图解神秘大自然/图解科普爱科学学科学系列丛书

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大自然的物理现象 佛光 佛光是因阳光照在 云雾表面所起的衍射和 漫反射作用形成的，是 一种非常特殊的自然物 理现象，其本质是太阳 自观赏者的身后，将人 影投射到观赏者面前的云彩之上，云彩中的细小冰晶 与水滴形成 独特的圆圈形彩虹。 自燃 可燃物在空气中没 有外来火源的作用，靠 自热或外热而发生燃烧 的现象，称为自燃可分 为两种情况：由于外来 热源的作用而发生的自 燃叫做受热自燃；某些 可燃物在没有外来热源作用 的情况下，由于其本身内部 进行的生物、物理或化学过 程而产生热，这些热在条件 适合时足以使物质自动燃烧 起来，这叫做本身自燃。 影子 由于物体遮住了光线， 光线在同种均匀介质中沿直 线传播，不能穿过不透明物 体所形成的较暗区域，就形 成了投影也就是我们常说的 影子。影子的形成要有光和 不透明物体两个必要条件，影子可分为本影和半影两 种。仔细观 察电灯光下的影子，还会发现影子中部特别黑暗，四 周稍浅。影 子中部特别黑暗的部分叫本影，四周灰暗的部分叫半 影。 如果在茶叶筒旁点燃两支蜡烛，就会形成两个相 叠而不重合 的影子。两影相叠部分完全没有光线射到是全黑的， 这就是本 影；本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方，就是半明 半暗的半 影。如果点燃三支甚至四支蜡烛，本影部分就会逐渐 缩小，半影 部分会出现很多层次。 音障 音障一种物理现象。当物体的速度接近音速时， 将会逐渐追 上自己发出的声波。声 波叠合累积的结果，会 造成震波的产生，进而 对飞行器的加速产生障 碍，而这种因为音速造 成提升速度的障碍称为 音障。 突破音障进入超音 速后，从航空器最前端起会产生一股圆锥形的音锥， 在旁观者听 来这股震波有如爆炸一般，故称为音爆或声爆。 电光火球 又叫球状闪电。电光火球与雷电是截然不同的， 它是独立存 在的有一定稳定性的等离子态发光体，不是高压放电 现象。内部 没有电流的存在，其光 亮柔和而不刺眼，在运 动过程中无声无息，只 是在消失时往往伴随着 爆裂，并产生刺鼻的臭 氧和亚硝酸气味。 电光火球出现时常 漂浮在离地面不远的空 中，接触地面后常反弹 起来，被接触的物质会 被烧焦。科学家们从150年前就开始研究这种罕见的 自然现象， 但在理论上至今也不能很好地加以解释。 流体状态 流体在运动的过程中，各质点完全沿着管轴方向 直线运动， 质点之间互不掺混、互不干扰的流动状态称为层状流 动，简称为 层流。如果运动着的质点不仅沿着管轴方向进行直线 运动，还伴 有横向扰动，质点之间彼此混杂，流线杂乱无章，这 种流动状态 称为紊流。锅炉中，实际流体如水、烟气、空气等的 流动状态都 是紊流。只有黏性较大的液体，如重油、润滑油在低 速流动中才 会出现层状流动。 液体的流动状态，在不同场合会有不同的利与弊 。如流体在 紊流状态时，由于分子间扰动强烈，对增强传热有利 ，但由于是 紊流，必然要增大流动阻力而导致能量损失增大。 光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播，通常简称为光 的直线传 播。它是几何光学的重要基础，利用它可以简明地解 释成像问 题。人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位 置的，这是 物理光学中的一部分。我们的祖先制造了圭表和日晷 ，测量日影 的长短和方位，就是利用光的直线传播这一原理。 P6-10