科學(xué)的核心就是想象力。不到1.5千克的人類大腦,可以提出像萬有引力法則或相對(duì)論這樣貫通整個(gè)宇宙的偉大理論,就是由于有了想象力。但遺憾的是,在我們的學(xué)校教育中,都是些難理解的公式、圖表、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)器皿。似乎少了些對(duì)未知世界的憧憬、冒險(xiǎn)、挫折、歡呼的“故事情節(jié)”。如今,我們已經(jīng)找到了可以解決的方案,那就是這本充滿了想象力和趣味的《電影中的科學(xué)》。它將提供給學(xué)生一個(gè)可以無限地展開想象力翅膀的空間。 作者簡介: 崔原碩老師畢業(yè)于大邱大學(xué)物理教育系,之后在大邱大學(xué)研究生院獲得了物理教育碩士學(xué)位。他一直致力于普及“趣味科學(xué)”的工作,曾在EBS、MBC、交通廣播的科學(xué)咨詢、韓國科學(xué)積累和國際科學(xué)影像展上進(jìn)行過以“電影中的科學(xué)”為主題的演講,也在日?qǐng)?bào)等多家媒體上發(fā)表 目錄: 地球的結(jié)構(gòu) 1大氣圈 2地球的內(nèi)部 光 1光的反射與折射 2光的分散與合成 分子的運(yùn)動(dòng) 1運(yùn)動(dòng)的分子 2氣體的壓力和體積 力 1各種力量 2力的測(cè)量與表示 3力的合成 波動(dòng) 1波動(dòng)的發(fā)生與性質(zhì)地球的結(jié)構(gòu) 1大氣圈 2地球的內(nèi)部 光 1光的反射與折射 2光的分散與合成 分子的運(yùn)動(dòng) 1運(yùn)動(dòng)的分子 2氣體的壓力和體積 力 1各種力量 2力的測(cè)量與表示 3力的合成 波動(dòng) 1波動(dòng)的發(fā)生與性質(zhì) 2聲音 3波動(dòng)的發(fā)射與折射 各種運(yùn)動(dòng) 1物體的運(yùn)動(dòng) 2不受力的物體運(yùn)動(dòng) 3受力物體的運(yùn)動(dòng) 物質(zhì)的特性 1沸點(diǎn)與熔點(diǎn) 2密度 地球與星星 1地球的模樣與大小 2太陽系 3星星 刺激和反應(yīng) 1刺激與感覺 2神經(jīng) 地球的歷史與地殼 1化石 2地殼變動(dòng) 3移動(dòng)的大陸 功與能量 1功 2功的原理與功率 3功與能量 水的循環(huán)與天氣變化 1水的循環(huán) 2氣壓與風(fēng) 太陽系的運(yùn)動(dòng) 1地球的運(yùn)動(dòng) 2月球的運(yùn)動(dòng) 電流的作用 1電能 2電流引起的磁場(chǎng) 遺傳與進(jìn)化 1孟德爾的遺傳定律 2進(jìn)化 簡短說明的電影分子的運(yùn)動(dòng) 1運(yùn)動(dòng)的分子 電影《哈利·波特之魔法石》中,哈利·波特乘上去往魔法學(xué)校的火車;疖囃轮咨臐鉄,向前奔馳著。然而白色的煙霧從煙囪里冒出后不久就消失了。 為什么煙霧在經(jīng)過一段時(shí)間后,就不見了呢? 我們周圍所有的客觀存在都是物質(zhì)。物質(zhì)有固體、液體、氣體三種狀態(tài)物質(zhì),并根據(jù)物質(zhì)內(nèi)熱能的不同,物質(zhì)具有不同的狀態(tài),這就是說,物質(zhì)的狀態(tài)變化,是伴隨著物質(zhì)內(nèi)能的增減而發(fā)生的。用水壺?zé)畷r(shí),我們可以看到從壺嘴里噴出來的霧氣,但不久就消失了。從壺嘴里噴出來的霧氣,有的人把它稱為水蒸氣,這種叫法其實(shí)是不正確的。因?yàn)樗魵馐撬臍鈶B(tài)形式,用肉眼是絕對(duì)看不到的。肉眼可以非常清楚地觀察到固體和液體狀態(tài)的物質(zhì),但卻很難看清氣體狀態(tài)的物質(zhì),這是因?yàn)楣腆w和液體分子聚集得很稠密,所以可以看得到;而氣體的分子很小,所以散開后就看不見了。這就如同在遠(yuǎn)處可以看到大山的輪廓,卻看不見遠(yuǎn)處山上的石頭塊兒一樣。從壺嘴兒里冒出來的霧氣其實(shí)是很小很小的水珠,但它仍屬于液體,所以可以看得見。當(dāng)這些小小的水珠繼續(xù)被加熱后,最終就會(huì)變成水蒸氣,此時(shí)的水分子成氣態(tài),所以很小,人類用肉眼是無法看到的。只發(fā)生在液體表面的汽化過程,叫做蒸發(fā)。蒸發(fā)在任何溫度下都能發(fā)生。蒸發(fā)過程吸收熱量,蒸發(fā)制冷。影響蒸發(fā)快慢的因素有溫度、濕度、液體的表面積、液體表面上的空氣流動(dòng)等。 在電影《小豬寶貝2))(又名:《小豬進(jìn)城》)中,農(nóng)婦和小猴子正在外面晾衣物。濕漉漉的衣物之所以可以被晾干,就是由于衣物里的水被蒸發(fā)掉了。所以能夠很好地把衣物晾干的條件,也就成了容易引起蒸發(fā)的條件了。一句話,就是液體溫度越高,表面積越大,液面上方該物質(zhì)的蒸氣密度越小,則蒸發(fā)越快。液體蒸發(fā)時(shí)要吸收熱量。也就是說,冰在加熱后,會(huì)變成水:水繼續(xù)被加熱,就變成水蒸氣了。 在電影《蝙蝠俠與羅賓》中,外號(hào)“冷凍人”的維克多博士(阿諾德‘施瓦辛格飾演)去戈登博物館內(nèi)盜取鉆石。他躲過了警衛(wèi)的視線,終于把巨大的鉆石拿到自己手中,并自信地說道:“真理絕對(duì)只有一個(gè)……所有的都會(huì)凍結(jié)的!边@句話,是事實(shí)嗎? 熱是使物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變的原因。冰在加熱之后,就會(huì)變成水;水繼續(xù)被加熱的話,就會(huì)變成水蒸氣。相反,如果把水蒸氣冷卻的話,就會(huì)成為水;而水繼續(xù)被冷卻的話,就會(huì)凍成冰。這正是由于熱,使得物體內(nèi)部能量發(fā)生了改變。物質(zhì)呈固體狀態(tài),就意味著物質(zhì)處在凝結(jié)的狀態(tài)。例如在常溫下,鐵處于凝結(jié)的狀態(tài),而水處于熔化的狀態(tài),空氣則是處在翻滾著的氣體狀態(tài)。通常人們最容易看到的是水被冰凍著的狀態(tài),所以一談及“凍”,就會(huì)聯(lián)想到那寒冷的冰塊。但是并不是只要“凍”了,就都是冰冷的。世界上有許多物質(zhì)雖然是“凍”著的,但并不冰冷。如在100℃下的鐵,雖然很燙,但還是處于凍著的狀態(tài)。也就是說,鐵在100℃時(shí)仍然是“冷”的。所以,所有物質(zhì)在一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟认,就?huì)是“凍”著的。 電影《烈火雄心》表現(xiàn)了消防隊(duì)員們的勇敢與他們同事問的愛。在影片中,英勇的消防隊(duì)員們?yōu)榱藫錅绱蠡穑J進(jìn)了發(fā)生火災(zāi)的建筑物內(nèi)。然而在火勢(shì)還沒有蔓延的地方已是煙霧繚繞。 那么,煙霧又是怎樣散開的呢?發(fā)生火災(zāi)時(shí),一般被有毒氣體窒息而死的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)要多于被大火燒死的人。在現(xiàn)場(chǎng)并沒有人故意要散放煙霧,但經(jīng)過一段時(shí)問后,煙霧就像長了腳一樣向四處蔓延。像這樣,由于粒子(原子,分子或分子集團(tuán))的熱運(yùn)動(dòng)自發(fā)地產(chǎn)生物質(zhì)遷移的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散。擴(kuò)散是分子自己不斷運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,故這些現(xiàn)象并不是通過外力作用而引起的。擴(kuò)散可以在同一物質(zhì)的一相或固、液、氣多相問進(jìn)行。也可以在不同的固體、液體和氣體間進(jìn)行。它們主要是由濃度差或溫度差所引起的。一般是從濃度較大的區(qū)域向濃度較小的區(qū)域擴(kuò)散,直到相內(nèi)各部分的濃度達(dá)到均勻或兩相問的濃度達(dá)到平衡時(shí)為止。物質(zhì)直接互相接觸的擴(kuò)散,稱自由擴(kuò)散,物質(zhì)經(jīng)過隔離物進(jìn)行擴(kuò)散,稱為滲透。 在電影《X戰(zhàn)警》中,蜜斯蒂格爾(麗貝卡·羅梅恩·其坦默斯飾演)潛入到英才學(xué)校內(nèi)的研究室里,往傳感器裝置內(nèi)放入劇毒物質(zhì)。就像往水里滴幾滴墨水,滴人的墨水會(huì)馬上在水里擴(kuò)散那樣,無須搖晃,毒品就能擴(kuò)散至整個(gè)溶液之中。像這樣的擴(kuò)散,不僅可以發(fā)生在空氣之中,也可以發(fā)生在液體中。全世界海水的鹽分比例之所以一定,就是因?yàn)榘l(fā)生擴(kuò)散的結(jié)果。 ……
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