作者：左卷健男
出版社：北京时代华文书局有限公司
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有趣得让人睡不着的物理(日本中小学生经典科普课外读物 系列累计畅销60万册)试读：
关于作者【日】左卷健男
日本法政大学教职课程中心教授。1949 年出生于枥木县。历任东京大学教育学部附属中·高等学校（现东京大学教育学部附属中等教育学校）正教员、京都工艺纤维大学教授、同志社女子大学教授、法政大学生命科学院环境应用化学系教授等。现为东京大学讲师（非常勤），中学理科教科书（新科学）编辑委员、执笔人员。专修理科教育。除为大学生讲课外，兼顾为小学生授课，针对教员们的理科教育指导，面向大众的“识破伪科学”等演讲。编著有大量作品，如《有趣得让人睡不着的物理》《有趣得让人睡不着的化学》《有趣得让人睡不着的理科》《有趣得让人睡不着的人类进化》《有趣得让人睡不着的化学元素》《奇妙的化学元素全彩图鉴》《新版高中化学教科书》《生活中的伪科学》等。版权信息书名：有趣得让人睡不着的物理作者：（日） 左卷健男译者：安可ISBN：9787569930382出版日期：2019-07-01出版社：北京时代华文书局版权所有 · 侵权必究自序“用细线把胡萝卜水平吊起，从细线的位置切断胡萝卜，两边的重量会发生什么变化？”事实上，这个问题关系到杠杆与平衡。杠杆可以将很小的力放大。
我们四周有很多利用杠杆原理的东西，例如，剪刀、开瓶器、螺丝刀、门把手、自来水水龙头、自行车或汽车的车把和转向盘等。这些现象都与物理法则密切相关，即使物体产生转动趋势（力矩）的平衡。
本书以猜谜的形式为出发点。每篇开头都会抛出与前文类似的小问题，让大家一边思考一边阅读。相信大家会惊讶地发现“原来这里也有物理法则”，从而对这些法则产生浓厚的兴趣，并在不知不觉中加深对物理知识的理解。
本书涉及的物理以“物理学”为基础。相信大家都知道物理学是自然科学（以下称为“科学”）的一种。物理学的研究对象小到基本粒子、原子，大到宇宙，自然界的一切都属于物理学的研究范畴。
物体及其运动属于自然界的共通法则，而物理学旨在探究这些自然界最根本的法则。
学校会教学生物理、化学、生物、地理这四门理科学科，其中物理是抽象度最高的学科，许多人都对此感到非常头疼。确实，力学、能量、波、电磁学等都非常抽象，不易理解，每个知识点都难以用一般的方法掌握。
本书的内容聚焦初中、小学物理，主要介绍中小学理科的物理知识。
每章的划分也以中小学物理为依据。书中没有一下子讲到高中物理知识，而是通过巩固小学、中学的物理要点，即物理的基础、基本知识，循序渐进地进行讲解，通过这种方法，我们可以有效进入下一阶段的学习。
就像书名一样，本书采取猜谜、谜题的方法来说明。这也是根据我教理科课程总结出来的方法，“提出问题，确认问题”→“写下设想·自己的思考”→“讨论”→“根据讨论，写出经过深思熟虑得到的答案”→“通过实验和观察确认答案”→“写下实验及观察确定的答案”→“备注：具有延展性的问题、实验、科学词语、补充说明文字”。
这本书的精华是在一定时间内弄懂各个谜题，并体会谜题带来的趣味性。课程围绕解开谜题展开。在科研中，我们经常把“疑问”以“问题”的形式提出，进而探究问题。本书列举的很多谜题均来自于我教中学物理时采用过的课题。
接下来，就请尽情享受“有趣得让人睡不着的物理”世界吧！站法不一样体重也会变吗？
Q以图示的姿势站在体重秤（精度为100g）上。当指针稳定的时候，哪种站法指针指的刻度最大？
1．平稳地踩上去
2．单脚平稳地站上去
3．双腿弯曲、重心下沉，双脚使劲站上去
4．以上方式均相同物体的重量具有恒定性
正确答案是4。将铝箔折叠八次再弄成圆球、把装入塑料袋中的仙贝用木槌砸成粉末状、把水杯里的砂糖融化进水里称重，你会发现这几种情况下指针的刻度都不会发生变化。物体的重量不会因形状或状态改变而改变。我们把这个法则称为“物体重量的恒定性”。
人站在体重秤上也是一样的道理，无论是双脚还是单脚，重心在上还是在下，发生变化的仅仅是体重秤上的物体形状。物体本身具有重量，而这个重量是恒定的。究其根本原因，其实是所有物体都是由原子组成的。
我现在坐在电脑前打字，组成这台电脑的金属、塑料、液晶等都是由原子组成的。不单单是电脑，一切物体都由原子组成。当然也包括我们的身体。
原子非常小，非常轻，无法再分割成更小的原子。同一种类的原子，大小和重量均相同。原子种类不同，原子的大小和重量也不一样。换言之，原子的种类决定了原子的重量及大小。
原子与带有放射性的物体不同，原子无法轻易改变种类，既不会消失，也不会新生。
物体由原子组成，即使形状发生变化，原子数也不会变。物体溶于水，或者固体溶化成液体，不管状态如何变化，只要全部放在秤上，刻度就不会产生变化。当然，除非一部分原子可以跑到其他地方。
当加上其他的东西时，相当于这个东西的原子全部加了上来，因此重量也需要相加。重、质量、重量
接下来，我们了解一下“重、质量、重量”三者的共同点和不同点。
质量一词表示物质的量，它是一个“物质”的实际的标量，不因物质的形状、状态，运动、静止，在地球或月球上等而产生变化。
重量则是地面上物体受到的来自地球的吸引力，即“重力”的大小。重量有时候可以表示质量，也可以表示重力的大小（重量）。地球表面上的物体受到的重力与物体的质量成比例。我们在日常生活中经常使用“重”这个词，大多数情况下代表质量，但偶尔也会表示重量。之所以会出现这种混乱，是因为小学理科教科书用“重”表示质量，到了中学用“重”来表示重量。
我认为，说质量和重量都无所谓的时候可以用“重”，需要区分的时候最好分别使用质量和重量来表述。或许，我们想表达质量的时候用“重”这个词也无可厚非。不过，“重”在日常用语中是一个意思略为模糊的词。
质量在任何地方都不会变。物体在月球表面的重力大约为地球上的1/6，但是质量完全相同。体重60kg的人不管跑到月球上还是水里面，质量都是60kg，但重量在月球上和水里会变小。喝果汁后体重会如何变化？
Q两脚站在体重秤上观察刻度。喝500g饮料以后体重秤的刻度会如何变化呢？
1．正好增加500g
2．大约增加300g
3．大约增加100g
4．刻度不变物质的进出与重量
正确答案是1。喝下500g果汁以后，体重会增加500g。果汁经过口腔——食道——胃——肠被人体吸收，整个过程中重量不会发生变化。
但是，经过一段时间后会如何变化呢？
体重随着饮食的量而增加，又随着排泄的量而减少。
而且，即使没有食物的进进出出，体重也会逐渐减少。身体吸收的食物和液体有一部分会以看不见的形式排到体外。水分可以从皮肤表面蒸发。即使静止不动，每天也有0.8～1L的水分通过皮肤逃到大气中，换算成质量的话为800～1000g。
物质增加的话，重量便会相应地增加。物质减少，重量也会相应地减轻。不管如何变化，只要物质不变，重量就不变。烧杯内的水会不会掉下来？
Q如图，在漏斗中注入水，打开弹簧夹，水会产生什么变化？
1．除附着在玻璃管的水之外，均进入烧瓶
2．水会沿着弹簧夹开启的位置向下流，不会流入烧瓶或者仅流入少量
3．水会停留在弹簧夹开启的位置物体的体积
答案是2。物体不仅有重量，还有体积。物体的体积指的是物体占据空间的大小。任何物体都会占据空间。物体放在空气中，会占据掉一定空间，并排除相应量的空气。
在盛有水的杯子里沉入物体，便会排出与物体体积等量的水，杯子里的水平面就会上升。
物体具有重量和体积。反过来说，具有重量和体积的就可以称之为物体。
形同空气的气体也有体积。打开弹簧夹，漏斗里的水在重力作用下向下移动，挤压烧杯内的空气，尽管与压缩掉的空气体积相等的水会进入烧杯中，但很快水就会停止流动。因为烧杯内的空气占据了一定的空间，也具有一定的体积。如果想办法将空气排出，水就能不停地流入杯中。塑料袋中空气的重量
Q有两个相同的塑料袋（容积均为500mL），一个装入300mL空气后封口，另一个敞口。
将两个塑料袋放在精度为0.1g的秤上测量，哪个更重一些？
1．封口的塑料袋
2．敞口的塑料袋
3．一样重* 用塑料袋本身封口空气重量的测量方法
正确答案是3。可能你会想到先测量塑料袋的重量，再将空气放入袋中封口，袋子的重量会与进入的空气量出现同等的增加，但事实上，这个方法无法测出空气的重量。塑料袋里的空气和敞口塑料袋中的空气是一样的，即使把袋口封起来，也不过像把敞口时的空气包起来一样。在容器中加入与周围一样的空气，是“测不出空气中的空气重量”的。
同样，在水中也测不出水的重量。给塑料袋中注入水后封口，充其量只是把袋子里原本有的水包裹起来。
空罐子里充满与四周相同的空气。空罐子放在秤上，也只能测出罐子的铁或者铝的重量，不包含罐子里空气的重量。这与封口的塑料袋是一个道理。
如果我们要测量空气的重量，可以把周围的空气使劲压缩到容器里。例如，一个办法是用自行车打气筒给空的喷雾罐打气，测完重量后将空气排出。还有一个方法是把容器变成真空状态测容器重量，再注入空气测容器的重量。空气比固体轻得多2
Q面积为20m 、高2.5m的房间里空气的重量为多少？
1．600g
2．6kg
3．60kg1L空气有多重？
正确答案是3。先测出罐子的重量，然后在罐子里不断注入空气后再测罐子的重量，就能知道后来注入的空气有多重。
从罐子中释放出1L的空气，喷雾罐的重量就会减少。通过计算罐子前后重量的差，可以算出1L空气的重量。
在0℃的环境中，1L空气重1.29g，20℃时1L空气重1.2g。同样重量的空气在20℃时相比0℃会发生膨胀，体积更大，因此重量会减小。
1日元硬币的重量正好是1g，20℃时的1L空气只有1.2g，对比之后就会觉得1L空气“很轻”吧。没错，与固体、液体比起来，空气要轻得多。
不过，古语有云“积土成山”，重量轻的空气堆积起来也可以变得很重。“L”（升）的意思是“立方分米”，1米＝10分米，所以1立方米32＝1000立方分米，也就是说，1m＝1000L。房间的容积为20m×32.5m＝50m。如果换算成以L为单位，则房间的容积就是50×1000L。
每升空气的重量为1.2g，所以房间整体的空气重量为50×1000L×1.2g/L＝60000g＝60kg。密度
密度表示物质每立方厘米有多少克的质量。衡量像气体那样每立方厘米数值很小的物质时，我们也会用每L的质量来表示。
那么对于各种各样的固体（物质未知），我们该如何计算每立方厘米的质量呢？
首先需要测量物体的质量与体积。例如，某物体质量为393g，3体积为50cm。由此可计算出每立方厘米的质量为393÷50＝7.86（g）。
质量÷体积＝每立方厘米有多少克质量＝密度。3
每立方厘米的质量为A克，可以表示为A克/立方厘米（g/cm），其单位读作克每立方厘米。“/”为表示单位含量是多少的符号。例如，每根铅笔20日元，可以表示为20日元/根，每个月的零花钱为500日元，可以表示为500日元/月。各种各样的气体密度
在0℃、1个标准大气压的条件下，1L空气的质量为1.29g；占空气体积78％的氮气为每升1.25g；二氧化碳为每升1.98g；丙烷为每升2.02g。最轻的氢气为每升0.09g。
我们在考虑空气重量与密度的问题时，通常认为空气干燥不含水蒸气。与干燥空气相比，水蒸气更轻（密度小），如果包含水蒸气，相应体积的干燥空气就会被挤走，因此湿度越大，空气越轻。
但是，当我们说“同一温度下，湿润的空气更轻”时，切忌认为是液态水导致空气湿润。湿度增加是由气态的水，即水蒸气较多而导致的。氢气的重量和真空的重量
Q有两个相同的容器，重量很轻，且非常结实，可以储存、释放气体。在其中一个容器中储存氢气，使另外一个容器变成真空。假设容器变成真空后既不会破损，也不会变形（现实中并不存在这样的容器，该问题为假定情形）。
存有氢气的容器一经释放便会上升到空中。那么，放开真空容器后会产生什么变化？
1．不上升，降落
2．比储存氢气的容器上升快
3．比储存氢气的容器上升慢最轻的氢气也有重量
答案是2。常温常压下最轻（密度最小）的气体是氢气。其次是氦气。氦气的重量大约为同体积氢气的2倍。
即使很轻，氢气也有重量。因此，装入氢气的容器包含氢气+容器的质量。而真空容器的质量仅为容器质量。
由于是同样的容器，且存有氢气的容器在空气中上升，所以可推断真空容器上升得更快。氢气曾经被用于飞船[1]
第二次世界大战以前，齐柏林飞船堪称“天空明星”。齐柏林飞船使用了密度最小的氢气。但是，1935年5月，载有97名乘客的“兴登堡号”从德国抵达美国准备着陆时，氢气遇火爆炸，导致36人死亡，自从这场事故后，飞船改为使用氦气。[1] 一种或一系列硬式飞船（Rigid airship）的总称，是著名的德国飞船设计家斐迪南·冯·齐柏林伯爵在20世纪初期以大卫·舒瓦兹（David Schwarz）所设计的飞船为蓝本，进一步发展而来的。由于这系列飞船的成功，“齐柏林飞船”甚至成为当代称呼此类飞船时所用的代名词。（译者注）人体的密度与水的密度
Q人体的平均密度与水的密度比起来是大还是小？
1．比水大
2．吸满空气的状态下比水小，呼气状态下比水大
3．比水小*如果密度比水小会从水中浮起来，比水大则会沉下去。人体的密度接近于水的密度
答案是2。当人吸收足够的空气时，人体的平均密度会比水的密3度（1g/cm）稍小一些。吸收空气时，肺部为膨胀状态，人体的平均密度会降低。此时，仰面将脸部置于水面之外，身体可以浮起来。
但是，吐气时肺部收缩，平均密度会比水的密度稍大，身体便会沉入水中。如果喝水使体内一部分空气被水占据，人体的平均密度会更大。我们之所以溺水时身体会沉入水中，就是因为水进入了肺部。
此外，在淡水泳池与海水泳池里身体的漂浮程度有所不同。海水比淡水密度更大，人更容易漂浮。位于以色列和约旦国境交界处的死海盐分浓度很高，人可以完全漂浮在水面上。死海的盐分含量高，使3得海水密度高于1.2g/cm。水的奇妙性质
Q户外的空气温度为-10℃，湖面已结冰。这时候测量湖底的水温会是多少摄氏度？
1．4℃
2．2℃
3．0℃水的密度在4℃时最大
答案是1。湖面结冰，冰下面的水温是0℃。但是4℃的水的密度最大，所以会沉到底。3
冰在0℃时的密度是0.9168g/cm。冰融化的时候，体积大约缩小3近10％，0℃时，会变成密度为0.9998g/cm的水。随着温度的上升，水的密度增大，当温度升至3.98℃时，水的密度达到最大值30.999973g/cm。
温度继续上升，水的密度会减小。不过，即使达到水的沸点3100℃，水的密度也有0.9854g/cm，仍然比冰的密度约大5％。像水一样液体密度大于固体密度的物质非常有限，铋等物质便属于这一类。
寒冷的冬夜，水管会破裂就是由于水变成冰以后体积增加导致的。
正是因为水与一般的物质不同，所以水里的生物才能安全度过寒冬。当外面的空气温度降到4℃左右时，池塘或者湖表面的水密度逐渐增大，沉到水底。
随着4℃时密度最大的水沉到水底，接近0℃的水会不断升至水面附近。当气温降低，水面周围便开始结冰。冰的密度小于水，所以会浮在水面上。水面结冰以后，冰层会起到隔热作用，即使在寒风刺骨的夜里，也可以防止水底结冰。
如果水同一般的物质一样，温度降低密度会增大的话，便会出现冰冷的液体聚集于底部，导致底部的水冷冻起来的情况。◆ 水分子的聚集方式
这种情况下，由于缺乏能起到隔热作用的东西，从上到下都会冻得非常结实，水里的生物根本不可能存活。
水变成冰的时候体积增加、密度减小，是因为结冰后水分子规则排列，水分子之间的空隙变多而引起的。
冰融化成液体后，部分结晶构造被破坏，缝隙的一部分被水分子紧密地挤压在一起，使得水比冰的密度更高。
温度持续上升，水分子填满缝隙使得水的密度增加，但是当温度再度升高时，水分子的热运动变得激烈，导致分子的运动空间增大，密度减小。因此，水的密度有一种奇妙的平衡，4℃时密度最大，超过4℃以后密度反而会逐渐减小。在完全黑暗的环境中可以看到东西吗？
Q当我们处在完全没有光（准确来说是没有可见光）的黑暗环境中，是否还能够看到东西？
1．看不到
2．当眼睛适应之后可以看到光源与反射
答案是1。我们之所以可以看到各种各样的东西，是因为物体表面的光（可见光）能够到达我们的眼睛。眼睛接收包含物体的颜色、形状的光信号，大脑基于光的信号分析、识别物体的颜色与形状等信息。在大脑的作用下，我们才能完成看到物体的整个过程。
在完全无光的黑暗环境中，物体发散的光到不了人眼，即使聚精会神也无法看到物体。有时候会遇到眼睛适应以后可以依稀看到物体的情况，这是由于物体表面有很微弱的光。
肉眼看到的物体分为自己发光的物体和反射光的物体。太阳、电灯等可以自行发光的物体叫作光源。我们看见的大部分物体都是通过光源照射后，光线反射进眼睛看到的。我们之所以能看到璀璨的月亮，其实是因为月亮反射了太阳光。真正无光（无可见光）的黑暗环境中，周围物体无法把光线反射到人的眼睛里，我们自然也就无法看到物体。阿波罗宇宙飞船与角锥棱镜
Q阿波罗宇宙飞船在月球表面设置了反射镜，从地球向该反射镜发射激光脉冲，通过激光往返的时间可以测算月球到地球之间的距离。为了保证地球或者月球的位置改变也不影响观测，需要事先做好什么准备？
1．用地球上的电波控制月球上反射镜的角度
2．通过组合反射镜，使得光线回到原先的方向◆ 两面镜子的反射与角锥棱镜反射角锥棱镜就在我们身边
答案是2。阿波罗宇宙飞船测量地月距离时，在月球表面放置了一个由三面互成90°的镜子组成的角锥棱镜。光线无论从上下左右的哪一个方向射入，都会回到原来的方向。这种棱镜的原理同成90°角打开的两面镜子一样。
阿波罗宇宙飞船（11号、14号、15号）均在月球表面设置了角锥棱镜，从地球发射激光脉冲，通过激光往返的时间可以正确测量地球与月球之间的距离。
如果在人造卫星上安装角锥棱镜，从日本的某一点发射激光，则会有激光射线返回该点，在美国的某一点发射亦然，也会有相应的激光射线返回至美国的这一点。
我们身边可以看到很多角锥棱镜的应用。安在自行车后面的红色反射板、道路两侧和路上设置的黄色或无色反射板都装了很多极小的角锥棱镜。镜面反射与漫反射◆ 漫反射
射向物体的平行光束平行地朝着一定的方向反射，这种现象叫作镜面反射。经过细致打磨的平面金属、镜子（这也属于很平的金属表面的反射）产生的反射现象都是镜面反射。而纸张等表面凹凸不平的物体，即使接收到同一方向的光线，也会从各种各样的角度反射回去。这种反射现象叫作漫反射。我们可以把漫反射的表面看成由不同角度的小型平面组成的。潜水镜与折射
Q海水浴的时候，戴潜水镜可以保护眼睛不直接接触海水，那么，戴潜水镜和不戴相比，海中的物体看上去会有什么变化？
1．清晰可见
2．稍微有点模糊
3．不会有任何变化光在水里传递不容易发生折射
答案是1。人的眼睛不适合在水里看物体。究其原因，是因为眼睛的角膜、晶状体几乎都是由水形成的，眼睛直接接触水以后，水中射向眼睛的光线无法在晶状体发生正确的折射，所以看东西会很模糊。但是，当戴上潜水镜后，光线是通过眼镜内的空气进入晶状体，会发生正确的折射，因此和在空气中看物体是一样的效果。◆ 戴上潜水镜后……
不过，戴上潜水镜后，视野会变窄，不像平时能看到将近180°那么大的范围。所以，在水下需要注意鲨鱼等危险生物。将荧光灯的光聚焦于纸上
Q你有没有试过用凸透镜将太阳光聚焦到纸上？纸上会出现一个光线聚集的点。
那么，把荧光灯的光线聚集起来会出现什么现象？
1．光线聚集成一点
2．呈现发光的荧光灯管的形状
3．呈现模糊不清的圆形凸透镜成实像
答案是2。竖立一根点燃的蜡烛，用焦距为5～15cm的凸透镜观察火焰，在凸透镜焦点稍稍靠后的地方放一张白纸，会发现白纸上出现了一个倒立的蜡烛火焰的像。这个像与照镜子所呈现的虚像不同，是由光线实际聚集于纸面呈现出的像，我们将其称为“实像”。
太阳光通过凸透镜聚集成圆形的点，是因为圆形的太阳在凸透镜作用下成实像。如果碰到日食，太阳缺了一半，那么凸透镜聚集的像也会是缺了一半的形状。
荧光灯的光线经过凸透镜聚焦后，成像是荧光灯的形状。
凸透镜也有成虚像的情况。将物体放在凸透镜的焦点上，实像会跑到镜头前面无限远的地方。如果把物体放在凸透镜焦点内，则成像为虚像。而且，呈现的虚像不倒立，与实物方向相同、变大。用凸透镜可以把报纸的文字扩大，便是利用了凸透镜成虚像的原理。骤雨后看见彩虹的方法
Q雨后仍有水滴漂浮在空中。当阳光照射到水滴上，便能看到彩虹。在天气发生“晴→雨→晴”快速变化的情况下，彩虹更容易出现。尤其在下午骤雨后的晴天，阳光照射到水滴上，会给人们提供绝佳的欣赏彩虹的机会。那么，下午骤雨后的彩虹会出现在天空哪个方位？
1．东边
2．西边
3．南边
4．北边
5．有可能出现在任何一个方位三棱镜作用下光的色散
正确答案是1。当阳光照射到三棱镜（光滑且被互相相交的两个以上的平面包围着的透明体）上时，光线会发生折射，我们可以观察到从红色到紫色的彩虹色。这种现象是由于这些光波的波长不同、折射率不同，导致光线发生了不同程度的折射。
紫光比红光折射率大，光（可见光）会根据不同波长按照从红到紫的顺序依次排列。这种现象叫作光的色散。太阳光虽然呈现白色，但太阳光中包含了颜色不同的各种光。◆ 三棱镜作用下的光带如何看到彩虹
天空中的彩虹和光线透过三棱镜形成光的色带是同一原理。
背对太阳，我们经常可以在公园浇灌草坪的喷水设施、喷泉喷出的水柱附近看到彩虹。◆ 透过水滴观察红色与紫色
雨后的空气里仍残留着大量的水滴。当太阳照射到水滴上，水滴便可起到三棱镜的作用，形成彩虹。夏天经常下骤雨，瞬间云层密布，霎时大颗大颗的雨滴倾盆而下，而且骤雨天气经常伴随雷鸣，从下午下到傍晚。太阳中午位于南边的天空，下午到傍晚之间逐渐向西移动。由于人背对太阳看到彩虹，所以我们看到的彩虹出现在东边的天空。虹（主虹）与霓（副虹）
太阳光照射到水滴上时发生折射，在水滴里发生一次反射后再次折射出来的光线称为虹（主虹）。从水滴里射出的光根据波长的不同，射向不同的角度。大量水滴射出的光线进入眼睛，使我们看到了彩虹。
随着太阳高度的变化，我们看到彩虹的位置也会发生变化。正午太阳高度较高，彩虹出现在较低的位置；早晨或傍晚时分太阳位置较低，我们看到的彩虹会很高而且很大。
通常我们看到的彩虹都是半圆形的，这是因为我们看不到地平面下的部分。坐飞机时偶尔能看到云层上形成的彩虹，形状是一整个圆。
有时候，在彩虹外侧可以看到另一条彩虹，我们把另一条彩虹称作“霓”（副虹）。霓的顺序与主虹相反，内侧是红色，外侧是紫色。蓝光的散射与吸收
Q我们周围很多物体的颜色是由阳光或者灯泡等光源的光照射到物体上，无法被物体吸收而反射出来的光的颜色决定的。
太阳和灯泡的光之所以是白光，是因为它们发出的光是由波长较长的红色到波长较短的紫色等多种可见光集合而成。阳光和灯光照射到物体上时，物体会吸收和反射特定颜色的光，于是，人们便看到了物体的颜色。
天空蓝和海水蓝的原理是否基本相同？有什么差别？
1．天空蓝主要是因为散射，海水蓝主要是因为吸收
2．天空蓝主要是因为吸收，海水蓝主要是因为散射
3．天空蓝和海水蓝的主要原因都是散射
4．天空蓝和海水蓝的主要原因都是吸收天空呈现蓝色是因为散射作用
答案是1。大气中的氮、氧分子及其分子集团的微粒对太阳光的散射使得天空呈现蓝色。波长越短越容易散射，如蓝色和紫色光更容易向四面八方散射。所以，当我们抬头仰望天空，散射光的一部分进入我们眼睛，于是就看到了蓝色的天空。海水呈现蓝色是因为吸收作用
海水基本都是水分子，光几乎无法散射，海水本应是无色透明的，实际上却表现为蓝色。这是由于水分子可以吸收红色系的光线。实验证明，水分子对波长为760nm（纳米）的红光吸收能力较强，对波长为660nm（纳米）赤橙色光与605nm（纳米）橙光的吸收能力较弱。红色系光被吸收，剩下蓝色系光。残留的光经过水中物质（垃圾或浮游生物等）漫反射到达我们的眼睛。所以，海水呈现蓝色主要是因为红色系光被水分子吸收造成的。百米田径比赛巧妙的发令设计
Q田径运动场赛道的宽度是1.22m（2004年指定国际标准）。九个赛道上的田径选手并列比赛的话，两边选手的间隔超过10m。假设发令员（示意比赛开始的裁判人员）到1号赛道选手的距离是1m，到9号赛道选手的距离为10m。如果发令员在比赛开始使用火药型发令枪，那么发令枪响起时，枪声从1号赛道选手传到9号赛道选手，大概存在多长时间的延迟？
1．0.03s
2．0.02s
3．0.01s
4．不足0.01s不会因赛道产生差别的发令
答案是1。至今为止，男子百米田径的最高纪录保持者是牙买加的博尔特。2009年8月16日，博尔特创下了最高纪录9.58s，顺风速度平均每秒10.9m。
正式比赛中，时间记录需要精确到0.01s。
以前学校开运动会的时候使用的发令枪是常见的火药型手枪，以枪声响起作为比赛开始的发令信号。选手与发令员的距离不同，听到枪声的时间也会不一样。会有多大的差别呢？我们就算算看。
1m以内，声音传递的时间为1m÷340m/s≈0.00294s。
10m的话，声音传递的时间为10m÷340m/s≈0.0294s。
两者之差为0.0294s-0.00294s≈0.026s。在以0.01s为单位的较量中，声音传播速度出现如此大的差值，比赛会变得很不公平。
因此，实际比赛时，会在每个赛道的选手身后放一个喇叭，发令员鸣枪的同时喇叭也会响起。
即便如此，很多选手还是会等到发令员的枪声响过才会活动身体。
于是，现在发令枪（形状虽为传统手枪，简单而言只是个开关）并不会发出声音。发出声音的是选手身后的喇叭。声音的速度
人耳听到的声音几乎都是通过空气传播的。在没有空气的真空状态下光仍然可以传递，但声音却不行。因此，没有空气的宇宙空间是一个无声的世界。
当气温为20℃时，声音在空气中传递的速度约为340m/s（大约为1200km/h）。温热的空气中，声音传播得稍快一些，冷空气里声音传播的速度会微微降低。超声速飞机的飞行速度比声音在空气中传播的速度还要快。
声音在固体、液体中也可以传播。声音在水中的传播速度比在空气中的传播速度快4倍，在钢铁中的传播速度比空气快15倍。
光在真空中的传播速度为299792458 m/s（≈300000km/s）。现在，[1]1m的长度便是由光速定义而来的。
与声音的传播速度比起来，光的传播速度要快很多。因此，雷雨天气我们先看到闪电，后听到雷声。打雷或者放烟花的时候，忽略光传递的时间，仅通过声音的传播速度就可以计算出雷或者烟花与我们之间的距离。
例如，从打闪到听到雷声的时间为15s，我们方可计算：
距离＝速度×时间＝340m/s×15s＝5100m
也就是说，雷电发生在距离我们5.1km的地方。[1] 1983年10月第十七届国际计量大会通过了米的新定义：米是光在真空中1/299792458秒的时间间隔内所经路程的长度。（译者注）年轻人听到的声音
Q人能听到的声音频率范围是在20～20000赫兹（Hz，每秒钟的周期性振动次数），具体因人而异。
随着年龄变化，能听到的声音范围也不一样。婴儿与20多岁的年轻人谁的听力更好？
1．婴儿
2．年轻人
3．没太大差别声音的频率
答案是1。我们身边有能发出各种声音的乐器。乐器都是通过“振动”发声的。敲击太鼓，鼓皮振动；吉他和小提琴的弦振动。乐器产生不同形式的振动。
振动的物体1s内完成周期性往返的次数称为“频率”。一次往返的时间为1s时的频率为1Hz。
振动一次次传递的现象称为“波”或者“波动”。
当物体的振动次数在20～20000Hz之间，也就是1s之内周期性振动20～20000次时，人耳就能听到声音。
如果振动频率低于或者高于20～20000Hz这个范围，无论声音多大我们都听不到。
发出声音的物体摇晃或者摆动都称为振动。振动通过空气传播，以声音的形式被我们的听觉感知。
倘若置身太空，即使敲击太鼓，由于没有空气，声波也没办法传播。可以传递声音的物质并不仅限于空气，细线、水、铁之类的物体都可以传递振动。到了三十多岁就听不到的声音
蚊子的翅膀1s之内可以振动500次。蚊子接近的时候，我们能听到声音，这是因为蚊子翅膀的振动频率在我们听觉感知范围之内。蚊子翅膀的振动频率为500Hz。而蜜蜂1s之内大约可以振翅200次，所以发出的声音频率大概在200Hz左右。音调越高，频率越大。蚊子可以发出音调更高的声音。
尽管人可以听到的声音的频率为20～20000Hz，但每个人听到的频率范围会存在个体差异。年龄不同，听到的范围也会有所差别。
狗和猫的听力更加敏锐。狗能分辨40000Hz的高音，猫可以分辨出100000Hz的高音。
随着年龄的增长，人的听力会逐渐衰退，越来越难听到音调高的声音。有一种名为“蚊子铃声”的扬声器可以发出17000Hz的高频声音，非常刺耳，这种声音只有年轻人可以听到，所以很多商场或店铺等用“蚊子铃声”来驱赶逗留在附近的年轻人。
据说，到了30岁以后，人就无法听到17000Hz的声音。因此，校园里出现了一种真实现象，很多学生为了不让老师听到手机的声音，故意将手机铃声设置为“蚊子铃声”。超声波
频率高于20000Hz、人耳无法听到的声波叫作超声波。超声波应用于很多场景。例如，利用超声波机器在水中释放超声波，能够用来测算海底的深度、发现鱼群等，还可以看到母亲体内的婴儿。人耳听不到超声波，但狗和蝙蝠等动物可以听到一部分它们听力范围内的超声波。神奇的红酒杯碎裂法
Q声音可以让红酒杯碎裂吗？
1．有时可以
2．不可以共鸣
答案是1。如果在网上搜索“用声音打碎红酒杯”，相信你会发现很多视频或图片资料。敲击红酒杯会发出特定音高的声音。一个酒杯一般可以发出几种音阶。酒杯发出的声音的频率就是它的固有频率。用手弹酒杯所发出的声音大多是由共振、共鸣产生的。
所以，只要用最容易让杯子变形的声音——与杯子发出频率相同的声音加以刺激，红酒杯便会在共鸣、共振的作用下激烈振动甚至破碎。尽管音高难以控制，仅靠声音弄碎杯子会比较困难，但是只要条件满足，杯子就能在短时间内被打碎。弦乐器的共鸣箱
吉他等弦乐器中间都有一个空洞的箱子，这个箱子叫作共鸣箱。当弦发出的声音与箱子的振动固有频率相符时，乐器就能发出很大的声音。这就是我们常说的共鸣现象，共鸣箱便是为了利用共鸣原理而设计的。箱体可以使与其固有频率相同的声音获得增幅扩大效果。
在振动物体外部增加与物体固有频率相符的声波，物体的振动幅度会大大增加。唱歌的红酒杯
用蘸水的手指擦拭红酒杯的边缘，红酒杯会发出声音。
敲击红酒杯能产生一定音高的声音。一个红酒杯能够发出几个音阶，而且声音的频率就是杯子的固有频率。用手指摩擦酒杯边缘，杯子可以吸收和它固有频率相同的振动能量，发出更大的声响。
准备一个很薄的玻璃杯，用温水和清洁剂清洗干净手和杯子，保证不留污渍，最后倒入开水再控干水分。
再在杯子里倒入水，用蘸水的手指擦拭杯子边缘，水面产生波动。改变水量继续擦拭，会发现音高出现了变化。
指纹呈锯齿状，擦拭玻璃杯边缘时，玻璃杯发生振动。尽管振动幅度很小，我们肉眼看不出来，但是可以通过水面的波动加以观察。杯子振动，产生声音。
水量越多，声音越低。同一材质时，物体越重，声音越低。这就说明，重的物体频率更低。把贝壳放在耳边
你是否听过“把贝壳放在耳边就能听到‘大海的声音’”？如果有贝壳的话，可以把贝壳放在耳边，没有贝壳可以用杯子或者各种大小的盒子代替。到底能听到什么样的声音呢？
事实上，这个现象也与声音的共鸣有关。我们身边混合了各种音高的声音，当把贝壳放在耳边的时候，贝壳过滤出了与贝壳固有频率相同的声音并将其放大，使得我们能够听到。材质相同的条件下，物体越重，固有频率越小，所以大一点的贝壳能放大低音，小贝壳能放大高音。水的融化方式与热传递
Q25℃的房间里有两个冰块，一个裸露于空气中，另一个用棉花包好。哪一个冰块融化得更早？
1．裸露的冰块
2．用棉花包好的冰块
3．两个一样热传递
答案是1。高温物体与低温物体接触时，热量从高温物体传递到低温物体，这个现象称为热传递。
25℃下，裸露的冰块逐渐融化。这是由于周围的空气对冰块发生了热传递，在对流作用下，比冰块温度高的空气不断与冰块接触，将热量传递给冰块。
而用棉花包裹的冰块由于棉花有隔热作用，融化速度比裸露的冰块要慢。棉花里有很多空气。静止的空气不会产生对流作用，因此较难传递热量。
当我们处在寒冷的环境中，穿棉服比裸着更温暖。因为裸着的话，周围对流的空气不断发生热传递，而且人体本身的热辐射也会让身体更冷。如果用棉花裹起来，体热就不容易因对流或辐射散失。所以棉花会给人一种很暖和的印象，其实是因为棉花不容易传递热量。长时间保温的保温瓶
为了不让冰块融化，还有比在外面裹棉花更好的办法，那就是使用保温瓶。保温瓶为双层构造，中间是真空状态。真空状态下既不会发生热传递也不会发生对流。只剩下热辐射有可能散热，不锈钢内壁可以很好地防止热辐射，避免热量逃逸。
保温瓶可以让冷的东西冷得更长久，温热的东西长期保持温热。◆ 保温瓶温度与热
生活中我们常说“测体温发现比平时热”，这在物理上其实是一种错误的说法。正确的说法应该是“测体温发现比平时高”。
温度和热量是两个很容易混淆的词。◆ 热平衡
高温物体和低温物体接触后，高温物体的温度会降低，而低温物体的温度会不断升高。直到两个物体的温度相同后，温度才会停止变化。
那么，究竟是什么东西从高温物体转移到了低温物体？答案就是热量。
当温度相同时，热量的移动停止。这时候，我们会说两个物体达到了“热平衡状态”。
热量的移动一定是从高温物体到低温物体的单向过程。
日本秋田县男鹿地区有一种乡土料理叫作“石烧锅”。这种料理使用秋田杉制成的桶锅，在锅里加汤，然后再把烧制滚烫的石头放入汤里直至沸腾。在水里只加几个石块，水就能很快沸腾起来。
日常生活中用煤气灶做饭，也是利用火焰与锅的热传递作用，用火焰的温度给锅加热。煤气灶的火焰跟高温石块的作用相同。微观角度下的热传递
我们从分子运动的角度来观察一下高温物体与低温物体接触发生热传递时的微观世界吧。
高温物体是分子运动激烈的分子集合体，低温物体是分子运动不活跃的分子集合体。当它们毗邻相接的时候，高温物体的分子与低温物体的分子发生碰撞，使得高温物体的分子动能传递给低温物体的分子。◆ 从微观角度观察热传递
这个过程类似于静止的玩具弹珠被滚动的玩具弹珠打中后会动起来弹开一样。之前运动不活跃的分子被弹开后运动起来，物体温度上升。而之前运动激烈的分子由于损失掉了部分动能，运动逐渐减弱，使物体的温度下降。从宏观角度来看，热量从温度高的物体传递到了温度低的物体。
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