月凡

相傳，三國(guó)時(shí)期某次戰(zhàn)役中，諸葛亮的蜀國(guó)大軍被司馬懿率領(lǐng)的魏國(guó)軍隊(duì)圍困，無(wú)法派兵出城求救。全軍束手無(wú)策之時(shí)，諸葛亮想出一條妙計(jì)：他命人拿來(lái)白紙做成燈籠，底部放置可以燃燒的燃料，并系上帶有求援消息的紙條。點(diǎn)燃燃料后，這些紙燈籠慢慢升空，隨著風(fēng)越飄越遠(yuǎn)，飄到了蜀國(guó)的大本營(yíng)，成功發(fā)出求救信息。

因?yàn)橹T葛亮字孔明，后世也將這種依靠燃料燃燒并飛向空中的小燈籠稱作“孔明燈”。

讓孔明燈飛起來(lái)

在我國(guó)很多地區(qū)，每逢重大節(jié)日或喜慶的日子，都會(huì)有人將自己的愿望寫在孔明燈上并放飛，祈求心愿能夠?qū)崿F(xiàn)。趁著元宵佳節(jié)，我們也來(lái)制作一個(gè)屬于自己的孔明燈。

物理啟蒙

·八年級(jí)物理下“浮力”

·如果氣球里充的密度小于空氣的氣體，那么氣球可以飄在空中。

這時(shí)，你會(huì)看到：隨著蠟燭的燃燒，塑料袋被氣體漸漸充滿，膨脹到一定程度，簡(jiǎn)易的孔明燈就慢慢飄上了天空。

這孔明燈沒(méi)有翅膀，為什么也飛起來(lái)了呢？這是因?yàn)橄灎T點(diǎn)燃后，會(huì)使塑料袋內(nèi)的空氣溫度升高，密度減小，這就會(huì)排出塑料袋內(nèi)原來(lái)的空氣，導(dǎo)致自身的重力變小。在外界空氣的浮力作用下，重力減小的塑料袋就會(huì)被外面的空氣托起來(lái)，所以我們看到它慢慢地升起來(lái)了。

如果在放飛自制的簡(jiǎn)易孔明燈后繼續(xù)觀察一會(huì)兒，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)：孔明燈最初會(huì)保持向上飄升的狀態(tài)，中途會(huì)懸停在空中，最后會(huì)緩緩下落。這是因?yàn)闊峥諝鈺?huì)變冷，當(dāng)塑料袋和內(nèi)部熱空氣的重力之和與空氣的浮力一樣時(shí)，塑料袋就會(huì)懸停；當(dāng)大于空氣的浮力時(shí)，塑料袋就會(huì)下降。

孔明燈——熱氣球都得叫它一聲“師父”

1772 年，在法國(guó)巴黎博覽會(huì)上，蒙哥爾費(fèi)兄弟看到了流傳至國(guó)外的孔明燈，激發(fā)了他們極大的興趣，便開(kāi)始嘗試用紙袋聚熱氣做試驗(yàn)，使紙袋能夠隨著氣流不斷上升。

歷經(jīng)十年不斷嘗試，1783 年6 月4 日，蒙哥爾費(fèi)兄弟帶著他們的研究成果在里昂安諾內(nèi)廣場(chǎng)公開(kāi)表演：一個(gè)圓周長(zhǎng)約33 米的模擬氣球升起，這個(gè)氣球用布制成，布的接縫用扣子扣住。兄弟倆用稻草和木材在氣球下面點(diǎn)火，氣球搭乘著第一批乘客——一只公雞、一只山羊還有一只鴨子，在空中飛行了約2.4 千米。

同年9 月19 日，在巴黎凡爾賽宮前，兄弟倆為國(guó)王、王后、宮廷大臣及13萬(wàn)巴黎市民進(jìn)行了熱氣球的升空表演。

兩個(gè)月后，蒙哥爾費(fèi)兄弟又在巴黎穆埃特堡進(jìn)行了世界上第一次載人空中航行，熱氣球飛行了25 分鐘，在飛越半個(gè)巴黎之后降落在意大利廣場(chǎng)附近。

這次飛行，比萊特兄弟的飛機(jī)飛行早了整整120 年。

燃料和材料的不斷升級(jí)

由于材料和燃料的原因，熱氣球很難普及。1956 年4 月15 日，美國(guó)人詹姆斯·康托在裝有新丙烷燃燒器的熱氣球上成功飛行了26 分鐘。后來(lái)，氣球材料使用了重量更輕、強(qiáng)度更高的尼龍布材料，這也是軍用降落傘常用的制作材料。新型燃料和材料為熱氣球的發(fā)展提供了更廣闊的前景。

熱氣球曾是奧運(yùn)項(xiàng)目

熱氣球比賽還曾經(jīng)出現(xiàn)在1900 年的巴黎奧運(yùn)會(huì)上。選手們依靠控制熱氣球接近設(shè)定的目標(biāo)，然后把標(biāo)記器扔在目標(biāo)上。項(xiàng)目的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)就是看飛行員能夠飛多遠(yuǎn)、飛多久以及是否能夠在指定地點(diǎn)降落。法國(guó)包攬了這項(xiàng)賽事的獎(jiǎng)牌。

不過(guò)這個(gè)項(xiàng)目在奧運(yùn)會(huì)上只存在了一屆。因?yàn)樵跓釟馇虮荣愔?，不同的?chǎng)地、風(fēng)速、風(fēng)向存在著很大的偶然性，而運(yùn)動(dòng)員的技巧只是其中一部分，所以比賽真正考驗(yàn)的還是運(yùn)氣成分。但是直到現(xiàn)在，依然有許多國(guó)家將熱氣球這個(gè)項(xiàng)目作為一項(xiàng)體育賽事開(kāi)展，在國(guó)內(nèi)，乃至世界舉行相關(guān)的大型賽事。

對(duì)大氣層科學(xué)研究的貢獻(xiàn)

1933 年9 月30 日，蘇聯(lián)首次進(jìn)行同溫層飛行科學(xué)探險(xiǎn)活動(dòng)。巨大的“蘇聯(lián)一號(hào)”同溫層氣球搭載三位科學(xué)家順利升空，考察宇宙射線、大氣層的導(dǎo)電性，并證實(shí)了不同高度上的空氣成分是相同的，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)飛行高度海拔18950 米的世界紀(jì)錄，并安全返回地面。1935 年，美國(guó)的“探險(xiǎn)者2 號(hào)”平流層氣球上升到22066 米，記錄了各個(gè)方向的射線強(qiáng)度和太陽(yáng)光譜等科學(xué)數(shù)據(jù)。

民用氣象觀測(cè)用途

現(xiàn)在，熱氣球頻繁用于氣象觀測(cè)領(lǐng)域，它可以攜帶儀器進(jìn)行高空氣象觀測(cè)。大型非膨脹塑料薄膜氣球廣泛應(yīng)用于邊界層探測(cè)、全球定高水平探測(cè)和平流層探測(cè)試驗(yàn)。

“駕球”環(huán)游世界

20 世紀(jì)80 年代，熱氣球引入中國(guó)。1982年美國(guó)著名刊物《福布斯》雜志創(chuàng)始人福布斯先生駕駛熱氣球來(lái)到中國(guó)旅游，自延安到北京，完成了“駕球”飛臨世界每個(gè)國(guó)家的愿望。

探索浩瀚宇宙

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，熱氣球的使用不再局限于大氣層內(nèi)部。美國(guó)宇航局目前正在開(kāi)發(fā)一種低成本的太空探索方法——利用無(wú)人熱氣球探索太陽(yáng)系內(nèi)的其他行星和衛(wèi)星。它們有很多潛在的目的地，第一站是土衛(wèi)六，土星最大的衛(wèi)星。若想登陸成功并不容易，必須在地球上進(jìn)行一系列測(cè)試，零下180 度的低溫環(huán)境是需要承受的最大挑戰(zhàn)。