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2021-05-27 06:20:02PChome書店

1分鐘物理(1)往颱風眼裡扔一顆原子彈會怎樣?


1分鐘物理(1)往颱風眼裡扔一顆原子彈會怎樣?
作者:中國科學院物理研究所 出版社:日出出版 出版日期:2021-03-03 00:00:00

<內容簡介>

智商爆表物理所學霸在線解惑
專門回答老師不教、爸媽不會、不問憋得慌的問題!

用日常小事揭開萬物之理,
逐步進入(或迷失在)浩瀚的量子宇宙,
以最接地氣的解答,提供最深奧的知識!

為什麼戴上耳塞可以減少噪音?
如果穿越到秦朝,能不能發電?
為什麼下雪後感覺很安靜?
往颱風眼裡扔一顆原子彈會怎樣?
太陽為什麼沒有蒸發掉?
雲為什麼不會掉下來?
極光為什麼是綠色的?
黑洞有溫度嗎?

物理是眾多科學學門的理論基礎,
也與我們的日常生活息息相關,
這門看似「高冷」的學科,
時刻描述著我們生活的世界。

廣受年輕人與科學愛好者歡迎的科普自媒體、集結眾多科學怪才的中國科學院物理研究所,
丟掉學者包袱,跳脫艱澀繁複,
化身又皮又萌的物理君,
以大家普遍讀得懂、又不失科學性的方式,
在線回答各種稀奇古怪的物理問題。

238個科學問題╳50幅趣味插畫
從日常物理聊到量子宇宙,
有趣又有料(甚至有點鬧),
一分鐘get一個物理知識,
在碎片化的時間中汲取科學養分!

本書包含生活篇、腦洞篇、學習篇、宇宙篇和量子篇,
以簡練平易的方式擴充你的知識庫,
用充滿趣意(或虧你想得到)的問題開啟對科學的思考與興趣,
進一步關注更廣闊的科學世界,
保持探索世界、尋根究柢的好奇心!

★目錄:

一、生活篇
二、腦洞篇
三、學習篇
四、宇宙篇
五、量子篇

致謝

<作者簡介>

中國科學院物理研究所
中國科學院物理所成立於1928年,是以物理學基礎研究與應用基礎研究為主的多學科、綜合性研究機構。
在中國高校及科研院所中,中國科學院物理所是第一批「玩轉科普」的。物理所官方公眾號依託學科優勢,向喜愛科學的廣大讀者推送兼具科學性、趣味性的科普文章。目前,公眾號已有100萬關注量。公眾號內容豐富多彩,活潑有趣,原創內容豐富,包含「問答」、「正經玩」、「線上科學日」等多個欄目。
「問答」是物理所公眾號的王牌專欄。在物理所從事科學研究的一批優秀專業人員通過該欄目與讀者互動,用幽默通俗的語言解答讀者對科學的各種疑問。

審訂者:鄭志鵬
臺北市立龍山國中數理資優班理化教師,長期投入科學探究課程模式開發,認為科學學習不只有知識和公式,必須要有更多脈絡化、主動化的探究思考學習。曾獲得103年優良特殊教師、教育部活化教學列車教師。擔任十二年國教國中自然課綱編輯委員。

★內文試閱:

下雨時是部分地區下雨,那為什麼我們平時看不見或者接觸不到下雨與不下雨的交界處?
其實下雨的地方和不下雨的地方是有比較明顯的分界的,物理君在開闊的荒野中就經常看到。只是一些原因讓我們不太方便看到這個現象。
首先,雲層距離地面幾百到幾公里不等,非常高,雨滴在下落過程中會因為受到風的擾動而隨機散開,導致邊界模糊;其次,邊界區域相對於雲朵整體面積而言,占比較小,觀察者不容易碰巧處在邊界附近;最後,雲朵在風力作用下移動,速度可輕鬆達到每秒幾十公尺,邊界快速移動,對觀察者而言也是一晃而過。
總之,當天氣晴朗、土地乾燥時,如果突然遇到陣雨且雨滴較重、風速較小,我們很容易看到雲朵下雨區域的乾濕交界。這也符合日常生活的經驗。

為什麼下雪後會感覺很安靜?
能發現這個問題,提問者一定是一個心細如髮的人。
雪花是水的一種常見的物態,人類對雪花的研究開始得比較早,認識也比較深入。雪花很輕,是從天上「飄」落到地面上的。它千奇百怪的形狀,還有這種輕輕「飄落」的性質,決定了積雪不能緻密(人踩過車軋過的不算),只能處於蓬鬆多孔的狀態。
那麼接下來我們就要講到聲音的吸收了。我們知道聲音是一種機械波,是靠空氣的振動來傳播的。而空氣的這種振動最害怕遇上蓬鬆多孔、容易發生非彈性形變的物質(如海綿),因為聲音傳到這些小孔腔裡之後,會經過多次反射,直至把能量耗光,只有較少的一部分能逃出小孔腔,繼續傳播。市面上很流行的隔音泡棉就利用了類似的原理。下雪比較安靜也是因為這個。
關於吸音,其實還有很多可以說的。我們這裡再簡單提一下。
我們身邊有很多場所是需要做吸音處理的,例如會議室、音樂廳。這裡用到的吸音原理就比較多了,不單單是上面所說的小孔腔吸音。其中較常用的原理是共振吸音,一些功能性場所需要吸收特定頻率的聲音,這時可以用一些材料,其固有頻率比較接近需要吸收的聲音的頻率,該頻率的聲音傳播到材料上時,吸音材料就會發生共振,把聲音吸收然後耗散掉。

在颱風的風眼扔一顆原子彈會怎麼樣?
物理君要讚美這個腦洞!哈哈!
這應該沒什麼影響,原子彈的衝擊波範圍也就十幾公里吧。一個大點的颱風風眼直徑動輒二三十公里,更不要說週邊幾百上千公里的氣旋了。原子彈連風眼都填不滿。大自然說,你們人類完全不夠看啊。
我知道,這肯定不是你們想要的答案。那我們來腦補一個特別特別大的原子彈和一場小型颱風吧!
首先颱風眼是地表的低氣壓中心。大氣從四面八方流向風眼,然後在風眼週邊湧向高空。在那裡丟一顆原子彈,原子彈釋放的大量熱量會使颱風中心的氣壓短時間升高。這使得颱風短時間減弱。然而這並沒有(那個什麼)用,熱空氣會迅速往上層大氣湧,這又加劇了地表的低氣壓,於是更猛烈的颱風即將產生。
所以,核彈對颱風是完全沒有辦法的。這是螳臂當車呀!砸顆小行星說不定有用。

我們穿越回古代(比如秦朝)能發電嗎?
為了這個問題,物理君專門跑去翻了《史記》,這真是太為難理科生了。(不過術業有專攻,我盡力而為,如依然有史實錯誤,望勘正。)
首先,秦朝的青銅冶煉技術已經非常成熟。而生鐵冶煉技術始於春秋後期,西漢開始大範圍應用,秦朝的冶鐵技術就算沒有成熟也不會差到哪裡去。這樣我們就有了兩種電化學活性不同的金屬,青銅和鐵,理論上就有了製造原電池的可能性。不過,由於鐵和銅的電化學活性差得不是特別多,再加上鐵中雜質多,青銅中又摻有少量錫。因此,這個原電池的效率必定是極差的。
當然,光有金屬電極還不行,還要有酸和鹽組成的電解液。這在秦朝還真不一定有。因為常見的酸性植物,番茄啊,檸檬啊,那時都還沒引進。唯一本地產的柑橘又在南方,而中國的南方大開發還要等到三國和南北朝時期。好在我查了一下,發現「橘生淮南則為橘,生於淮北則為枳」這句話原來出自《晏子春秋‧內篇雜下》。我順手還發現原來春秋時期我們就已經有醋了!所以酸液也有了!因此,在秦朝,雖然電燈泡是完全沒有機會造出來的,不過電池可能真的能造出來哦!
這還沒完,秦朝有沒有磁鐵這個事情似乎還沒有定論,但磁鐵是可以造的。將鐵粉部分氧化成四氧化三鐵,然後燒結成塊材,再讓它緩慢降溫到居禮溫度以下,這樣它就可以在地磁場的誘導下成為一個比較弱的磁鐵(這是富蘭克林說的)。這樣,有了磁鐵,有了鐵銅做的導線(當然,那時的鐵銅有可能延展性差,不足以製成線,不過無妨,不行我們就用金嘛),彼時蜀郡郡守李冰正在興修都江堰,當時的人有一定的水利工程能力,那麼……你懂的。