水之谜
1.100℃的水为何不沸腾
炉子上放一口烧水的锅，盛一些水，再用小奶锅盛一点水，让它漂在大锅里。从锅底给加热，大锅里的水沸腾了，小奶锅里的水却不沸腾。做实验的时候，注意使小奶锅一直停在大锅中心，延长加热的时间，奶锅里的水也不沸腾。
这是为什么？
沸腾是液体的一种汽化现象。液体汽化的时候，都要吸收热量。
大锅放在炉火上，炉火的温度比100℃高得多，锅内的水升高到100℃以后，炉火仍不断把热传导给水，使大锅里的水不断汽化，不断沸腾。
奶锅放在水中，只能从水中得到热。大锅里的水温度升高，奶锅里的水温度也跟着升高，大锅的水达到100℃，奶锅里的水也达到了100℃。可是，大锅里的水沸腾以后，温度不再升高，始终停留在100℃。我们知道，两个物体的温度相同，它们之间是不会发生热传递的。现在，奶锅里的水和大锅里的水都达到100℃，奶锅里的水不能再从大锅里的水吸收热量，就不会沸腾。
如果奶锅底与大锅底接触，由于炉火的温度比100℃高，因此奶锅里的水可以通过金属从炉火吸收热量，奶锅里的水就会沸腾起来。
2.冰在开水里为何不熔化
把一小块冰丢到装满水的试管里去，由于冰比水轻，要想不让冰块浮起，再投进去一粒铅弹、一个铜圆等去把冰块压在底下，但是不要使冰跟水完全隔离。现在，把试管放到酒精灯上，使火焰只烧到试管的上部。不久，水沸腾了，冒出了一股一股的蒸汽。但是，多奇怪呀，试管底部的那块冰却没有熔化！我们好像是在表演魔术：冰块在开水里并不熔化……
这个谜的解释是这样的。试管底部的水根本没有沸腾，而且仍旧是冷冰冰的，沸腾的只是上部的水。我们这儿并不是什么“冰块在沸水里”，而是“冰块在沸水底下”。原来，水受了热膨胀，就变成比较轻的，因此不会沉到管底，仍旧留在管的上部。水流的循环也只在管的上部进行，没有影响到下部。至于下部的水，只能经过水的导热作用才受到热，但是，你知道水的导热度却是很小的啊。
3.水在0℃为何不结冰
一般来说，水温可降到0℃，同时也可能存在0℃的冰。有人认为：0℃的水一定会转化为0℃的冰。这种看法是不对的。0℃的水和0℃的冰相比较，虽然它们的温度都是0℃，但是由0℃的水转化为0℃的冰可不是一件容易的事。实验表明，1千克0℃的水转化为0℃的冰要放出80千卡的热量，这相当于同样质量的水，温度从80℃降低到0℃所放出的热量。0℃的水转化为0℃的冰既然要放出大量的热量，那么一定要有周围的物体吸收这部分热量才行。为了能使热量从0℃的水传至周围的物体，所以周围物体的温度一定要低于0℃。冬天，当气温降到0℃以下，0℃的水才能结冰。如果气温等于0℃，那么0℃的水和0℃的冰将处于一种热平衡状态，容器中的0℃的水不能使0℃的冰熔解，而0℃的冰也不能使周围的0℃的水凝固，成为一种0℃的冰和水共存的状况。解答有关冰水共存的热学问题，我们应当特别注意，防止得出谬误的结果。
例在质量200克，温度是10℃的水中丢入一块500克0℃的冰，求热平衡时的温度是多少？
解：设热平衡时的温度是t℃，则200克水温度从10℃降低到t℃放出的热量Q1为：
Q1＝1卡/（克·℃）×200克×（10－t）℃
＝（2000－200t）卡。
500克0℃的冰熔解为0℃的水吸收的热量Q2为：
Q2＝80卡/克×500克＝40000卡，
500克0℃的水温度升高至t℃吸收的热量Q3为：
Q3＝1卡/（克·℃）×500克×（t－0）℃
＝500t卡。
根据热平衡式，得
2000－200t＝40000+500t
所以t＝－54.2℃
答案显然是错误的，在0℃的水中丢进一块0℃的冰之后，绝不可能出现混合温度在零度以下的状况。检查运算过程，也看不出什么错误。到底错在什么地方？查其根源就在于设错了热平衡的温度在t℃。实际上，在这种情况下，热平衡的温度不可能在0℃以上。因为500克0℃的冰要完全熔解为0℃的水需要吸收的热量：80卡/克×500克＝40000卡。而200克、10℃的水温度降低至0℃也只能放出热量：1卡/（克·℃）×200克×10℃＝2000卡，这部分热量只能使＝2000卡80卡/克=25克0℃的冰转化为0℃的水。最后只能是一种0℃的水和0℃的冰共存的状态，其中0℃的冰500克－25克＝475克，有0℃的水200克+25克＝225克。
迷雾重重
1.铅笔不倒
一个小男孩手里拿着一张窄纸条（宽二三厘米、长约20厘米），纸条的另一端用一根直立的铅笔压在桌边。他轻轻地把纸条拉平，用另一只手的食指打击纸条的中部，纸条从铅笔下被抽了出来，铅笔却没有倒。
这是为什么？
食指打击纸条，纸条迅速被抽出，纸条对铅笔施力的作用时间很短，作用效果就不明显，铅笔本身有惯性，要保持静止状态不变，所以纸条被抽出后，铅笔也不会倒。若慢慢拖动纸条，纸条对铅笔施力的作用时间变得很长，纸条就会带着直立的铅笔一起向前滑动，如果速度均匀，使铅笔的各部分步调一致向前运动时，铅笔平稳向前运动也不会倾倒。可是，在实验中，很难使速度均匀，即使纸条对铅笔施力作用时间足够长，铅笔上、下各部分向前运动的步调很难完全一致，结果铅笔还是会倾倒。
2.挑担子的技巧
对挑担子有经验的人，他一定喜欢把两头的绳子放长一些，这样做可使担子挑得比较稳，并且走起来脚步也不须跨得很急。这是为什么呢？
挑着重担走路的人，当把后脚提起向前跨的时候，总感到身体有向前倾跌的趋势。经验证明：这种向前倾跌的趋势越大，脚步就跨得越急，也就是说，从后脚离地到跨前着地的时间就越短。经验还证明：这种向前倾跌的趋势与担子的重量和重心的高低有关，担子越重，重心越高，这种倾跌的趋势就越大。放长绳子就是降低担子的重心（实际上是降低了人和担子的整体重心），也就是减小跨脚时的倾跌趋势，因此脚步就跨得很急，人感到舒适得多。
还有，一个人在走路的时候，总是左脚一步、右脚一步地前进，左脚跨步时右脚单独支持全身的重量，右脚跨步时左脚单独支持全身的重量。在转换左右脚支持全身重量时，为了防止向左右倾跌，人的肩头总在作很小的左右摆动。
挑担子的人，随着肩头的摆动，扁担也在振动，吊在扁担两头的东西也要跟着扁担头向左右摆动。如果肩头的摆动和挑着的东西的摆动合了拍（科学术语叫共振），东西就摆动得很厉害，这样会使挑担的人累得像喝醉了酒一样，歪歪倒倒，无法顺利前进！
物体来回振动一次所经过的时间叫周期。肩头振动的周期决定于跨步的快慢，担子振动的周期决定于绳子的长短，绳子越长周期越大（用1米长的绳子吊着的东西摆动周期差不多是2秒多钟）。实验证明：当担子振动的周期和肩头振动的周期相差不大的时候，就要发生共振现象。故长绳子就可以加大担子振动的周期，使它比肩头振动的周期相差较多，而不致发生共振现象。
但是，在山地上或路不平的道上挑担，绳子就不宜放得过长，否则担子会经常碰撞地面，使人东倒西歪，失去平衡。因此，决定绳子的长短，还要考虑地形等因素。
3.挑水的秘诀
没挑过水的人，挑起一担水，开头走几步还好，多走几步就不行了，桶里的水摇来晃去泼天泼地的，挑到目的地，恐怕一桶水，只剩下大半桶了。如果我们在水面上浮一块木板或一张荷叶，挑起来就平稳得多，桶里的水也不是那么容易泼出来了。这是什么道理呢？
原来挑着担子走路，人和扁担都要振动，桶里的水也要随着振动。最初水的振动幅度不大，不过是水面有些摇晃，等到后来，桶里的水振荡得与人的步伐合拍了，水就振动得非常厉害，以致溅出桶外，这就是共振现象。在水桶上放一块木板或一张荷叶，水在振动时，就必须带着木板或荷叶一起振动，这样大大地减小了振动幅度，水就不会溅出来了。
4.颜色之谜
关于物体的颜色，在教学活动中，往往有人说“物体是什么颜色就反射（或透射）什么颜色”，甚至有人说“物体所以呈现某种颜色，是因为它把其他颜色的光都吸收了的缘故”，我们认为，这两种说法是不妥的乃至错误的。
非发光物体的颜色取决于施照光源的颜色和被照物体对光的吸收特性。在没有光源的黑暗环境里，任何物体都不会呈现其颜色，只有在光照下，物体才可呈现一定的颜色。同一物体在颜色不同的光源下呈现着不同的颜色，而在同一光源下的不同物体一般也呈现着不同的颜色。通常所谓物体的颜色是指这种物体在白色（阳光、白炽灯光、日光灯光等）下的颜色。众所周知，白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的，在科学技术上，人们还制造了各种单色光源，单色光源只有一种颜色，从波动理论讲，单色光就是波长单一的光。迄今波长最为单纯，颜色最为鲜艳的光源应推激光。
平常人们熟知白光可由七色光复合而成，却很少了解白光也可以由较少颜色的光复合而成。实验表明，如果把适当颜色的两种单色光按一定的强度比例混合，可以形成白光。这样的两种颜色就称为互补色。
当白光照射不透明物体时，由于物体对不同波长的光吸收，反射的程度不同，而使物体呈现了不同的反射颜色。若物体对各种波长的光都完全吸收，则物体呈现黑色；若完全反射，则呈现白色；若对各种波长的光，吸收程度差不多，则呈现灰色；如果物体有选择地吸收某一或某些波长的光，那么这种物体的颜色就由它所反射的光的颜色来决定，即反光物体的颜色是与其选择吸收光成互补色的颜色。例如，树叶由于吸收了阳光中紫色而呈现绿色。
当白光照射透明或部分透明物体时，因其对不同波长的光吸收、透射的程度不同，而使物体呈现了不同的透射颜色。若物体对各种波长的光透过的程度相同，这种物质就是无色透明的；若只让一部分波长的光透过，其他波长的光被吸收，则这种部分透光物体的颜色就由透过光的颜色来决定，即透光的物体呈现的是与其选择吸收光成互补色的透光颜色。例如，高锰酸钾溶液吸收了白光中的绿色光而呈现了紫色的透光颜色。
总之，物体反光和透光所呈现的颜色都是由与物体选择吸收光成互补色的光而决定的颜色。当然，如果物体选择吸收的不只是一种颜色的光，那么物体（反光或透光）的颜色就将由几种吸收光的互补光复合而成。
令人惊叹的自然现象
1.次声之谜
1948年2月的一天，一艘荷兰货船正航行在马六甲海峡的海面上。傍晚前后，突然有一股强风暴袭来，吹得货船不住地在海面上颠簸摇荡。风暴过后，货船的甲板上再也没见到一个活动的人影，只是从机舱中不断传来有节奏的轰鸣。船径直地朝一个方向驶去，一直顶到A国的海岸上，再也不能前进了，然而发动机还在不停地鸣响着……
A国的边防人员见此情景，都感到困惑不解。有人猜想：莫非所有人员都睡着了，还是……他们很谨慎地登船一看，果然所有船员都卧倒了，横七竖八地躺在不同的地方。有人大声呼喊，这些人都毫无反应。又有人把手伸到船员的口鼻部，发现气息全无，触摸胸部，不见心跳。呵，全都死了！
边防人员立即将此事向有关当局报告，并请来法医查找死因。医生们对所有死者进行了仔细检查，没有发现任何外伤和任何中毒症状。医生们认为：船员们的死亡同心脏病突发者的死亡状况十分相似。但转而一想，这可能吗？回答显然是否定的。因为这些船员绝对不可能因心脏病同时发作而死亡。那究竟是什么原因造成这一惨案呢？这个问题在很长时期内都没有找到答案。于是这一震惊全球的海上惨案，又为这个世界增加了一个不解之谜。
真是“一波未平，一波又起”。后来有一天，有人到匈牙利的包拉得里山洞去旅游，刚踏进洞口里面那十分狭长的通道，就发现地上躺着三具来历不明的尸体。吓得旅游者们失声叫了起来，赶紧回去报告。经查证，发现死者是三个旅行家。可是医生没有从死者身上找到任何谋杀或自杀的迹象，在很长时期里也没有找出死因。
随着近代科学技术的发展，这两个“不解之谜”终于被科学家们解开了，原来都是那个看不见、摸不着的“凶手”——次声作的案。马六甲海峡惨案是由于海洋上的风暴产生的高强度次声所致；山洞中的三名旅行家是由于气压剧变时产生次声而致死。
次声是一种低频率的声音，人们的语言频率一般在300~5000赫兹之间。声频超过二万赫兹的叫超声，低于20赫兹的叫次声。超声和次声人们都听不到。次声的穿透力很强，在空气中能以1200多千米的时速传播。次声能使人烦燥不安，精神沮丧，甚至错乱癫狂。次声还能使人头晕目眩、呕吐恶心、全身痉挛或四肢麻木。低于7赫兹的高强度次声对人体有致命危害。例如：法国的一个次声研究所，有一次在进行次声试验时，因技术上的差错，让次声泄漏出去，致使十里地之外的30名无辜居民，顷刻间全部死亡。
为什么高强度、低频率的次声能使人致死呢？归根结底还应该说是“共振”。人体肌肉、内脏器官都有其固有的振动频率，当这种较低的固有频率与次声波的频率相同时，就会发生共振，产生较大的振幅和能量，从而造成人体结构的巨大破坏而死亡。
自然界的次声波来源于多方面，如太阳磁暴、流星撞击、风暴、大海咆哮、火山喷发、雷鸣闪电等。各种人造机构也能成为次声源，如原子弹爆破、运载火箭的发射、鼓风机、真空泵、柴油机等。
因此，人们在防止噪音对环境污染的同时，还必须注意防止这种听不到的次声对人体的危害。
2.海市蜃楼
山东省北部的蓬莱县，自古有着“蓬莱仙境”的美名。古书上把蓬莱称为海上神山，民间传说中的“八仙过海”，就在此地。秦始皇为寻求海上神仙和长生不老的药，也曾到过这里……当然这些都是神话传说，但与蓬莱的风景确实迷人，又多海市蜃楼的奇妙景象是有着直接关系的。
蓬莱县城北有座丹崖山，山崖壁陡，三面临海，山顶上雄踞着著名的蓬莱阁，登上阁楼可俯视无垠的大海，是观赏海市蜃楼奇景的理想地方。
所谓海市蜃楼，就是在春夏之交或夏末秋初时，每当雨后初晴，或风和日丽晴朗少云天气里，会在远处海面的半空中，突然呈现亭台楼阁，山峦起伏，树木丛丛，行人车辆等奇妙的幻影，宛如身临仙境。过一段时间幻影突然又消失得无影无踪。
其实海市蜃楼是一种幻景，是一种大气光学现象引起的。在春夏季节，白天海水温度比较低，下层空气受水温影响，较上层空气为冷、密度大，而上层空气密度小。当阳光穿过这种空气层时，就要发生折射和反射，下层密度大的空气就像一面镜子一样，把地面景物反射在半空中。就会出现奇妙虚幻的景致。例如，蓬莱县北部海面上的庙岛群岛，在夏季白昼海水温度低，空气出现下密上稀的差异，所以在蓬莱县常可看到庙岛群岛的幻影。宋朝时候的沈括曾有记载：“登州（即现在的蓬莱）海中时有云气，如宫室台观，城堞人物，车马冠盖，历历可睹。”因为当时人们无法解释这种现象，就把蓬莱和“仙境”联系起来了。
海市蜃楼不但在海面上能见到，在江面上或沙漠中也能看到。不过沙漠中的幻景不在半空而在地面上。这是因为白天沙漠贴近地面的空气温度高于上层，所以上层密度大而下层密度小，密度大的反射镜在上层，就把蓝天、树木、房屋反射在沙滩上而且形成倒影，所以蓝天像湖水，使不少沙漠旅行者上当受骗。
无论哪一种海市蜃楼，只能在无风或风力微弱的天气条件下出现。当大风一起，幻景顿时消失。这是因为这种空气层极不稳定，大风一刮，上下层空气搅动混合，上下层空气密度没有什么差异了，光线就不会出现折射和反射的现象了。
“仙境”的秘密被揭穿了，但人们并没有失望，观赏海市蜃楼仍是人们极向往的乐趣。而人们更向往的是蓬莱的人间“仙境”，因为蓬莱的风景本身就非常美丽。蓬莱依山傍水，山青水秀。有“仙阁凌空’”，“海市蜃楼”，“万里澄波”，“狮洞烟云”，“日出扶桑”，“晚潮新月”等十大胜景。
3.奇烟怪雾
古典神话小说《西游记》的主人公——唐僧师徒四人，在往西天取经的途中，不知遇到过多少妖魔鬼怪。这些妖魔鬼怪常常是忽而出现、忽而隐没在奇烟怪雾之中。当唐僧师徒误入魔洞时，更是随着恐怖的隆隆巨响，妖烟四起……
那么，在自然界里，万山丛中是否有这种令人生畏的奇烟怪雾呢？看来，这并非《西游记》作者吴承恩的凭空想象和任意虚构，这种神秘莫测的自然现象虽然罕见，但还是有的。
美国阿拉斯加州是个多火山地区。奥古斯丁火山、卡特迈火山是该区的活火山，以常常喷发而著称于世。卡特迈火山1912年大爆发以后，科学家曾前往考察。他们在这座活火山西北约10千米处，发现一条宽8千米、长约16千米、面积约100多平方千米的地带，被火山灰所覆盖，满布着成千上万个喷气孔，有一排竟长达1000米以上。伴随着令人恐怖的隆隆巨响，喷气孔不断向上空喷出混杂着火山灰的炽热气体。气体在高压气流的带动下，以飓风般的速度，咆哮着向山谷下方推进，以雷霆万钧之力，把沿途的树木全部推倒。有如妖魔出动，令人胆战心惊，望而却步。在山谷上部，烟柱更为密集，致使谷地完全为浓烟所笼罩，所以地质学家称之为“万烟之谷”。
当然，奇烟怪雾并不都是由火山活动造成的。我国湖南省南丹矿务局钢城锡矿采矿区，就有一股滚滚奇烟，从地下升腾而起，烟柱高达100米以上，几乎与云脚相接，覆盖了近3平方千米的地区。这股奇烟究竟缘何而起？有关地质人员进行过考察，证明这是由于矿层自燃引起的。浓烟由三个直径10米、深约20米的“魔洞”吐出，烟色白里夹黄。
这个矿层自燃已延续了9年，冒烟处最高温度可达196℃，是目前我国矿山自燃温度最高的火区。人们曾采取封闭、灌水等措施，试图扑灭这场地下大火，但收效甚微，始终未能控制住火势。
最常见的山中奇烟，是由山中的煤层自燃引起的。唐僧师徒四人，沿新疆古道西行，途经吐鲁番火焰山一带，这里山中因煤层自燃而产生的缕缕奇烟随时可见。煤层自燃常常数十年以至上百年不熄，致使某些地区终年烟云缭绕，真是名副其实的“地狱之火”。吴承恩写《西游记》时，可能从这种神秘莫测的自燃现象中得到灵感，把它同妖魔鬼怪联系在一起，以增加魔怪出现时的神秘感，从而为那些世人传诵的不朽篇章平添了几分光彩。
4.彩虹之谜
在夏秋季节里，一阵大雨过后，天空中常常出现一条瑰丽多彩的长虹，它像一座灿烂的半拱形彩桥，飞架在天边的地平线上了，形成天空中的瑰丽幻景，引人入胜。
在古代，由于人们还不懂得虹的形成原因，便出现了许多神话传说。有人说，“虹是天上的神仙架在天河上的渡桥”。有人说，“虹是老天爷的神棒、马鞭。”阿拉伯人说，“虹是光明神古沙赫休息时放在云端上的弓。”还有人说，“虹是欢乐女神的笑容”、“是月宫里的嫦娥挥舞的长袖”等等。
1624年，意大利学者多明尼斯主教，用自然科学的原理解释了虹的形成原因。但由于当时社会的落后和愚昧，竟把多明尼斯主教赶出了教会，判处了死刑，并把他的著作和尸体一起焚烧掉。后来法国科学家笛卡儿在水池旁边，看到了水池上面含有大量水滴的空中人造虹，他便用装有水的玻璃球进行了实验，并在1637年发表了关于虹的形成原因的文章，他在文章中说：“虹是由于太阳光射入空中的水滴内发生反射和折射的结果。”但他还不清楚虹的颜色是怎样形成的。直到17世纪60年代，牛顿发现太阳光通过三棱镜的色散现象后，虹的秘密才被揭开了。
虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里，下雨前后，当空气里还飘浮着许多小水滴时，在太阳光照射到这些小水滴上，由于发生折射作用，就改变了太阳光线散射开来，使之重新成为七种颜色；再经过地面的反射作用，就形成了从外向内、排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的美丽鲜艳的光弧，这就是虹。虹的颜色和宽度都与水滴大小有关，空中的水滴越大，虹的颜色越鲜艳，虹带越宽；水滴越小，虹的颜色越昏淡，虹带越窄。虹的出现，和当地的未来天气变化有着密切关系，我国劳动人民总结的“东虹日头西虹雨”的天气谚语，是符合科学道理的。我们居住的温带地区，高空的气流是有规律地自西向东移动的，所以，未来的阴晴风雨的天气变化，是和西方气流的性质有着密切关系的。“东虹日头”的意思，是说傍晚东方出现虹时，预示第二天是晴天，因为东虹表明东方空气中的水滴虽多，湿度很大，但雨区将继续向东发展，不会经过本地区，所以当地不会下雨。而相对应的西方的干燥空气，将向本地移来，因此当地的第二天将是晴天。“西虹雨”的意思，是指早晨在西方出现了虹，不久将出现阴雨天气。因为西方空中含有大量的水滴，这些水滴将向东发展，移到本区来。再加上本地随着太阳的升高，蒸发加剧，低空的水汽不断上升到高空，与高空的水滴相遇，使高空中的水滴不断扩大增多，所以，容易造成阴雨天气。
5.呼风唤雨
在我国西南边陲的云南与缅甸交界的地方有一座大山，山名叫做“高黎贡山”。这座山又高又大，在山底下居住着我国的怒族和傈僳族等民族。兄弟民族在这里年年享受风调雨顺，五谷丰登的年景，真是“天时，地利，人和”的呀！这里的人们所以能够过着这般安居乐业的生活，除了享受着祖国大家庭的温暖外，还受福于这座大山所给予的“恩赐”。也就是说，这座高黎贡山生来就有些特殊，同别的大山不大一样。
这座高黎贡山，从山脚下到半山腰都是一片郁郁葱葱。在这里按山的不同高度，分别生长着不同的树木，一层一个种类，层层都不相同。再往上一看，就是白皑皑的雪峰了，在那里，被冰封雪锁着。
在山脚的峡谷里，又是另一番景色，在这里大小湖泊星罗棋布。盈盈的湖水终日荡漾着，像慈爱的母亲拍着将睡的婴儿似的，轻轻地拍着湖的堤岸；净蓝如碧的湖水，清澈可见湖底；湖岸上长满鲜花和绿草。湖色与山景互相辉映，秀丽异常。山村里的农田就是从这些湖泊中引水灌溉的，非常便利。就这样，这里从来就没有发生过什么旱灾，年年五谷丰登，人们过着安居乐业的生活。
故事讲到这里，读者一定会发问：“湖泊里蓄存的水总有一天会用完的，那该怎么办？”
这用不着担心，那里的人们会依靠这座神奇的高黎贡山来解决湖泊里的水源的。
是的，每年一到七八月份，这里的年轻人便三五成群地站立在湖边，手拉手，面对着蓝天连连大声呼唤数次，几分钟以后，晴天如碧的天空就像变戏法儿一样，堆满了翻卷升腾的乌云，而靠近地面的地方则迷迷蒙蒙地弥漫着一层浓雾，不一会儿，刮起一阵紧似一阵的大风，随之而来，下起瓢泼大雨。可是，过了半个多小时，像是电脑自动控制似的，风雨自己停止了，那湖泊里的水又是满满的了。那里的人们就是采用这种奇特的办法，解决了湖泊里的水源。
为何人能呼风唤雨呢！
原来，七八月的时候，正是高黎贡山区的雨季，空气又湿又热，这些湿热的空气都积存在山谷里。可是，在山顶上呢，因为那里冰雪封山，空气就显得又干又冷。平时，这里的湿热空气与干冷空气相安无事，都各自安安静静的，像是睡觉了一样。可是，人声一喊，声音发出的声波，回荡在山谷间，来回振荡的声波把湿热空气和干冷空气搅动起来，湿热的空气一旦遇上了干冷的空气，两者好像打起架似的，变成浓黑翻滚的云层，然后先是刮起阵阵大风，紧接着就下起瓢泼大雨来了。居住在那里的民族，利用了这一特殊的地理环境来造福于人民大众。
6.极光
在我国东北的黑龙江北部，有时在万籁俱寂的夜晚，茫茫天穹中，天然出现一片红色绒幕。正当人们惊疑之际，它又突然变成一片蓝色草地。时而有似蟒蛇游动，时而有似骏马奔驰；或者像山间燃起巨火，刀光剑影，旌旗变幻；或者像天神睁开了慧眼，光焰喷射，窥视人间……人们把这种在夜晚天空中出现的光怪陆离的奇景，称为极光。
1982年6月18日晚10时左右，在我国黑龙江和吉林西部以及内蒙古和河北北部地区，有人看见了这样一种极光。在北面天空离地平线不远处，先出现了一个月亮大小的半圆形乳白色光片，随后，光片呈扇形向东北方向逐渐扩大。约10时15分时，形成弧形光幕，边缘较亮，中部较暗，光幕内看不见星星。然后，弧形光幕继续扩大，亮度变暗，10时30分时光幕最大，约占天空1/5，而光幕内星星已能看见。大约10时50分，光幕大部份消失。大约10时58分，光幕全部消失。
极光在世界其他一些地方也出现过。在北半球能看见极光机会最多的区域是美国阿拉斯加北部、加拿大北部、冰岛北部、挪威北部、新西伯利亚群岛南部。相比之下，我国黑龙江北部能见到极光机会比上述地区少，并且主要是在三月、九月份左右，也即在春分和秋分前后才有。
极光是地球上最壮观的自然现象之一，但又具有强大的破坏力。极光爆发期间，严重骚扰电离层，从而破坏短波无线电信号的传播，这时通讯、交通都会带来严重的影响。例如在美国一个远在阿拉斯加的出租车司机，在极光强烈活动之际，竟收到来自本土东部的新泽西州调度员的命令；同时，监视横跨极地飞行器的预警雷达屏幕上，也可能突然出现虚假的图像，因而报警。同时，极光不断变化可能会在输电线、电话线和输油管道等细长的导体中感生出强大的电流。受感生电流冲击，输油管道可能会发生严重的腐蚀。1972年，一次极光使哥伦比亚的一台23万伏变压器炸毁，还造成美国缅因州至德克萨斯州的一条高压输电线跳闸。
那绚丽多彩、威力无比的极光是怎样形成的呢？以往，科学家们一般认为：来自太阳的高能带电粒子，到达地球附近空间，一旦被地球捕捉，则受到地球磁场的控制，沿磁力线朝地磁极作螺旋下降，再与那里低密度的高层大气碰撞而放电发光。或者太阳出现黑子、耀斑、日珥等，组成太阳的物质还不断发生强烈的核反应，释放出大量的能量。太阳就向宇宙空间喷射出大量带电粒子，如质子、电子等，这些带电粒子像来自太阳的一股巨风（俗称“太阳风”），冲入地球范围后，由于地磁场的作用，它们便集中降落到南北地磁极附近的高空，高空大气中的各种气体原子、分子受到这些带电粒子的激发，便造成发光现象。那么，根据这种解释，极光就应该在磁极上空以某种“辉点”那样的形式出现。但是，情况却不是这样，极光并没有呈“辉点”的表现形式，而是在极区上空呈不规则的椭圆带幻像。这种情况不禁使人们对以往的一般解释产生了怀疑。究竟是怎么回事，还有待人们继续研究。
7.奇妙的假太阳
1985年1月3日11时左右，在黑龙江省绥化市的上空，出现了一个大气光象中的奇景——“五个太阳”。这一天，绥化市被一层绢纱似的薄云笼罩着，将近11时许，天空中出现了奇景：太阳光盘呈火红色。边缘为金黄色，光辉灿烂，夺目耀眼；太阳周围有一个46°晕和一个时隐时现的22°晕；太阳两侧各有两“小太阳”，一个白色大半圆光环把四个“小太阳”和太阳贯穿起来，四个“小太阳”非常明亮，闪烁着彩色的光辉，就像一条项链上的几颗宝珠。在22°和46°晕的北部，还各有一个与它相切的、凸向太阳的色彩缤纷的彩弧，两弧都为内蓝外红，光辉耀眼。
为何天空会出现“五个太阳”呢？原来，一个是真太阳，其余四个是假太阳，气象上称为“假日”。假日是太阳光通过不同形态的冰晶所形成的光亮点。这种光亮点往往对称地出现，有时可多达七八个。由于形成几个假日时对光线进出冰晶的位置和冰晶的形态要求比较严格，所以假日现象比较罕见，多假日的情况就更为罕见了。各种假日形成的光路和冰晶形状的关系也十分复杂。
1933年9月13日，美国学者查贝尔在美国西海岸较高纬度的地方观看日落时，拍摄到一组珍奇的照片：一轮又红又大的太阳慢慢西沉，开始由圆形变成椭圆形，接着又由椭圆形变成了馒头形，上圆下平。渐渐，太阳的上半部分也被削平了，最后出现了有棱的四个角，变成了一个罕见的方形太阳。这组照片，引起了人们极大兴趣。半个世纪以来，一直被作为珍贵资料引用。
这种“方形太阳”是由于太阳光通过上下密度不同的大气层时，光线发生折射、反射等原因造成的。在极地和高纬度地区。陆地和海面温度常常很低，近地层的空气温度低于高层的空气温度，这样就出现了“大气逆温”现象。靠近地面或海面的空气密度大，而愈向上密度愈小，当靠近地面或海面的太阳光，从这种低空大气中通过时，就发生折射。这种折射随着太阳的下沉明显地发生光线向地球一侧弯曲，所以太阳下部分光线就偏折得特别厉害，使它下边就像刀子削过那样平直，成为一条平行于地平线的直线。随着太阳逐渐下沉，它的上半部分也逐渐发生光的偏折，到达一定高度时，太阳的上下边缘都被折射成为直线形，形成了奇妙的“方形太阳”。“方形太阳”必须在极地和高纬度地区的无风、无云空气中，没有冰晶雾等严格的天气条件下才能产生，因此比较罕见。
1979年7月20日的黄昏，一艘波兰帆船“晨星号”，从旧金山经赤道驶过波利尼西亚，进入萨摩亚以西的海域时，突然一道耀眼的像绿宝石发出的鲜艳夺目的绿色光芒，在一名舵手眼前闪过，他激动地呼喊起来：“快来看哪！在那边，太阳发出绿光！”可是，当人们顺着他所指的方向望去时，只见落日的余辉和往常一样，哪有什么绿光？
然而，太阳绿光的出现确实是可能的，只不过时间短暂而已。在埃及和亚得里亚海沿岸，几乎每天日出和日落时都可以看到绿光。一般在黄昏时，只要地平线明晰而清澈，海面上又没有云彩，就一定会出现绿光。据说，在埃及金字塔里发现的6000年前的图画，画的就是光芒四射喷着绿光的太阳。
绿色阳光也是太阳和大气层为我们玩的“魔术”。我们通常看到的太阳光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的。而大气中由于上、下层的密度分布不均，空气越往高空越稀薄，所以就像一个棱角朝上的“气体三棱镜”。当太阳光线穿过时，光线就折射而发生色散，分解成七种单色光。不过这种折射引起的色散，只有当太阳高度角很低，即太阳靠近地平线，太阳光几乎呈水平方向穿过非常厚的大气层时，才最明显。这时，太阳光被分解成七种颜色的单色光。因红光波长最长，折射角最小，所以随着落日，红光最先没入地平线以下；随后橙光、黄光也消失在地平线下，而此时地平线上还留下绿光、青光、蓝光和紫光。由于青光、蓝光和紫光的波长比较短，在穿过厚厚的大气层时，受到大气中尘埃的强烈散射作用，已经变得非常微弱，我们人眼几乎感觉不到，只有绿光比较强，能够到达人眼，并且显得格外耀眼夺目，这就形成了“绿色阳光”的奇观。因为绿色阳光都出现在日没和日出的一小段时间里，所以它存在的时间非常短暂，一般只有3秒钟，最短的不到1秒钟。
小鸟撞飞机
在空中，鸟和飞机相撞，已算不上什么新闻了。在世界范围，相撞的事故的确是成百上千。
小鸟撞上了大飞机，小鸟无法逃生那是没有疑问的。至于飞机呢？损伤更是不轻。有一次，一只鸟把波音737飞机的机翼撞出一个两尺多大的洞。另一次，一只大雁竟然撞破歼击机坐舱的有机玻璃，把飞行员撞昏过去。
这里有疑问：为什么肉体的小鸟竟能撞破金属的飞机呢？
简单的回答是：因为飞机飞得太快了。这里涉及一个物理学的概念，物体的运动速度越快，它的动能就越大，动能与速度的平方成正比，飞行速度达到每小时1000千米的飞机其动能十分巨大……
由于高速飞机速度快，应比子弹可怕。那么飞机撞上小鸟，受损伤的应该只是小鸟，而现在小鸟居然撞破了飞机，好像动能存在小鸟身上，而不在飞机上，这是为什么呢？
思考这个问题的关键是：物体运动的速度是相对的。我们说，这架飞机的速度是每小时1000千米，那是指它相对地面的运动来说的。因为平常大家用到的速度大多是相对地面的运动，就没有强调这个前提。
如果两架飞机并列在空中飞行，相对地面的速度都是每小时1000千米，从甲飞机上看乙飞机，它是不动的，也就是两架飞机彼此之间的速度是零。
如果这两架飞机是相对飞行，从甲飞机上看乙飞机，彼此之间的速度就是每小时2000千米了。反过来，从乙飞机上看甲飞机，彼此之间的速度也是每小时2000千米。
小鸟在空中朝着飞机飞，对地的速度假定是每小时100千米，飞机对地的速度是每小时1000千米。从飞机上看小鸟，小鸟飞来的速度就是1000+100＝1100千米/小时了。小鸟的速度那么高，就具有极大的能量，能够把飞机撞坏！
顺便说一下，在激烈的空战中，如果射来的子弹与飞机飞行的方向相同，而且子弹与飞机的对地速度也相同，彼此之间的速度是0，那么飞行员伸手就可以把子弹抓在手里。
包在皮袄里的冰为什么不化
假如有人一定要你相信，说皮袄根本一点也不会给人温暖，你要怎样表示呢？你一定会以为这个人是在跟你开玩笑。但是，假如他用一连串的实验来证明他的话呢？譬如说吧，可以做这样一个实验。拿一只温度计，把温度记下来，然后把它裹在皮袄里。几小时以后，把它拿出来。你会看到，温度计上的温度连半度也没有增加：原来是多少度，现在还是多少度。这就是皮袄不会给人温暖的一个证明。而且，你甚至可以证明皮袄竟会把一个物体冷却。拿一盆冰裹在皮袄里，另外拿一盆冰放在桌子上。等到桌子上的冰熔化完之后，打开皮袄看看：那冰几乎还没有开始熔化。那么，这不是说明皮袄不但不会把冰加热，而且还在让它继续冷却，使它的熔化减慢吗？
你还有什么说的呢？你能够推翻这个说法吗？你没有办法推翻的。皮袄确实不会给人温暖，不会把热送给穿皮袄的人。电灯会给人温暖，炉子会给人温暖，人体会给人温暖，因为这些东西都是热源。但是皮袄却一点也不会给人温暖，不会把自己的热交给别人，它只会阻止我们身体的热量跑到外面去。温血动物的身体是一个热源，他们穿起皮袄来会感到温暖，正因为这个缘故。至于温度计，它本身并不产生热，因此，即使把它裹在皮袄里，它的温度仍旧不变。冰呢，裹在皮祆里会更长久的保持它原来的低温，因为皮祆是一种不良导热体，是它阻止了房间里比较暖的空气的热量传到里面去。
这样的话，冬天的雪也会保持大地的温暖。雪花和一切粉末状的物体一样，是不良导热体，因此，它阻止热量从它所覆盖的地面上散失出去。用温度计测量有雪覆盖的土壤的温度，知道它常常要比没有雪覆盖的土壤的温度高出10摄氏度左右。雪的这种保温作用，是农民最熟悉的。
所以，对于“皮袄会给我们温暖吗”这个问题，正确的答案应该是，皮祆只会帮助我们自己给自己温暖。如果把话说得更恰当一些，可以说是我们给皮袄温暖，而不是皮袄给我们温暖。
哈哈镜
哈哈镜逗人笑。在这个哈哈镜前，自己的像变得细小瘦高；在那个哈哈镜里，又变得矮小粗胖。还有的，头小身子大；要不又反过来，头大身子小……总之，哈哈镜的像都发生了变形。读者们在哈哈大笑以后，一定注意到哈哈镜有个共同的特点，不平。同一块哈哈镜上，往往有一部分凸出来，而另一部分又凹进去。
在这里，我们还可以提醒大家，哈哈镜里的虚像变化只有两个基本类型。放大和缩小。现在，请你思考一下。哈哈镜为什么会变出许多不同的虚像来！
一面哈哈镜往往包含着三种镜子。一种是平面镜，镜中的人像与真人大小相等，我们平常用的镜子就是平面镜。另一种是凸面镜，镜中的虚像是缩小了的像，汽车驾驶室旁的反光镜就是凸面镜。还有一种是凹面镜，人与凹面镜的距离小于一倍焦距时，成为放大的虚像，显微镜的反光镜就是凹面镜。
如果平面镜和凸面镜结合，制成直立的圆柱形镜面，直立的高是平直的，而横方向的宽却是一个凸面。这时候照出来的像，高矮不变，宽窄却缩小，整个人像就成了一个瘦高条。
把三种镜子做在一块镜面上，变化就更多了。当人站在镜前，各种镜面都按各自的成像规律成像，人的不同部位分别成为放大或缩小不同倍数的像。由于镜面是连接在一起的，所成的人像也是一个整体，哈哈镜中就成了多变的畸形人像。
物体不但平动的时候有惯性，转动的时候也有惯性。比如，花样滑冰运动员在冰上作旋转动作，两腿停止用力以后，身子还能疾速地转个不停。这就是转动惯性，芭蕾舞演员也常常利用转动惯性，使身子旋转起来。
进一步观察，我们还会发现在运动的过程中，转动惯性以大小是可以改变的。花样滑冰运动员在旋转的过程中，速度可以加快，也可以放慢。运动员收拢双臀和悬着的那条腿，转动速度就加快；平伸双臀，腿也伸开，转动速度明显地慢了下来。
你知道这是什么原因吗？
平动物体惯性的大小仅与物体质量有关，质量大惯性也大，质量小惯性也小。转动物体的惯性，不但与质量的大小有关，而且与质量的分布有关，质量分布离转动轴远，惯性就大，质量分布离转动轴近，惯性就小。
花样滑冰运动员旋转的时候，两臀平伸，伸开一条腿的时候，身体的一部分就移到离转动轴比较远的地方。转动惯性增大，旋转速度就慢；收拢双臀和腿的时候，这部分质量就转移到离带动轴比较近的地方，转动惯性减小，旋转速度就明显地加快。
鱼雷为何能自己寻找目标
鱼雷被用作海战武器，已经有100多年的历史了。人们为了提高鱼雷的速度和命中精度，在它的动力和控制系统方面想了很多方法。为了让鱼雷发射后，能按照指挥员的命令，隐蔽在水中作匀速、定向、定深航行，准确地击中敌舰，不仅要求发射鱼雷的舰艇，必须占领有利阵位，而且要求瞄准得十分精确。否则，敌舰艇发现鱼雷航迹，立即进行躲避，或因瞄准、计算有点误差，鱼雷就难以命中敌舰艇。那么，有什么办法能使发射的鱼雷，像海狮捕鱼一样，使敌舰艇无法逃遁呢？
人们在生产实践中，根据声波能在水中传播的原理，在第二次世界大战末期，研制成功一种能自动发现并跟踪敌舰的鱼雷，叫做“自导鱼雷”。它不是用无线电遥控来操作，而是由它自己的“大脑”来操纵航向和跟踪敌舰艇的。
鱼雷的“大脑”，就是雷体前段的音响自导系统。
音响自导系统是怎样自动发现和跟踪敌舰艇的呢？
当你捉蟋蟀时，只要仔细辨别出蟋蟀发声的方向，就可以找到它的位置，把它捉到手。自导鱼雷同人们捉蟋蟀的办法相仿，它是利用敌舰航行时所产生的声场，而去发现和跟踪敌舰艇的。
舰艇在航行时，螺旋桨不停地转动和打水，就产生了声波，鱼雷的音响自导系统内的接收装置，收到传来的声波信号后，将声能转换成电能，从而产生电压，有了电压以后，音响自导系统便开始工作，自导鱼雷这就发现了敌舰艇。
自导鱼雷发现敌舰艇后，又是如何自动跟踪敌舰艇的呢？这就要看接收装置上四组对称线圈的本领了。因声波传来的方向不同，线圈所产生电压也就不同，于是形成电压差。当声波来自鱼雷左方，左组线圈产生的电压大于右组线圈产生的电压；当声波来自鱼雷的右方，则右组线圈产生的电压大于左组线圈所产生电压。由于电压的不同，使垂直舵产生一个舵角，鱼雷便向电压大的方向行驶。声波来自鱼雷的正前方，则左右两组线圈产生的电压相等，电压差为零，垂直舵就不产生舵角，鱼雷就一直向前行驶。对来自上方的声波，一接收装置的上组线圈产生的电压大于下组线圈产生的电压，输送给横舵的电压是来自上方的，所以横舵摆动上浮舵角，使鱼雷向上航行。反之，鱼雷向下航行。
自导鱼雷是靠它的“大脑”来操纵掌握方向的垂直舵。控制上浮、下潜的横舵。鱼雷有了音响自导系统，像长了敏锐的眼睛和耳朵一样。只要在它的有效距离内，就能自动发现和跟踪从海上或水下来犯的敌舰艇，并把它炸沉海底。
舰炮为何能在风浪中打中目标
海军战士，以海为家，“不管风吹浪打，胜似闲庭信步”。他们不仅要战胜晕船，适应海上生活，还要在摇摆的舰艇上，稳、准、狠地打击敌人。
炮要打得准，首先要瞄得准。陆地火炮炮架平稳，瞄准手从瞄准具中，比较容易对准和跟踪目标。而舰艇在风浪中摇摆，‘舰炮的炮架也跟随舰艇摇摆，怎样才能打中目标呢？
原来，在舰炮的两边有两个瞄准具，还有两个可以上下或左右转动炮身的瞄准机。舰炮打得准不准，主要靠两个瞄准手，不管舰艇怎样摇摆，随时转动瞄准机，从瞄准具中紧紧盯住敌舰，及时地击发。
在现代舰艇上，通常都有能使自动计算和控制舰炮瞄准射击的仪器，这种仪器叫做舰炮射击指挥仪。射击指挥仪由炮瞄雷达、计算机和带动火炮转动的执行机构等组成，有了它，舰炮就可以自动瞄准了。人们把炮瞄准雷达的天线装在舰艇的“稳定瞄准部位”上，不致受风浪的影响，始终保持水平。
这是为什么呢？
原来，射击指挥仪系统中有一个水平仪，它主要由两对电动高速转子组成。一对转子的转轴与舰艏艉线平行；另一对转轴指向舰艇正横（与舰艏艉线垂直）的方向，都是水平的状态。当转子高速旋转时，水平仪的底座虽然跟随舰艇摇摆，但转轴依然保持原来的水平指向。它随时可以测出舰艇横摇和纵摇的大小。经过电信号的传送，控制“稳定瞄准部位”保持水平稳定。只要雷达一发现目标，不管风吹浪打，都能紧紧“咬住”目标，并自动跟踪瞄准。再通过传动系统，不断地将测得的目标坐标送到射击指挥仪的计算机，计算机可以根据各种仪器传来的我舰舰向、航速和水平仪送来的摇摆角，进行摇摆修正，计算出射击要素，并将这些要素送到执行机构，执行机构将电信号变成机械转动，带动火炮旋回和俯仰，使火炮每时每到准确地跟踪瞄准目标。舰炮上还有自动运弹、装填、退壳等机械，利用这些自动化设备，从发现目标开始，只需要十几秒钟就能进行反击。这就大大地缩短了武器的准备时间，以便对付敌人现代快速的袭击兵力和兵器。
