上百千克重的大氣壓力向下推壓,而只有很小的力向上推。對于懸空部分的尺子來說,這么大的重量施加在其上,就可能大到折斷它。
這種壓力的差異也是抽吸蓋能夠吸住平坦表面的原因,甚至也是章魚吸盤能夠抓住東西的原因。對于章魚來說,這種效果實際上是利用水的壓力,而不是空氣的壓力——因為在水下并沒有那么多空氣!
看到光波
光是一道波,還是一個微粒?事實證明大自然比我們想象的還要古怪。
安全注意事項:如果你用激光筆照射其他人眼睛的話,即使是低功率的激光筆也會對眼睛造成傷害。所以只在你需要使用激光筆的時候才開啟它,而且只用它直接照射墻壁。年紀較小的實驗者需要請一位成年人協(xié)助實驗。
實驗條件及材料
·5厘米長、直徑為0.4毫米的銅絲(如果你有一些多股銅絲,你可以只用其中的1股)
·藍丁膠(BIu-tack)或橡皮泥
·1支低功率的激光筆活動步驟
(1)用你的激光筆照射在墻上。你看到了什么?
(2)在墻壁表面上貼一小團厚度約為(或者少于)1厘米的藍丁膠或橡皮泥。
(3)小心地將銅絲插人橡皮泥中,這樣銅絲就會直立起來。
(4)關(guān)閉室內(nèi)的燈光。
(5)用你的激光筆通過銅絲照射在墻壁上。你看到墻上出現(xiàn)了什么?
活動概述
波通過一種物質(zhì),例如水或空氣移動。它們具有某種特性,例如,衍射描述了波是如何在一個障礙物的四周溢出并擴散開來的。
來自激光筆的光波在銅絲周圍發(fā)生衍射,并擴散到一條細線上。如果你仔細觀察的話,你甚至?xí)吹皆谶@條線中,光波相互干擾的條紋。這就是我們?nèi)绾沃拦馐且坏啦ǖ?。但是,如果波是一種移動的物質(zhì),那么光通過的到底是什么呢?
看起來似乎什么都沒有。19世紀的時候,科學(xué)家們曾經(jīng)認為光是由某種叫做“光以太(Iuminiferous ether)”的物質(zhì)中的波引起的,他們進行了許多實驗探測在這種以太中流動的電流,但是他們沒有發(fā)現(xiàn)任何東西。物理學(xué)家們花了很多年才逐漸接受這一事實。
在100多年后的今天,科學(xué)家們通過更大版本的相同實驗,剛剛發(fā)現(xiàn)了黑洞碰撞產(chǎn)生的引力波。毫無疑問,物理就是這么奇怪。