伊芙
放杯水在飲水鳥的跟前,并把它的喙(huì)按在水里潤濕一下。幾分鐘后,站直的飲水鳥居然又緩緩低頭,反復“喝”水,仿佛變成了一只活的小鳥。
飲水鳥其實是一臺設計精巧的機械裝置。它的頭和肚子是一大一小兩個玻璃球,中間由玻璃管連通,玻璃內(nèi)裝有二氯甲烷,這種液體沸點很低,在常溫下很容易蒸發(fā)成氣體。
飲水鳥的身體是密封的,不會真的把水喝到肚子里。它的頭部被一層薄布包裹,飲水鳥“喝水”其實是布料在吸水。
1、鳥“喝”到水,頭部的玻璃球被潤濕,水慢慢蒸發(fā)并帶走熱量,使頭部冷卻。頭部內(nèi)的二氯甲烷氣體冷凝成液體,向下流到底部的玻璃球中。
2、由于氣體減少,頭部內(nèi)的氣壓降低,此時飲水鳥就像我們喝盒裝飲料那樣,底部的液體被吸上來,逐漸充滿頭部。
3、“頭重腳輕”使飲水鳥低頭,“喝”了一口水。鳥身的玻璃管因傾斜而出現(xiàn)空隙,底部的氣體趁機流向頭部。頭部內(nèi)的氣壓重新得到平衡,液體流回底部,飲水鳥恢復直立。
4、如果我們把水杯拿走,飲水鳥喝不到水,它的頭部不會被冷卻,最終二氯甲烷會恢復常溫,不再來回流動,飲水鳥便會慢慢停止運動。
彩虹彈簧圈不僅可以拉伸著玩,更奇妙的是,它會自己翻著筋斗“下”樓梯。這種運動看似簡單,背后的原理卻不簡單。
能量可以被儲存,不同形式的能量之間還可以互相轉(zhuǎn)化。把鐵球放在山坡上,它就有從高處往下落的趨勢,且高度越高,能量越大,這種能量是“重力勢能”;當它真正開始往下落時,重力勢能逐漸變成動能,使其滾得越來越快,當它到達平地后,不再往下落,能量全部用光。
而彈簧圈不僅下樓梯時可以借助重力勢能和動能之間的轉(zhuǎn)化,它的彈簧結構還擁有“彈性勢能”,無論你是拉扯還是擠壓它,它都會有往回彈的趨勢。
彈簧圈的能量在重力勢能、動能與彈性勢能之間不斷轉(zhuǎn)換,直到彈簧圈落到平地,重力勢能用完,這時彈簧會由于地面的阻力而停下。
當彈簧圈被放在階梯高處時,它存儲了重力勢能,走下樓梯時,重力勢能就一點點轉(zhuǎn)化成了動能。
下一層臺階后,動能會把彈簧壓緊,這時動能轉(zhuǎn)化成了彈性勢能。彈性勢能讓彈簧彈起,恢復運動,再落向下一層臺階。
小貼士
臺階高度和彈簧圈的大小要適合才能順利下臺階。臺階不能比彈簧高太多,也不能太寬,否則彈簧圈中途就會摔倒或停下。
牛頓擺由五顆完全相同的金屬球組成,球被吊在架子上,你可以抬起最外面的球,讓它落下并撞到旁邊的球,但只有另一頭最外側(cè)的球會被彈飛,產(chǎn)生一種“隔山打?!钡男Ч?。這一現(xiàn)象表明,能量可以在物體間傳遞。
牛頓擺中間的三顆球幾乎不動,只有最外頭的兩顆球擺來擺去。不過,由于繩子在擺動中會摩擦生熱,球也會碰撞發(fā)出聲響,能量會漸漸轉(zhuǎn)化成熱量和聲能,小球能量完全轉(zhuǎn)化掉后,就會停止擺動。
落下的第一顆球擁有動能,當它碰到第二顆球時,就把自己的動能變成第二顆球的能量。
第二顆球還沒來得及移動,就把能量轉(zhuǎn)移到了第三顆球上,第三顆球又把能量給了第四顆球。傳到第五顆球時,它卻沒有下一顆球傳遞能量了。于是,它只好“自食其力”,把能量轉(zhuǎn)化成動能,擺了起來。
第五顆球擺起后又會因為重力而落下,撞到第四顆球上,這時能量又沿著第四、三、二顆球傳回第一顆球,再次把它打飛。
用電線把這塊藍黑色小板與小車的馬達連接起來,把小車放到陽光下,過了一會兒,它便開始緩緩向前行駛。除了小車以外,還有太陽能小船、風扇等等,無論是哪種太陽能玩具,它們的核心零件就是這塊太陽能發(fā)電板。
物質(zhì)是由原子、分子等構成的,這些微粒就像一個個小家庭,家里還有許多孩子——電子。通常,電子會乖乖地待在家里,但在硅、銅等元素的原子家中,身為“爸爸媽媽”的原子整天忙于工作,沒時間管教電子,電子就沒那么安分了。只要有強光照射到電子上,電子就會吸收光的能量,變得活蹦亂跳,從家里跑出來,電流就產(chǎn)生了。
這種由光產(chǎn)生電的現(xiàn)象,就叫做“光電效應”,而太陽能電池板正是利用了硅的光電效應,把光能轉(zhuǎn)化成了電能,供人們使用。在一些陽光強烈的沙漠地帶,有大面積的太陽能發(fā)電陣列為人們帶來電力;在浩瀚無垠的宇宙中,太陽能電池板維持著太空探測器的運行,而這些重要裝置在本質(zhì)上和你手里的太陽能玩具是一樣的。
沙漠地區(qū)的太陽能發(fā)電陣列