书城文化人一生不可不知的2000个文化常识
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第46章 科学技术(5)

按下放音键,录好音的磁带按照录音时的速度通过放音磁头,放音磁头的铁芯受到磁带上有变化的磁信号的作用,铁芯上的线圈会产生与之相应变化的电流。这电流就是原先话筒中由声音变成的电流的复制品,两者一模一样。这样的电流经过放音放大器并加工还原成声音后送到扬声器上,就能将原来录制的声音重新播放出来了。

消掉磁带上所录的声音需要通过一个抹音磁头。抹音磁头和录音磁头相似,但抹音磁头隙缝较大,同时会产生急速交替变化的磁场。当录好音的磁带通过抹音磁头的隙缝时,会被这个交变磁场所磁化,将原来的剩磁退去,原来的录音就被消掉了。

50.电话

电话使即时通讯成为现实,比任何发明都更能使世界各地“缩短距离”。电话传递讯号的方式有很多种,在城市街道的地下建筑物里,电话讯号用电流的方式通过电缆传递,或者像光波那样,通过纤细的玻璃纤维传递。电话讯号也可像无线电波一样,经由人造卫星反射回地球各地或在移动电话之间往返传递信息。许多电子设备也利用电话线来进行相互“交谈”,例如电脑用它来相互交换资料和电脑程序,传真机则利用它传递图像。

51.手机的历史

第一代手机(1G)是指模拟的移动电话,也就是在20世纪八九十年代香港美国等影视作品中出现的大哥大,很多人称这种手机为“砖头”或是黑金刚等,它有多种制式,如NMT,AMPS,TACS,但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信,收讯效果不稳定,且保密性不足。

第二代手机也是最常见的手机。通常这些手机使用PHS,GSM或者CDMA这些十分成熟的标准,具有稳定的通话质量和合适的待机时间。为了适应数据通讯的需求,一些中间标准也在手机上得到支持,例如支持彩信业务的GPRS和上网业务的WAP服务,以及各式各样的Java程序等。

第三代移动通信系统(3G)的手机已经研制出来,但由于相关网络没有普及未得到广泛应用。第三代手机的开始的目标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统,但是实际最终的结果是出现了多种不同的形式,主要有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在竞争。这些新的形式都基于CDMA(码分多址)技术,在带宽利用和数据通信方面都有进一步发展。

52.洗衣机

洗衣机是家庭的好帮手,它利用电带动洗衣机的内部装置,模仿人手洗衣服时的动作,搓洗或捶打,来回运作,加上洗衣粉的去污能力,衣服自然能洗干净。洗衣机有很多种,现在市场上有高波轮式洗衣机、凹波轮新水流洗衣机、滚筒式洗衣机以及无波轮洗衣机等等。

高波轮式洗衣机,洗衣缸底有一圆盘波轮,圆盘上有4条凸出的筋,在定时器控制下,电力带动波轮时正时反地旋转,水流带动衣服跟着左右、上下翻转,水流的冲刷,衣物与波轮筋及桶壁之间的相互撞击、摩擦,就像手工揉搓、捶打一样地清洗衣服。

凹波轮洗衣机,洗衣缸底的圆盘波轮是凹形的,接通电源旋转时会形成柔和而又有力的“心”形水流,衣物随着水流自由起伏,受到了均匀有效的洗涤。

滚筒式洗衣机,有一个盛水的外筒和一个旋转的内筒。内筒转动带着一部分衣物上升,另一部分稍落后一些,就像用手搓衣一样;内筒带着衣物上升,举出水面,又重新跌落下去,好像在捶打衣服;跌落的衣物压着筒底的衣物,又像在用手挤压衣服。这样,自然就把衣服洗干净了。

无波轮洗衣机,它的洗衣桶下半部分像波轮一样,可以整个地旋转,旋转桶大小相当于普通波轮的10倍,转动时,水流向中心聚拢,形成漩涡,作用于洗涤物上,而旋转的洗涤物又产生离心力向外作用于桶上。这样,桶与衣物之间相互冲击、摩擦,均匀地将衣服洗净。

53.电冰箱

电冰箱几乎家家都有,使冰箱内部如此寒冷的是一种奇特的物质,它叫氟利昂,它在零下29.8℃时就会气化,蒸发成为气体,与此同时,会吸收周围的热量而制冷。

电冰箱的外壳由铝合金材料制成,一般有单门双温和双门双温两种,上半部为冷冻室,下半部为冷藏室。冰箱的四壁厚厚的,前、左、右三壁都是由隔热的恒温材料制成,而最厚的后壁,大约有10厘米宽的厚度,冰箱制冷的奥秘就在其中。后壁底部是一台压缩机,它把气态的氟利昂压缩成高温高压的蒸汽,向上输入处于冰箱外部的冷凝器时,氟利昂又被冷凝成液态,再向上经过过滤器过滤后,又穿过毛细管来到顶部的蒸发器。高压液态的氟利昂一进入蒸发器,就开始迅速吸热气化,再向下回到压缩机。这样循环往复,冰箱里的温度自然降得很低,同样,放入冰箱的任何食品,也会被吸走热量而降低温度。

54.空调

空调的全名叫空气调节器,使用空调时必须关闭门窗,使屋子与室外空气隔绝。空调器里有制冷剂,它在很低的温度下会吸收周围的热量而蒸发变成气体。空调器开动后,空调器内部的压缩机将这种制冷剂压缩成高温高压的蒸汽,然后送到空调箱后部的冷凝器,同时,空调器主机有一个风扇在不断吸入室外的空气,并使之迅速流过冷凝器,制冷剂便在冷凝器中不断散发热量,而被吸入的室外空气变热后又从后部排到室外。制冷剂在冷凝器中被冷凝成高压液体,被输送到空调箱前部的蒸发器。这时,室内的空气则被空调箱前面的离心风扇吸入空调器内,穿过蒸发器,蒸发器中的制冷剂随之蒸发吸收热量,使进来的室内空气降温成为冷风,再经过风道从出风口吹到室内。这样循环往复,室内的温度就自然降低,使人感到凉快了。

为了使室内空气流动,使人感受到凉风习习,空调内的电机带动离心风扇使冷气快速送到室内,形成冷风,同时在出风口处设上摇风装置,使栅格自动左右摆动,这样就能改变冷风的流动方向,调节气流流动。

空调器内还装有过滤网,室内空气进入时,被滤网不断净化,再成为冷风进入室内,净化了室内的空气。

另外,室内空气的相对湿度较大时,在进入空调器穿过蒸发器降温时,水蒸气便部分地凝结成水,滴入蒸发器下的集水盘,再由特定管路流到室外,这就降低了室内的相对湿度。

55.吸尘器

吸尘器又叫真空吸尘器。吸尘器通上电后,电动抽风机就开始高速运转,把吸尘器中的空气都抽光,形成瞬间的高真空,吸尘器内的气压为零,大大低于外界的气压,在这个压差作用下,被吸尘器的吸嘴搅打起来的尘埃和脏物就随着气流被吸入吸尘器桶体内,在桶体中经过集尘袋的过滤,尘垢就留在了袋内,净化完的空气又经过电动机重新逸入室内。

吸尘器装上地板刷,可以清扫地面;装上扁毛刷,可清扫沙发面、床单,清洁门、窗;换上圆毛刷,可清扫墙面;配上缝咬嘴,可清洁家具接缝不平处的积灰。

56.日光灯

日光灯可以清楚地分成两大类,一类发出的光是橘黄色的,开时间长了会发热,而另一类发出的光是银白色的,而且从不发热。

原来,前一类是白炽灯,它依靠电流对灯丝的加热而发光,因此它们在发光时伴随有热的产生,因此称为热光源。白炽灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且它的热射线对人眼有害。

后一类是日光灯。日光灯是科学家根据对萤火虫的研究而创造出来的。萤火虫是一种会发光的动物,夏天在草丛中常可以见到。科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层3部分组成。发光层含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素与氧发生化学反应发出荧光,它100%地将化学能转化成光能,不产生热。

57.微波炉

几千年来,人类用火取暖、做饭,都是利用明火加热食物。近百年来,随着电气化的普及,人们开始用电热丝来获取热量。电炉子、电暖气风靡一时,卫生又省事。电炉子虽消灭了“明火”,但它仍然通过热辐射、热交换把热源——电热丝产生的热能转移给物体,与明火加热都属于“外来热源”的加热方式。而现在发明仅仅几十年的微波炉是采用“内部热源”的加热方式。

在微波炉里有一个磁控管,接通电源,启动炉子后,它就会辐射出频率为2 450兆赫兹的微波。这时,在炉腔内就会形成一个微波能量场。由于微波的频率是2 450兆赫兹,所以这个微波场的正负极每秒钟会变换2 450兆即24.5亿次。食品里有大量的水分子,水分子是有极性的,一头是正极,另一头是负极,就像磁铁一样,“同性相斥,异性相吸”,水分子也会受微波场正负极影响做相应的运动;负极跑向场的正极,正极跑向场的负极,同时正极远离场的正极,负极远离场的负极。但是,场的方向不断变化,水分子就会随着场的变化一会儿向这边运动,一会儿向那边运动……一秒钟来回运动几十亿次的水分子相互间的摩擦产生巨大热量,这些热量足以把食物在几分钟内做熟。由于微波炉是靠引起食品内部分子振荡而产生热量的,并没有外加热源来产生热量,所以称它是“内部热源”的加热方式。

微波炉产生的热量大,能够快速完成烹饪过程;内部热源的加热方式,既保护环境,又节约能源;加热时间短,受热均匀又使食物中的营养成分不易损失。