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在生活中学习物理知识 一、我们什么时候绕太阳转得更快一些：在白昼还是在黑夜？ 巴黎的报纸有一次曾经刊出一则广告，里面说每个人只要花二十五生丁一钱，就可以得到又经济又没有丝毫困惫痛苦的旅行方法。果然就有一些轻率的人按址寄了二十五生丁钱去。这些人每人得到一封回信，内容是这样的： 先生，请您安静地躺在您的床上，并且请您记牢：我们的地球是在旋转着的。在巴黎的纬度——49 度——上，您每昼夜要跑25,000 公里以上。假如您喜欢看看沿路美好的景致，就请您打开窗帘，尽情地欣赏星空的美丽吧。 这位先生终于被人用欺诈的罪名告到法院。他听完判决，付出所判的罚金之后，据说曾经用演剧的姿态站了起来，郑重地复述了伽利略的话：“可是，无论如何它确实是在转着的呀！” 这位被告在一定意义上是正确的，因为地球上的居民不只绕着地轴在“旅行”，同时还给地球带着用更大的速度绕着太阳转。我们的地球带着它的全数居民在空间每秒移动30 公里，同时还要绕地轴旋转。 这里可以提出一个有趣的问题：我们——住在地球上的人——究竟在什么时候绕太阳转得更快一些：在白昼还是在黑夜？ 这个问题很容易引起误会，地球的一面如果是在白昼，那么它的另一面就必然是在黑夜，那么，这个问题的提出究竟有什么意义呢？恐怕是毫无意义的吧。 然而这不是这么一个问题。这儿要问的并不是整个地球在什么时候转得比较快，而是问，我们——地球上的居民——在众星之间的移动究竟在什么时候要更快一些。这样一个问题是不能够认为毫无意义的。我们在太阳系里是在进行两种运动的：绕太阳公转，同时还绕地轴自转。这两种运动可以加到一起，但是结果并不始终相同，要看我们的位置在地球的白昼或黑夜的一面来决定。请注意图3，你就可以明白在午夜的时候，地球的自转速度要和它的公转前进速度相加，但是在正午时候刚刚相反，地球的自转速度要从它的公转前进速度里减去。这样看来，我们在太阳系里的移动，午夜要比正午更快些。 赤道上的每一点，每一秒大约要跑半公里，因此，在赤道地带，正午跟午夜速度的差数竟达到每秒钟整整一公里。而一个懂几何学的人也会不难算出，在列宁格勒（它是在纬度60 度上），这个差数却只有一半：列宁格勒的居民，午夜在太阳系里每秒所跑的路，比他们在正午跑的多半公里。 二、艾菲尔铁塔的高度 假如现在问你，艾菲尔铁塔有多高，你一定会在回答“300 米”之前，反问一句： “在什么季节——冷天还是热天？” 因为你知道这么高的铁塔，它的高度一定不可能在什么温度都相同。我们知道，300 米长的铁杆，温度每增加摄氏1 度，要伸长3 毫米。这座艾菲尔铁塔在温度增加1 度的时候，大约也会加高这么多。在巴黎，夏天有太阳的时候，这座铁塔会给晒热到40 度，而在阴冷的雨天，它的温度会跌到10 度，冬天呢，那要跌到0 度或者甚至于零下10 度（巴黎严寒的时日不多）。你看，这座铁塔一年四季所受到的温度变化要在40 度以上，这说明了艾菲尔铁塔的高度可以伸缩 3×40=120 毫米，就是12 厘米。 直接度量的结果，使我们知道艾菲尔铁塔对于温度的变化，甚至比空气更敏感：它要比空气热得更快也冷得更快，在阴天太阳突然出现的时候，它比空气更早地起了反应。艾菲尔铁塔的高度，是用一种几乎不受温度变化的影响、始终保持原有长度的镍钢丝来量度的。这种镍钢叫做“因钢”（这是从拉丁文invar 译音的，原意是“不变的”）。 就是这样，艾菲尔铁塔的顶端在热天要比冷天高出一段来，高出的一段大约有这本书上的一行这么长，这高出的一段是用铁做成的，但是这铁却不值一文钱。 三、在开水里不熔化的冰块 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并没有熔化！我们好象是在表演魔术：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。 四、为什么紧闭了窗子还觉得有风？ 时常会有这样的情形：房间里的窗子关闭得非常紧密，没有丝毫漏缝，竟仍旧会觉得有风。这好象很奇怪。但是事实上却没有什么可以奇怪的。 房间里的空气几乎没有完全安定的时候。房间里面总有一些看不出的空气流，这种空气流是由于空气的受热或冷却引起的。空气受热，就会变得比较稀，因此也就变得比较轻；受冷呢，相反的，就会变得比较密，也就变得比较重。给电灯