生活中的物理學(xué)

張媚

摘 要：生活中處處蘊(yùn)含物理學(xué)，物理來源于生活又服務(wù)于生活。“力熱光電”現(xiàn)象充實(shí)著人類的視野和頭腦，我們在感受物理學(xué)博大精深的同時，不斷探索自然界的奧秘，為生活增添光彩。

關(guān)鍵詞：生活；力學(xué)；熱學(xué)；光學(xué)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）12-285-01

晨曦朝露、落日余暉、電閃雷鳴…，大自然的舞臺多姿多彩、美輪美奐。我們生活著的光彩琉璃的世界，處處蘊(yùn)含著物理學(xué)的博大精深。

一、生活中的力學(xué)

蘋果下落砸到牛頓的頭上，牛頓因此發(fā)現(xiàn)了萬有引力——一種存在于任何有質(zhì)量的兩個物體間的相互吸引力。落葉紛紛、小雨淅瀝瀝，生活中一切物體的自然下落和物體隨地球一起繞地軸轉(zhuǎn)動就是受到萬有引力的緣故。但人們對物體的下落總有一種錯誤的認(rèn)識，認(rèn)為重的物體下落的更快。其實(shí)不然，伽利略做過著名的斜塔實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大小兩個鐵球同時落地。科學(xué)家用實(shí)驗(yàn)解釋了影響物體下落快慢的原因——空氣阻力。在實(shí)驗(yàn)儀器“牛頓管”中裝入石頭、木塊、紙屑、羽毛等輕重不一樣的物體，將管中的空氣抽走成真空狀態(tài)，倒立牛頓管，管中的物體同時落到下端。雪花飛舞落下，是引力和風(fēng)力共同作用的效果。

拔河比賽是人們經(jīng)常娛樂的一項(xiàng)活動。拔河比賽取勝的原因是什么呢？在比賽過程中，根據(jù)牛頓第三定律，兩隊(duì)人對繩子的拉力是一樣大的，不同的是地面給與的摩擦力，受摩擦力大的一對獲勝。因此通常選隊(duì)員時都選個頭較大的，穿鞋底有花紋的鞋子，因?yàn)槟茉龃笈c地面摩擦。

我們每天都會用到交通工具，交通工具都是靠輪子轉(zhuǎn)動前進(jìn)。魯迅先生的一篇文章中有這樣一句話：蒼蠅停在輪軸上，說“車子的前進(jìn)都是我的功勞”。車子的前進(jìn)是誰的功勞呢？以自行車為例，人蹬腳踏板轉(zhuǎn)動，腳踏板通過鉸鏈傳動裝置帶動后輪轉(zhuǎn)動，后輪轉(zhuǎn)動推著車身和前輪向前運(yùn)動，前輪相對于地面向前運(yùn)動，受到地面給與的向后的摩擦力，這個摩擦力使前輪轉(zhuǎn)動起來。兩個輪子：后輪在人給的動力作用下轉(zhuǎn)動，叫主動輪；前輪因受到推動作用而摩擦力作用下轉(zhuǎn)動起來，叫從動輪。所以自行車的前進(jìn)是人和地面共同的功勞。機(jī)動車工作原理亦是如此，只是由機(jī)械動力裝置提供給主動輪轉(zhuǎn)動的動力。主動輪個數(shù)越多，耗油量越大。生活中所說的兩輪驅(qū)動、四輪驅(qū)動指的就是主動輪的個數(shù)。

二、生活中的熱學(xué)

英國詩人雪萊說“冬天來了，春天還會遠(yuǎn)嗎”。一年四季的季節(jié)變化，透露著熱學(xué)的信息。我們熟悉的雨雪云霧霾霜是怎樣形成的呢？

陸地和海洋表面的水蒸發(fā)變成水蒸氣，水蒸氣上升到一定高度后預(yù)冷液化成小水滴，這些小水滴組成了云，在空氣流的作用下浮于空中。云是由許多小水滴和小冰晶組成的。云滴不僅通過吸收周圍的水氣通過凝結(jié)和凝華使自己變大。在水云中云滴都是小水滴，小水滴在云里相互碰撞組合成大水滴，當(dāng)它們的重力大于空氣浮力時，就從云中落了下來形成雨。下雨的形式多種多樣，有毛毛雨、連綿不斷的陰雨、傾盆大雨，給人類生活帶來無限樂趣。在冰云中是許多小冰晶，小冰晶通過相互碰撞和云內(nèi)水汽凝華變大，但由于增長緩慢，很少落到地面上。由小冰晶和過冷卻水滴組成的叫混合云。當(dāng)過冷卻水滴與冰晶發(fā)生碰撞時，就會凍結(jié)沾附在冰晶表面上，使它迅速增大，當(dāng)冰晶增大到重力大于空氣浮力時，就下落形成雪。

霧是一種常見的凝結(jié)現(xiàn)象。霧是近地層溫度降到露點(diǎn)或露點(diǎn)以下時，空氣中的水汽凝結(jié)成水滴或冰晶，懸浮在近地大氣層中使能見度小于1公里的天氣現(xiàn)象，多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)，霾就是灰霾。霧霾是霧和霾的組合詞。

在冬天溫度特別低，地面的水蒸氣遇冷凝華成小冰晶附著在地面或植物表面上，這就是霜。

三、生活中的光學(xué)

雨后的天空出現(xiàn)美麗的彩虹，是哪位畫家畫上去的嗎？彩虹是一種大氣現(xiàn)象，當(dāng)空氣中聚集了大量的水汽，陽光照射在小水滴上，此時的小水滴相當(dāng)于一個個三棱鏡，陽光進(jìn)過小水滴發(fā)生色散，被分解成紅橙黃路青藍(lán)紫七種色光，按折射率大小依次排列形成七色彩帶。彩虹分為兩種，內(nèi)側(cè)紅色外側(cè)紫色叫虹，內(nèi)側(cè)紫色外側(cè)紅色叫霓。由于霓比虹多反射一次，光線強(qiáng)度較弱，所以并不常見。彩虹多在雨后出現(xiàn)，因?yàn)橛旰笏魵廨^多，這時候太陽出來，比較容易出現(xiàn)彩虹。彩虹是大自然的鬼斧神工。

電閃雷鳴，在古代認(rèn)為是上天在發(fā)怒。閃電是云與云之間、云與地之間或云梯內(nèi)各部分之間強(qiáng)烈放電現(xiàn)象。通常是云層產(chǎn)生電荷，上層為正電荷，下層為負(fù)電荷。地球也是導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生正電荷，如影隨形的跟著云移動，正負(fù)電荷相符吸引，地面上的正電荷聚集到物體的頂端（尖端放電），包括人體。當(dāng)?shù)孛婧驮茖娱g形成的電壓將空氣擊穿，巨大的電流從地面奔向云層，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光，長度可達(dá)數(shù)千米，溫度從一萬七千度到二萬八千度不等。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹，空氣移動迅速，因此形成波浪并發(fā)出震耳欲聾的響聲。

生長在農(nóng)村的小孩大多數(shù)都有過捉魚的經(jīng)歷，經(jīng)驗(yàn)告訴大家，捉魚時手要伸到看到的魚兒的下方才能捉到。為什么呢？我們能夠看見物體是因?yàn)槲矬w的反射光線進(jìn)入了我們的眼鏡。水里的魚發(fā)出的光線要經(jīng)過水和空氣兩種介質(zhì)到達(dá)人眼，會在水面發(fā)生折射，因此水里的光線和空氣中的光線不是一條直線。但人眼的視線不能發(fā)生偏折，只能沿著直線看去，所以看到的是魚正上方的虛像，實(shí)際的魚兒在下面。同樣的生活中的海市蜃樓、日出和夕陽也是光的折射現(xiàn)象。早上太陽還沒升起來，我們已經(jīng)看見了太陽；傍晚太陽已經(jīng)落下去了，我們還能看見太陽。都是因?yàn)榈厍蛑車髿鈱臃植疾痪鶆颍柊l(fā)出的光線在傳播中發(fā)生偏折所致。

物理學(xué)伴隨著我們的日常生活，我們不斷感受著生活中的物理之美，探索著大自然的神奇奧秘，充實(shí)人生的樂趣。