第40章 自然生物(2)

　　随着水温的增加，具有足够能量脱离水面的水分子的数量也在增加。当脱离液体表面的水分子所产生的压力超过周围空气的压力时，水就沸腾了。通过给水加热的方法增加水分子的能量并使水温达到100℃以后，水通常就会开始沸腾。

　　但是，在你向水中加盐以后，问题就变得更为复杂了。氯化钠（精制食盐）很容易溶于水，同时分解成钠离子和氯离子，并且在液体的内部扩散开来。现在水分子如果要变成水蒸气，就需要在脱离其他水分子吸引的同时摆脱钠离子和氯离子的束缚。

　　因此它需要有更多的能量，所以产生水蒸气所需的温度也更高。

　　海浪为什么迎岸而来？

　　在海岸上极目望去，波涛汹涌的海浪总是垂直于海岸线迎面袭来，从来没有见过沿海岸线前进的海浪，这是为什么？

　　海面上的波浪在深海处传播的速度总是比浅海处的传播速度快，越是近海岸，海水越浅，波浪的速度越慢。若用虚线ＡＢ表示海岸附近深水域与浅水域的分界线，那么在深水域中，海浪在第1、2、3……11秒走过的距离较大（因为速度快），因此，线条之间的间隔大；在浅水域中，同样花费１秒钟时间，海浪经过的距离短，表现为线条之间的间隔小。因此，在分界线处发生了海浪的波长和传播方向的改变，海浪的传播方向变得渐渐垂直于海岸线了。由于越靠近海岸的海水越浅，因此，海浪的速度也渐渐慢下来，这就使它的传播方向越来越垂直于海岸线。当我们站在海岸面向大海时，由于看到的海浪都是以垂直于海岸线的方向一排排袭来，我们就感到海浪是迎面而来的。

　　在远离海岸的大海深处，海浪的行进方向取决于海风与海流的方向，并不一定朝观察者迎面而来。

　　停车信号为什么用红色？

　　我们知道，光线通过空气时会发生散射，对于相同的媒质来说，光线的波长越短，散射作用越强，光线的波长越长，散射作用就越弱。

　　在所有的可见光中，红光的波长是最长的，它约为紫光的1.7倍，所以空气对红光的散射作用最弱，它可以传得较远。特别是在下雨或大雾的天气里，空气的透明度大大降低，这种作用就更为明显。

　　用红色信号灯作为停车信号，可以使司机在比较远的地方看到信号，制动车子，减速慢行；如果司机在近处才看见停车信号，由于车的惯性作用是停不住的，极易发生危险。另外，红色会引起人的视神经细胞的扩展反应，是一种使人兴奋的扩张色，所以红色信号灯比较醒目，这也便于提醒司机及早刹车，防止事故发生。

　　红色信号灯不仅可以作为停车信号，还可以作为各种危险、警示信号。比如，在城市的某些高大建筑物的顶上常要装设红灯，这一盏盏的红灯可以保障夜航飞机的飞行安全，防止撞机事故的发生。另外，还可以作为公安消防部门的标志。

　　烧开水时为什么有声音？

　　用壶烧开水时，水要发出响声。水的响声，有大小不同的两种：一种是快要沸腾时，水发出非常连续的响声，音调很高；另一种是沸腾时，水发出“噗噜、噗噜”可辨的断续响声，音调远没有前者的高。

　　为什么水烧开时响声（音调）不高，而未烧开时的响声却高呢？

　　原来，水壶盛水前，壶壁上吸附着一层空气，添水后，这层空气就变成了无数微小的气泡。因吸附力大于气泡受到的浮力，故水并不能使它们脱离壶壁。当水温升高时，气泡周围的水在气泡内蒸发，使气泡体积增大，当温度达到七八十摄氏度时，变大的气泡受到的浮力超过了吸附力，它们就要离开壶壁纷纷上升，同时在壶壁上仍遗留下一部分空气，这部分空气会以更快的速度增加体积而上升。上升的气泡遇到周围的凉水，气泡里的水蒸气就要液化，使气泡迅速变小或破裂。由于无数气泡在壶底急剧膨胀，又在上升中迅速变小，壶里的水就处于激烈的振动状态，进而又引起了空气的振动，形成了水声。由于气泡体积大小交替变化非常快，使水的振动频率高，水声的音调也就高。渐渐地，由于壶里各处的水温相差越来越小，气泡体积大小交替变化也越来越慢，进而引起的水声的音调就要逐渐变低。沸腾时，气泡在水面上破裂，引起了水面大幅度的翻腾，由此而引起的空气振动频率远不如前者的高，水声的音调也就低了。

　　这就是俗话常说的“开水不响，响水不开”的道理。

　　冷水和热水哪个沸腾快？

　　冷水沸腾的速度并不比热水快。液体加热的速度取决于液体本身和其周围环境（如炉子上的火苗）之间的温度差。根据这一原理得出的结论是：冷水吸收热量的速度更快。一旦它变成了热水，升温的速度就会慢下来，而此时它要达到沸点所需的时间就与开始加热时温度就比较高的水一样了。因为冷水要经过一段时间的加热才会变成热水，所以很明显冷水达到沸点所需的时间比热水长。由于上面提到的冷水吸收热量更快的原因，所以在心理作用的影响下，人们可能会觉得冷水沸腾得比预计的快。

　　收音机为什么在晚上收台比白天多？

　　我们知道波的传播方式主要有三种，即：（1）在地面上传播的地波；（2）在天空中依靠电离层反射来传播的天波；（3）直线传播的微波。

　　一般收音机能收到的主要是中波、短波，通常中波是以地波的形式存在，因而，传播的距离比较有限，大约在几百公里的范围内，但这并不是说中波不能以天波的形式来传播，为了说明这一点我们先看一下电离层是怎样形成的及其特性如何。

　　在地球表面的大气层中，在大约50公里到几百米的范围内，一部分中性气体分子受到太阳光的照射而发生电离，分解成为带有正电的离子和自由电子，这层大气层就叫电离层。它对不同波长的电磁波有着不同的特性，对波长小于10米的电磁波可以毫无阻挡地让它通过，奔向茫茫的太空。对于波长超过3公里的长波，电离层基本上把它吸收掉。对于中波、中短波以及短波，波长越短，电离层对它的吸收能力就越小，对它的反射能力就越强。因此短波最适宜以天波的形式进行传播，其所传播的距离可以达到几千公里的地方，但是电离层是不稳定的，白天电离程度高，夜晚电离程度低，电离层对中波和中短波的吸收能力减弱，这时中波和中短波就可以更好地利用天波进行传播，因而收音机在夜晚的台比白天多。由于电离层稳定程度低，电离程度高，经常变化，所以无线电波到达接收机时信号强弱也在变化，因此，在用一般的收音机听短波广播时，声音常是忽大忽小。

　　你知道变色眼镜的秘密吗？

　　许多汽车司机在开车时常常戴着一副黑眼镜。在阳光下或者积雪天驾驶汽车的时候，这副黑眼镜能保护眼睛不受强光的长时间刺激。可是，当汽车突然由明处驶向暗处的时候，戴着黑眼镜反而变成了累赘。一会儿戴，一会儿摘，实在太不方便啦。有什么好办法来解除司机的这个苦恼呢？

　　有。戴上变色眼镜准行。在阳光下，它是一副黑墨镜，浓黑的玻璃镜片挡住耀眼的光芒。在光线柔和的房间里，它又变得和普通的眼镜一样，透明无色。

　　变色眼镜的奥秘在玻璃里。这种特殊的玻璃叫做光致变色玻璃。它在制造过程中，预先掺进了对光敏感的物质，如氯化银、澳化银（统称卤化银）等，还有少量氧化铜催化剂。眼镜片从没有颜色变成浅灰、茶褐色，再从黑眼镜变回到普通眼镜，都是卤化银变的魔术。在变色眼镜的玻璃里，有和感光胶片的曝光成像十分相似的变化过程。卤化银见光分解，变成许许多多黑色的银微粒，均匀地分布在玻璃里，玻璃镜片因此显得暗淡，阻挡光线通行，这就是黑眼镜。但是，和感光胶片上的情况不一样，卤化银分解后生成的银原子和卤素原子，依旧紧紧地挨在一起。当回到稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合，生成卤化银，玻璃镜片又变得透明起来。

　　卤化银常驻在玻璃里，分解和化合的反应反复无穷地进行着。照相胶卷和印相纸只能用一次，变色眼镜却可以一直使用下去。变色眼镜不仅能随着光线的强弱变暗变明，还能吸收对人眼有害的紫外线，的确是眼镜中的上品。如果把窗玻璃都换上光致变色玻璃，晴天时，太阳光射不到房间里来；阴天或者早晨、黄昏时，室外的光线不被遮挡，室内依然亮堂堂的。这就仿佛扇扇窗户挂上了自动遮阳窗帘。在一些高级旅馆、饭店里，已经装上了变色玻璃。汽车的驾驶室和游览车的窗口装上这种光致变色玻璃，在直射的阳光下，连变色眼镜都不用戴，车厢里一直保持柔和的光线，避免了日光耀眼和暴晒，大伙儿该是多么欢喜啊！

　　雨后的天空为什么会出现彩虹？

　　夏天的雨后，天空常常出现半圆形的彩虹，这是因为在雨后，空气中会有大量的小水滴悬浮在空中，当光线经过这些水滴时，光就会出现折射现象，又因为在光的折射过程中，红橙黄绿蓝靛紫等色光的折射角度不相同，就形成了我们所看到的彩虹。

　　彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹越不明显。

　　一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。

　　南极的冰为什么比北极多？

　　南极和北极是地球上最冷的地方，那里寒风呼啸，气温很低，终年冰雪覆盖，一片银白色的世界。但事实上南极比北极更冷，冰川也更多，因为南极地区是一块大陆，储藏热量的能力较弱，夏季获得的热量很快就辐射掉了，结果造成南极的年平均气温只有-56℃。在南极大陆周围的海洋上，漂浮着大量的冰块，形成了巨大的冰山。

　　相比之下，北极地区陆地面积小，大部分为北冰洋。由于海水的热容量大，能吸收较多的热量，而且热量散发比较慢，所以那里的年平均气温比南极要高，在8℃左右。因此，北极的冰川比南极少，而且绝大部分积存在格陵兰岛上。

　　据考察，南极的冰层平均厚度为1680米，最厚处可达4000米，冰川总体积约为2800万立方千米；北极的冰层厚度约为2~4米，冰川总体南极冰川积也只有南极的1\/10。

　　冰山是地球上的淡水资源之一。现在世界上一些缺乏水资源的国家，正在研究如何将南极的冰山运回本国，以解决当地的水荒与土地干旱。

　　台风的风眼中为什么没有风？

　　台风是范围很大的一团旋转的空气，中心气压很低，四周围的空气绕着它的中心以逆时针方向快速地旋转。低层空气边旋转边向低压中心流动，空气流动速度越快，风速也越大。

　　在台风中心平均直径约为40公里的圆面积内，通常称为台风眼。由于台风眼外围的空气旋转得太厉害，在离心力的作用下，外面的空气不易进入到台风的中心区内，因此台风眼区就像由云墙包围的孤立的管子。它里面的空气几乎是不旋转的，风很微弱。