请提供:有关 声现象、物态变化、光现象、物理中的运动 的趣味小故事

【专家解说】：在十七世纪的时候，有一天，狂风大作，雷电交错，一家皮鞋作坊不 幸被雷电袭击。暴风雨过后，作坊主回到作坊里，他很惊奇地发现，鞋钉 和缝针都粘到铁锤和砧子上去了，就象磁石能把钉子和钉吸起来那样。当 时科学家仔细地研究了这一奇怪的现象，发现这种现象是雷电使铁锤和砧 子等磁化所造成的。后来，人们就把电线绕到铁块上，制成了电磁铁。到 了十九世纪，法拉第用实验证明;电可以产生磁，磁也可以产生电。从此， 科学家们把电和磁完全联系起来了。 电磁铁具有广泛的应用，最早也是最简单的一种应用可能要数电铃 了。下图是一张简单的电铃结构图，主要部件是一个马蹄形电磁铁，电磁 铁上有一块衔铁，它和弹簧片相连接;衔铁的一端有一个小锤，锤和铃盖 之间有一个小空隙。按钮就是电铃的开关，按下按钮接通电流，铁芯被磁 化，将衔铁向下吸，小锤就会碰击铃盖，发出叮呤的声音。在衔铁被吸向 下的同时，接触螺钉与弹簧片断开，电流中断，电磁铁失去磁性，衔铁又 被弹回原处，电流再次接通，小锤又敲击一下铃盖。这样，在按下电钮期 间，清脆的门铃声就响个不停了。当然，随着技术的发展，五花八门的电 铃就应运而生了 1728 年，英国天文家布莱雷德发现了光行差现象。他观察到，恒星在 一年的不同时间表观位置会发生变化。也就是说，在地面观测某颗恒星时， 望远镜的倾角要作相应的周期变化。 为了更好地理解光行差是怎么回事，我们先来看看日常生活中的一个 有趣现象。大家一定会有这样的经历，在一个无风的下雨天，雨是垂直下 落的，如果你打着伞站着不动，雨就淋不着你。但是如果你把雨伞仍然竖 直举在头顶而跑步前进的话，那么你的衣服就会被淋湿，在你看来，这时 候的雨并不是垂直下落的，而是倾斜着向你飘落下来。 光行差的道理也是一样的，恒星是不动的，但是地球却在以每秒30 公里的速度绕太阳公转，因此，对于一颗正在头顶上方的恒星，在地球上 看来，光线并不是垂直照下来的，而是有一定的倾角α，根据简单的合成 原则，有: tg = v c a 地球 某种c 为光速。 布莱雷德的观测发现，α约为20.5〃。因此将α的观测值和地球的公 转速度代入上面的公式，就可以得出: c=3.1×108 米/秒。 这是历史上首次得到的较为准确的光速值。 1911 年昂尼斯发现汞在绝对温度4 度时电阻突然消失，于是，超导物 理就此诞生了。 几十年以来，许多物理学家致力于超导的理论研究和实验研究，测得 的临界温度也在不断提高。1986 年12 月23 日，日本东京报道:日本学者 获得国际上超导转变温度最高的新材料，转变温度为绝对温度37 度。 就在3 天之后，即12 月26 日，北京报道，中国科学院物理研究所的 赵忠贤教授领导的实验小组，在具有超导电性的多相性金属氧化物中，获 得绝对温度70 度的转变温度。 1987 年2 月16 日报道:美国获得了绝对温度为98 度的超导体，而且 使用的冷却剂是液氮而不液氦。 2 月24 日，中国科院宣布:中科院物理所发现绝对温度在百度以上的 超导材料。 一时间，全世界各大低温实验室都在进行超导实验，关于高温超导的 转变温度的的报道更是充满报端。仅在三个月的时间内，超导体的转变温 度由37 度一下子提高到了一百多度，这确实是一件异乎寻常的事件。 由于高温超导实验的热潮在全世界高涨起来，美国物理学会决定临时 召开一次国际高温超导学术会议。大会预备在3 月18 日下午7 时召开，5 点钟的时候，会议厅外就有5000 多人在排队等候，大会会场座无虚席，甚 至有不少人席地而坐。中、日、美三国超导专家在会上作了精彩的报告。 会议一直开到翌日凌晨两点。这次盛况空前的学术会议恐怕是物理学界前 所未有的。 应该说在本世纪五、六十年代之前，就人们所认识的限度而言，爱因 斯坦的观点应该是正确的:超光速是不可能的。可在七十年代前后，射电 天文学家却发现，宇宙中有4 个致密的河外类星体射电源。河外射电星体 有时会抛出一、两对射电星云--射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起 的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速 的5 倍至10 倍。 这些难以解释的现象有些使科学家们胆怯，生怕被不精确的测量所愚 弄。可美国和西德的一些科学家经过十多年的认真观测，积累了足够多的 数据，令人信服地证实他们的观测是真实的。这就是说，超光速粒子在茫 茫宇宙中是客观存在的。面对这种出乎意料的结果，众说纷纭，各种猜测， 假说应运而生。1967 年，美国哥伦比亚大学范伯格提出一种假设，即认为， 在宇宙空间中存在另一个由速度超过光速的粒子(称之为“快子”)组成 的宇宙，在由这种由“快子”组成的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是 以无穷大速度运动的，而且若它们获得的能量越多，反而运动速度越慢， 直到获得无穷大能量后，速度才减慢到光速。这正好与我们这个宇宙中的 情况相反:在我们这个宇宙中，一个静止物质能量最小，当它获得能量后， 就开始运动，而且获得能量越多，运动速度就越快，直到获得无穷大的能 量后，物体速度也达到极限，即光速。 在快宇宙中(由“快子”组成的宇宙)，任何情况下，一个超光速粒 子不可能比光速运动得慢，而在我们的慢宇宙中，任何情况下，一个物体 不可能比光速运动得快，由此可见，光速正是两个宇宙的分水岭。 如果一个“快子”在真空中运行，则它经过时必须要留下一道可以探 测的光迹，虽然目前实验室里还从来没有发现过“快子”，但从数学公式 的推算看，“快子”是可能存在的，所以科学家们都希望能快些捕捉到“快 子”。 总之，超光速之谜是令人神往的。 人们都知道，紫外线是肉眼看不见的光，若用一束紫外线照射酸性的 硫酸奎宁溶液，你就能看到原来不发光的溶液发出了蓝光，这种光就叫做 荧光。通常的日光灯也是利用荧光道理做成的:在日光灯管壁上涂有一层 能激发白光的荧光粉，管内是低压水银蒸汽，当管子两端被加上六、七百 伏高压(镇流器产生)时，水银蒸汽被电离，产生2237Å 的紫外线，这紫 外线照射在荧光粉上就能发出柔和的白光来了。用手摸一下白炽灯灯泡与 日光灯的管壁，你就会感觉到，白炽灯泡烫手，而日光灯管却一点也不烫。 所以日光灯也叫荧光灯。 荧光的特点是当入射光照射时，荧光产生，而入射光一停止照射，荧 光也几乎同时停止发射。 自然界中还有一种固体，平时它不发光，但当它们受到紫外线的照射 时，就能发出一种暗绿色的光。入射光停止照射时，这种物质仍能持续发 光，有的甚至能持续发光几个小时，这种光就称之为磷光。人们利用磷光 的这种特性做成了夜光表、夜光指示器及坑道、山洞的夜光指示灯，给人 们的生活和工作带来很大放便。 荧光和磷光都必须在外界光线照射下才能产生，它们不象普通光线那 样产生热效应，所以又称之为冷光。冷光的另一特性是它们的颜色与入射 光波长无关，只与发光的物质种类有关。如日光照射叶绿素的醇溶液时， 会激发出红色荧光，照射铀玻璃则呈绿色荧光，照射奎宁溶液时能产生蓝 色荧光。另外有些生物体，甚至人体也能发出荧光或磷光来。 在无线电波的传播中，当传播余隙过小时，路途中的障碍物可能会把 电波挡住，造成严重的传播损耗，甚至使通讯中断。但是，有时会遇到这 样一种有趣的现象:在被高山挡住的电波传播路途上，接收到的场强比没 有高山阻挡时更强，随着接收点离开山脚越远，场强也越大，甚至可以比 没有山峰时大10 分贝以上。这种现象称为“屏障增益”。如何解释这种现 象呢? 电磁波由T 发出后，一部分电波直接传播到山顶C，另一部分电波由 地面A 反射达到C。而C 点的电波也有一部分直接传到接收站R，一部分通 过B 反射到R。只要反射波和直达波在R 处干涉加强，则在R 处就可以收 到很强的信号。为减小山峰的绕射损耗，可在C 点架设无源接力站，即在 山顶上架设两副天线，一副对准T，另一幅对准R，二天线用匹配馈线联接 起来。 由屏障获得最大增益的现象对电波传播是很有利的，在通讯线路上如 果有可能，应充分利用。不过，这种条件并不是经常能得到的。