书城童书世界科学技术百科
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第7章

多级火箭是为了满足空间飞行器的速度才产生的吗?

空间运载火箭的任务是将空中飞行器发射到空中某一区域,这就需要火箭发射的速度很快。而在空中飞行的人造卫星,只有达到每秒7.9公里才不会掉向地面,飞到月球或其他星球上的人造卫星速度要达到每秒11.2公里左右。火箭是靠往后喷发出的气体产生的反作用前进的,气体喷出的越快,火箭向前的速度越快,这需要携带大量燃料,如果再加上地球的引力和空气的阻力,单级火箭是完不成这个任务的。为了满足空间飞行器速度只有用多级火箭。多级火箭是由若干个单级火箭组成,每个单级火箭组成一级,每级火箭有自己单独的火箭发动机和推进剂,并且每一级火箭都在前一级火箭已经达到的速度基础上开始工作。每级火的燃料用尽之后会自动掉下来,最后一级火箭所达到的速度,完全可以把空中飞行器送到空中,我国的火箭发射技术已达到世界先进水平。

[我还想知道]

火箭除了用来发射航天器外,还有许许多多的用途。应用最多的是作战器,如火箭炮、火箭筒、火箭弹和布雷火箭、照明火箭、干扰火箭等等。

用火箭炸药送到冰雹的云层中爆炸,可以消除冰雹,把催化剂送到降雨云中,可以人工降雨。

物体摩擦起电是物体之间放电所致吗?

当我们晚上睡觉前脱下毛衣或衬衣时,常会听到噼啪的响声,在黑暗中还能见到闪光。把塑料垫板在衣服上摩擦几下,然后把它放到头顶上,头发会被吸得立起来。有时手触到门把手或汽车的门把手,会有麻酥的感觉。这些都是因为摩擦起电的缘故,我们把这种电叫做静电。

物质都是由很小很小的微粒组成的,我们把这种微粒叫做原子。每个原子都是由带正电的粒子和带负电的粒子构成的。平时,这两种带电的粒子相等,正负电荷互相抵消,所以不显出电性。当两个物体互相摩擦时,其中一个物体里带负电的粒子会跑到另一个物体里。这样,得到这种粒子的物体负电增多,带负电;而失去这种粒子的物体正电相对显得较多,所以就带正电。这种带电的物体,就能够吸引别的物体了。那么,我们听到的噼啪声和看到的闪光,就是由物体之间放电所造成的,这与闪电和雷声的形成是一个道理。

[我还想知道]

人体带电主要是因人体与衣服磨擦和鞋底与地面的磨擦产生的。

人体带电比机器设备带电更具危险性,因为人总是在走动,一旦进入危险场所,就等于是一种流动的火种。

最早对摩擦进行实验研究的代表性人物是达·芬奇。

电是用发电机发出来的吗?

在小朋友们的日常生活中,经常会用到电,如电话、电灯、电视机、收音机、学习机、电脑等,电的周途多得数不清。这么重要的电是从哪里来的呢?

电是用发电机发出来的,发电的方法有很多种,利用水力、风力、火力、核能都可以发电。

水力发电是在河流的上游建一个大水坝,把水拦住,利用水的力量来推动发电机发电。火力发电是以石油或煤作为燃料,利用它们产生的热推动气轮机带动发电机发电。风力发电是用风的力量推动风车带动发电机发电。核能发电是将原子核发出的能量转变成电能。

电发出来后,还要经过电线输送,才能到达千家万户。

[我还想知道]

目前,巴西和巴拉圭在巴拉那河上合建的伊泰普水电站是世界上最大的水电站。

我国最大的水电站是位于湖北宜昌三峡的出口的葛洲坝水电站。

跨世纪的特大型水利电工程——长江三峡工程,将于2008年全部建成,届时将超过伊泰普水电站成为世界上最大的水电站。

电灯泡是因为热而发光的吗?

电灯泡为人类送来了光明,那么,它是怎样发出光亮的呢?

电线里的电流进入到很细很细的金属丝里,金属丝会产生高热,热到一定程度会发光,电灯泡(白炽灯)就是根据这个原理发明出来的。这种电灯泡是因为热而发光的,所以灯亮以后你千万不要用手去摸,那样会被灼伤。

我们常用的灯还有日光灯,它的发光原理和白炽灯不同,日光灯是在灯管里面装入一些特殊的气体,又在灯管的内壁涂上荧光粉,通电之后由于放电而产生光。当消耗同样多的电能时,日光灯要比白炽灯亮得多,因此日光灯省电。

[我还想知道]

每天涨落的潮水里蕴藏着巨大的能量,只要在潮汐涨落比较大的海边修一条水坝,建几道闸门,再装上水轮机,利用水流冲动水轮机,再带动发电机就可以发电了。

1879年10月21日,美国伟大发明家爱迪生,发明了人类历史上第一盏具有实用价值的电灯。

干电池能产生电是其内部化学物质发生变化的结果吗?

干电池这个词在小朋友的脑海中早已不是什么新名词了,大家都知道,它可以为我们供电。那么,干电池的电是从哪来的呢?

干电池的外壳是用金属锌做成的,里面装着好几种化学物质。锌筒的中央立着一根黑色的碳棒,碳棒的顶端露出来,上面有一个黄颜色的铜帽。

干电池里装的化学物质发生变化时,使碳棒上聚集了许多正电荷,使锌筒表面聚集许多负电荷。我们把带正电荷的碳棒叫做正极,把带负电荷的锌筒叫做负极,分别用“+”和“-”来表示。

当用导线把小灯泡接在电池的两极上时,负极的电荷就会沿着导线经过灯泡流向正极,因此,灯泡才亮了。

小朋友使用干电池时要注意,千万不能把电池的正、负极接反了,否则可能把电器烧坏。

[我还想知道]

利用太阳能制成的太阳能电池有许多独特的优点,只要是太阳能照射到的地方都可以用,特别是一些能源缺乏的孤岛、山区和沙漠地区。

单个太阳能电池不能直接作为电源使用。实际应用中,是将太阳能电池串联或并联起来,组成太阳能电池方阵。

手电筒能发光是因为它的内部构成了一个完整的通路吗?

夜里我们看不清东西时会用手电筒来帮忙照亮,那么,手电筒为什么能发出光呢?

手电筒能发光,不只是因为它里面装有电池,还因为手电筒的外壳与灯泡和电池构成了一个完整的通路,让电流能够通过,灯泡才会发光。不信的话,你可以把手电筒的后盖拧下来,看看手电筒还亮不亮?

把两节电池正负极相接放进电筒,电池的正极顶在灯泡的底部,并通过灯座与电筒外壳相连;电池的负极与底盖的弹簧相接,并通过弹簧也与外壳相连。筒身的外侧有一个开关,它通过一个金属片与灯座相连。向前推动开关,金属片与灯座接触,电路接通,灯泡就亮了。开关向后,金属片与灯座分离,线路断开,灯泡就不再发光。

[我还想知道]

生活中的电筒各种各样,有带在头上的帽子电筒、日光灯电筒、收音机电筒、毛式手电筒、电筒式应急灯等等。

手电筒是由外壳透镜、反射镜、灯炮、电池、底坐、开关几部分组成的。

电池因联接方式不同而供电量和时间也不同吗?

无论是大电池还是小电池,总有两个极,一个是正极,一个是负极。生活中用电池的物体。经常需要把几个电池连接起来同时使用。这些电池的连接方式一共有两种,就是串联和并联。

串联是把电池按照正极、负极、正极……的方式依次连接起来,最后再分别把最前面一个电池的正极和最后面的一个电池的负极接到电路里。这种连接方式的优点是串联的电池越多,电压越高,电流越强。如果在串联电池的两端接一个灯泡,那么电池越多,灯泡越亮。不过串联也有一个缺点,就是如果有一个电池接触不好,整个电路都会受到影响,灯泡的亮度也会变弱。手电筒里的电池,一般都是串联的。

并联与串联的方式不同。并联是把几个电池的正极和负极分别连在一起,然后再接到电路里。电池的这种连接方式的特点是电压和电流都是一定的,不会随电池的多少而变化。如果并联的电池越多供电的时间越长。

灯泡和电池一样,连接的方式也有串联和并联两种。要想知道两个灯炮是串联还是并联,可以把其中一个灯泡断开试试。如果另一个灯泡也随着熄灭,说明这两个灯泡是串联;如果另一个灯泡没受影响,仍然亮着,那么这两个灯泡就是并联。

[我还想知道]

家里各个房间的灯都是并联的,开关哪个房里的灯,都不会影响到其他灯。

马路旁的路灯都是串联的,夜晚它们会同时亮起来,白天又同时灭掉。

手湿时摸电器特别危险是因为电流会通过身体吗?

连接电器的电线有两条,一条是火线,另一条是地线,只有两条线都接通时,电流才能从电器中通过,电器才能正常运转。人的身体是导体,可以通过电流。当电流从身体一部分通过时,比如通过手,手指尖的肌肉会收缩,感到麻木。如果一只手摸着火线,另一只手摸着自来水管,或者是光着脚站在地上,那就十分危险了,因为等于同时又接通了地线。两条线都接通后,电流会从人的身体通过。电流流过心脏,心脏要出毛病,人会因此而死亡。所以电业工人都要穿上不导电、绝缘很好的胶鞋。

铜和铝都是很好的导电体,电流十分容易通过。人体虽然也导电,但导电的性能并不是十分好的,一般的水很容易导电,如果手上沾了水再模电线,电流就特别容易通过,这是很危险的。

[我还想知道]

干电池里的电和家里的电线中流动的电子不同,没有危险,小朋友们做电的实验时只能使用干电池。

要注意安全用电,如电器通过电时,不要拿金属去碰电热丝;不要在潮湿的地方使用电器;一个插座上不要同时连接太多的插头等等。

自动门是通过电的力量自动开关吗?

小朋友们在出入商场或高级宾馆时,经常可以看到可以自动开关的门。这种门很神奇,只要人往门前一站,门就会自动打开。等人进去后,它又会自动关上了。那么它是怎么知道有人要进去,又是谁把门打开的呢?

自动门的外形多种多样,感受人们来的方式也各不相同,但无论它们的外观差异有多大,到最后都要通过电的力量来把门打开。最常见的是地毯式。这种门是在门前放了一块地毯,地毯的里面有一条电线和电源相连。当人往地毯上一站,地毯感到重量增加,于是接通电源,把门打开。人进去以后,地毯上的重量减少了,电源断开,过几秒钟后,门就会自己关上。

[我还想知道]

电梯的电动机一般都是安装在楼顶上。电动机和滑轮相连。滑轮上有一条钢缆,钢缆的一端是载人箱,就是上下的人乘坐的地方;钢缆的另一端悬挂着一个平衡重物。在电梯的里面装有好多个按钮,乘电梯时,通过这些按钮就能让电梯开门、关门,或者是让它在哪儿停住。

在一些公共场所,还能见到另一种电梯。这种电梯看上去好像是一级级的楼梯,当它开动的时候,只要你往上一站,它就把你送到楼上。

避雷针的形状不同导电作用也不同吗?

城市的高层建筑物为了避免雷击,都要安装避雷针。避雷针的顶端有尖形的,也有的是圆截面。其中,尖顶的避雷针是由美国科学家本杰明·富兰克林发明的,他认为,尖形避雷针由于尖细的形状,因而具有两个作用:一是能够迅速地反应和接受来自云层中的电流;二是能够迅速将电流引导到避雷针主体上,并传递到地面上去。

美国新墨西哥州的物理学家查理·莫尔博士认为:顶端为圆截面的避雷计效率比尖状避雷针高2倍,它们引受电的能力也要比尖状避雷针强得多。相反,尖状避雷针在它们的顶端会产生强烈的电离“罩”,这种电离罩有将雷电向外反冲的趋向。

究竟是英式的避雷针效果好还是美式的避雷针效果好?或者是兼有这二者共同特点的法式避雷针效果好?对这个问题的研究和争论现在还正在继续。但可以肯定的是,这种研究具有实用价值,因为雷电确实给人类社会造成了许多麻烦。如果真的解决了这个问题,将会对人类生活带来无穷的益处。

[我还想知道]

当年,英国国王乔治三世大为了表示与英国与众不同,便下令将英国的避雷针顶端全部制成为圆截面形。

当时,与英、美都有关系的法国采取了一个折衷的办法:避雷针的顶端形状介于两者之间——尖圆形。

避雷针是将云中的电传入地下而保护建筑物的吗?

避雷针是用导电性能较好的金属做成的,它的尖端制成Y型,安装在建筑物的最高处。Y型下面连着一根钢导线,一直连到地下,导线的末端连接一块金属板,深深地埋入潮湿的地里。

当天空中的带电云块接近建筑物时,建筑物因带电云块的感应会带上与云块相反的电。但由于避雷针的Y型上端都是尖尖的,建筑物感应上的电会通过Y型的尖端被随时释放到空中,与云中带的电缓缓地中和,这种剧烈的放电为缓慢的多次放电;同时,使所放电的大部分电流沿避雷针的导线传入地下,而不致于破坏建筑物。

[我还想知道]

美国人曾批评英国人的避雷针的缺陷:顶端圆截形由于面积过大,不易及应和接受来自空中的雷电,并且圆截形顶端和避雷针的圆柱主体构成不和谐,不利于电流的传导。

莫尔博士还引证了他的实践观察:在16年中,雷电从未击中安装在他家附近的圆截形状的避雷针,却打在其他避雷针上。

雷达是通过无线电波预测风雨的吗?

小朋友都知道雷达在军事上有着广泛的用处,是国防上有效的预警工具。可是雷达还能测风雨,也许很多小朋友还是第一次听说过。

用来测风雨的雷达,叫气象雷达。测风的时候,气象工作者先放出一个带金属反射靶的氢气球,这样雷达向金属反射靶发射无线电波,然后通过反射的回波,就能准确地测出气球的高度和水平距离以及方位、仰角等数据,这样就可以推算出各高度的风向和风速。