力、电、光、热等物理现象无所不及。没有电，我们的生活方式就无法延续；没 有光和热，我们便无法煮饭，清洁环境；力更像我们的影子，时时浮现在我们的眼前 ……特别是高新科技异军突起的今天，电更发挥了无可比拟的作用。神秘的电、永恒 的力、奇特的光、有趣的热，正是我们这里所要讲的主要问题。伽利略的望远镜奇趣 无穷。大象和羽毛是不可同日而语的两种物体，若摒弃地球引力，自由下落时所受空 气阻力都相等。钢铁与水泥激战、两颗子弹并驾而非齐驱。登月令人神往，而要考虑 ”粉尘“,静电似阴魂，时时缠绕着我们……一切都很平常，一切又很神秘。激光与 海市蜃楼，带我们去遨游梦幻般的物理世界。
1.单目也传情
伟大的物理学家伽利略把自己组装的望远镜本质上比喻成”大眼睛“,这种比喻 贴切吗？
这个比喻是恰当的。
伽利略和当时所有的人一样，对现今物理教科书中能够找到的、很普通的、有关 透镜和放大率的公式竟一无所知。伽利略仅想做一个能将他所看到的每一种东西放大 的”大眼睛“.
一种办法是做外科手术，用一个大透镜代替他自己眼睛里面的小透镜。但是，要 在人的眼睛里放一个大透镜是不可能的。因此，他考虑将眼睛中的小透镜变成一个平 板窗，然后在眼睛前面放一个大透镜，用这种方法制成一个”大眼睛“.怎样才能不 动手术而做到这一点呢？他把一个与眼睛中小透镜起相反作用的凹透镜，放在眼睛前 面，用以抵消眼睛中小透镜的作用，此结果等效于用一个平板窗代替眼睛中的小透镜 .这个凹透镜称做目镜。再用一个与眼睛中小透镜一样弯曲但比较大的透镜，将它放 在目镜的前面，这样就组合成了一个望远镜。它确实相当于一个比较大的眼睛。
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伽利略望远镜与开普勒望远镜相比有许多优点。开普勒望远镜所成的像是倒立的 ,而伽利略望远镜所成的像是正的，而且开普勒望远镜的镜筒比较长。
2.冷暖都是情
水在100℃时沸腾，0℃时结冰。
这种说法只适应于海平面处大气压强下。若压强升高，水的沸点升高，冰的熔点 降低。这是为什么？
到海拔高的地方，水将在较低的温度下沸腾，如在3000米处水的沸点是90℃。即 不到100℃时，水就全部蒸发掉了。这就是高原上鸡蛋煮不熟的原因--水温不够高。 只要压强足够低，水在室温便可沸腾。这一点很容易证明：将一盘水放入密封容器中 ,然后抽走该容器中的空气，水便沸腾了。另一方面，如果压强很高，即使水温高于 100℃时，也不会沸腾。蒸汽锅炉里压强很高，水即使过热了，也不会沸腾。高压锅 里以及热喷泉底部的水温都超过100℃，而它们都不沸腾。
当给冰块加压时，即使温度在0℃以下，它也会融化。在冰块上放一重物，如石 块，便可证明这一点。
为什么高压使冰易于融化而低压使水易蒸发呢？一种简单的解释方法是：冰融化 时体积缩小，高压可以帮助体积收缩；水蒸发成为水汽时，体积增大，而高压阻碍这 种膨胀。
3.能伸能屈大丈夫
把一个金属圆环加热直到金属膨胀1%,圆环中心的圆孔直径会变大，这是为什么 ?
圆孔不过是个空缺，而空缺也会膨胀，这是无法避免的。所有圆环的尺寸都要按 比例胀大。形象地说，设想有一张圆环的照片，将其放大1%,照片上的任何部位都将 被放大，当然圆孔也不例外。
也可以这样理解这个问题：将圆环弄直使它形成一根直棒，加热时，它不仅变厚 而且变长；这样当这根直棒再弯成环形时，内部圆孔的周长就像圆孔的厚度一样也变 大了。
如果我们想象一块方金属板中间有一方孔，那么很容易看出方孔将由于金属板的 膨胀而变大。把方金属板切成小方块（如图），加热使它们膨胀，再将它们拼成原样 ,方孔便同固体金属一样也膨胀了。
以前，铁匠给木轮加轮箍是采用这种方法：将略小于车轮外缘的轮箍加热，膨胀 了的轮箍刚好能套在木轮上。待冷却后，不需任何另外的固定，轮箍会很牢固地箍在 木轮上。
以后，当你打不开一个罐子上的金属盖时，在热水里浸一下或放在热炉子上加热 片刻，让盖子以及它的内周长膨胀，罐子就很容易打开了。
4.睁大眼睛，看看这个世界
把太阳光聚焦成一个灼热光斑的放大镜称为点火镜。如果透镜做得大一些，或焦 距更短一些，则光斑会变得更热一些。如果透镜能做得很大很大，或者透镜的焦距尽 可能地短，那么，它的光斑会比太阳本身更热吗？
答案是否定的。可从两个方面解答这个问题。首先，假设你的眼睛准确地处在透 镜焦点位置上。当你向透镜里看时，在每一个方向上，你的视线都是与太阳光方向相 反。如果透镜是如此之大（或者用了几个透镜），以致你朝哪个方向看，都能看到太 阳的表面。那么，你好像是处于太阳的表面之中，所以你的温度几乎与太阳表面温度 一样。
其次，假若点火镜能使光斑比太阳表面还要热，那就意味着热从太阳表面流出， 经过点火镜到达某处（焦点），而该处比太阳表面还热。然而，热不能这样流动。因 为热量只能自动从热的地方传向冷的地方，决不会从热的地方自动传向更热的地方。
5.请您亮亮相
灯泡A和B,除了B的灯丝比A的粗以外，其它都相同。如果把它们接上220伏的电源 ,哪一个较亮？
每秒钟消耗能量较大的灯泡应是较亮的。能量的消耗与通过电荷的多少及电荷通 过的电势差的大小有关。加在每个灯泡两端的电压是220伏（因为每个灯泡都是拧进 220伏的底座的），因此，灯泡亮的程度仅仅取决于每秒钟有多少电荷通过灯泡，也 就是说，与通过每个灯泡电流的大小有关。粗的灯丝电阻比细的灯丝电阻小，因此， 通过粗灯丝的电流就大。粗的灯丝可认为是几个细灯丝并联在一起形成的。因此，粗 灯丝的灯泡每秒钟要消耗的能量较大（每秒钟的能量=功率），所以B较亮。
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电的发现
早在2500年前，希腊人就知道，用动物毛皮摩擦过的琥珀，能吸引细小的绒毛或 羽毛。他们以为这是什么”魔力“,其实这是因为摩擦后的琥珀带上了静电，所以能 吸引细小的东西。
6.举手之劳，乐而为之
在一个寒冷的日子，如果你要离开家约15分钟去买东西，为了节约能源，关不关 加热器？
在外界很冷时，你的房子总是在丢失热量，如果它不损失热量，你只需加热一次 房间就可以永远保持温暖，加热器是用来补偿损失的热量。那么损失的热量是多少呢 ?这由房子的保温性能和外界的寒冷程度来决定。房子内外温差越大，降温速度便越 快（这是牛顿的冷却定律：降温速度正比于温差）。因此房内保持暖热时所失去的热 量多于房内温度较低时失去的热量。与外界相比，屋内温度越高，它损失热量的速度 越快。当然，没有温差就没有热量损失，也就不需要供热。
我们可以形象地将房子想象成有许多小洞的水桶，桶内水面高度代表室温。桶内 水面越高，水在洞口的压强就越大，水流速度就越快。保持高水面每分钟所需水量大 于保持低水面所需要的水量。显而易见，如果我们要节约水，只需将水面降低。如果 将水龙头关闭，哪怕是很短一段时间，不就能节约更多的水吗？只要稍微想一下便会 发现，将水龙头完全关闭后，若要再次充满水桶，所需水量比保持较高水平面时以相 应速度漏出的水量要小得多。当桶内水量为零或接近于零时，水面升得很快，因为此 时流入量大于漏出量；到流入量和漏出量相等时，水面就保持不变了。所以，为了节 约用电，最好关闭加热器。
7.逝者如斯夫
孔子曾感叹”逝者如斯夫“,过去的事就算过去了，不会再看得见了。然而，利 用一些物理手段是可以再现从前的。
随着红外相机的出现，它可以让人们看到看不见的红外线，因此，可以用来破案 .罪犯作案后逃离现场，可他作案时各种物体发出的红外线还残留着，利用红外相机 拍摄下残留的红外线，然后经过计算机的数据处理，最后可以显示出罪犯作案时的图 像。因此，人们可以看到曾经发生过的往事。
再从广义来讲，我们从天文望远镜里所看到的星球，那是从那个星球发出的光， 走了几十光年才传到你的眼里，实际上是几十光年前发出的光……所以说，从前是可 以再现的。
雨后天空中出现的彩虹，就是一种光的色散现象。想一想，还有哪些光的色散现 象？
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光的魔术
同一种物体，在不同颜色的光的照射下，会产生不同的效果。在阳光下看到的一 个红苹果，在蓝色的灯光下，却变成了一个黑苹果。这是因为在蓝色的灯光下没有可 供它反射的红光。
8.恋恋相依母子情深
螺钉上有一只生锈的难以拧动的螺母，可用加热的方法取下螺母。这是为什么？ 螺母与螺钉并非完全紧密地挨在一起的，两者之间总有一点很小的空隙。螺母拧不动 ,是由于这空隙太小。怎样才能使这空隙变大一些呢？加热。加热可以使任何物体膨 胀，螺母膨胀，螺钉也膨胀，最重要的是，两者间的空隙也膨胀。因此，要想拧动螺 母，就加热，尽管螺钉也会膨胀。
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一个注满冷水的浴缸，里面浮着一块冰，冰化后水会刚好注满浴缸。
冰块排开水的重量正好等于冰的重量。当冰块化开时，体积将收缩，化开的水正 好填上所排开水的体积。顺便提一句，冰在水面以上的体积，正好等于水在结冰时因 膨胀而增加的体积。
9.微薄之力解人危难
停电的漆黑夜晚我们总希望突然遇到光亮，手电筒帮了我们大忙，那么手电筒为 什么能发光呢？
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，灯泡不会发光。
10.肥大也是美
放大镜是上实验课时经常用到的工具，因为它是玻璃的，很容易损坏，使用的时 候不要让它受到摩擦和碰撞，发现上面有脏东西要马上擦掉，用完后及时收起来。你 知道放大镜为什么能把物体放大吗？
放大镜是用玻璃做成的，形状是两边薄，中间厚。光线通过它的时候会发生折射 ,聚集到一点上。我们把这一点叫做放大镜的焦点。用放大镜看东西时，我们的眼睛 正好在这个焦点上。这样，从物体来的光线经过折射后进到眼睛里，眼睛就会以为光 线是从远方直接射进来的，使我们觉得这个物体比原来的大了许多。
使用放大镜观察物体的时候，首先要使镜面与物体保持平行。然后调整放大镜和 物体间的距离，直到要看的物体十分清楚为止。
另外，小朋友可要记住，千万不能用放大镜看太阳，因为放大镜把阳光聚集在一 起，温度很高，会把眼睛烫伤。
11.非同母胜似同母
灯泡有两种接法，即串联和并联，电池和灯泡一样，你知道电池的串联和并联有 什么不同？
每个电池都有两个极，一个是正极，另一个是负极。手电筒、收音机等电器，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，整条电 路都会受到影响，灯泡也不会亮。手电筒里的电池，一般都是串联的。
并联和串联不一样。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优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通电的时间越长。
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。房间里 的灯都是并联的，每盏灯是开是关，都不会影响其他房间里的灯。
12.1+1=0对吗？
两束光可用不同的方法叠加，结果就是暗的。也就是说两束光彼此抵消后就会没 有光，这是为什么？
光是一种波动。波动彼此叠加，有时加强，有时抵消。对于水波、声波及其它种 类的波，可使某一波的波峰与另一波的波谷重叠，叠加的结果两波彼此抵消，这称作 相消干涉。这个规律对于光波也是适用的，但它似乎违反了能量守恒定律。光波彼此 抵消了，能量到哪里去了？由实验可以证明：若一个地方光波彼此抵消，那么在其他 地方（通常是很近的地方）光波是加强的。所以能量从相消的地方丢失了，但在加强 的地方又表现出来了，总能量是守恒的。
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雪地里影子的颜色为何是蓝色？
直接被太阳照射的那部分雪显示出太阳的颜色：黄白色。在你阴影中的雪没有直 接受太阳光照射，而是被来自蓝色天空的光线照明。因此，阴影多半是蓝色的。也许 这就是人们将蓝色和冷联系在一起的原因。
13.勤俭持家的好伴侣
保护地球节约能源是我们共同的心愿，应运而生了许多节能电器。电子节能灯特 别省电，为什么？
电子节能灯是靠着涂在灯壁玻璃上的荧光粉发光的。节能灯用的荧光粉是由稀土 元素的化合物配制而成的。通电后，发光效果特别强，因此从它出生的那日起，便可 以与它的老祖宗--白炽灯相抗衡了，这也是科学的结果。
另外，科学家研究发现，电源频率与荧光粉的发光效率有关系。因此他们便把节 能灯安上了最新设计的电子镇流器来控制电压，这种镇流器可以把50赫220伏的交流 电，转换成50千赫的高压电。正是采用了这项新技术，电子节能灯的电能利用率才提 高了15-20%.电能利用率的提高，当然就节省了电源，无论是单位还是家庭，省电都 是一笔十分划算的经济账。
14.重于泰山还是轻于鸿毛
大象和羽毛重量不能同目而语，假设一只大象和一根羽毛从一棵高树上落下，在 落到地面的过程中，哪个所受到的空气阻力大？