13.当波源运动时,对固定位置的观察者而言,波的频率发生变化。比如波源频率是10hz,波速100米/秒。1秒内有10波峰经过观察者,当观察者以100米/秒的速度靠近波源时,1秒内就观察到20个波峰!对观察者而言频率增加了一倍。以50米/秒的速度远离波源,则1秒内观察到5个波峰,频率为实际的一半。最早是由奥地利人多普勒发现的,称为多普勒效应。现在高速路上检测超速,就是使用多普勒雷达进行。医疗上使用多普勒效应来判断血液流动的速度,叠加在b超上,就成为彩超。 梅乐芝经理的科普文章(十一) 第11节电磁波 现代社会已经无法离开电。人类最早可见到的电就是自然界的闪电,琥珀和毛皮摩擦产生电的效果也见诸文献,古希腊的泰勒斯曾描述过。 前面讲述了物质的组成。当原子的内部结构明确后,这些摩擦生电的原理就很清晰了。某些物质对电子的吸引力较小(羊毛),失去了原子中的一些电子,聚集在那些对电子吸引力大物质上(琥珀)。这些多余的电子会诱导小物体(纸片)的电子趋向远离,导致靠近电子的区域带正电(称为电荷感应),正电和负电相吸引,使得小物体被吸到带电物体上。为了统一称呼,电子称为负电荷,失去电子的原子称为正电荷。 夏日多雨,天空中经常出现闪电。高速暖湿气流和冰晶摩擦,导致双方大规模的电子转移。当电子聚集足够多时,正负电荷之间的空气也发生电子转移,某些气体分子失去电子,某些分子得到电子,导致正负电荷之间形成一条通路,使得正负电荷相会。称之为空气击穿。在我们眼中,就是闪电。有时候大块云朵都是同一种电荷,附近没有释放对象。这时候就有可能对地面放电。当带电的雷雨云临近时,电荷感应会使得地面的树木、建筑带上相反电荷。某些情况下,电荷太多,导致建筑的尖端出现电光,称为电晕放电。现在我们谈论的都是静止的电荷,简称静电。但电荷流动时,可称为电流。 多数金属都可以导电,称为导体,电荷可以自由通过。电荷无法自由通过的称为绝缘体。我们制造电荷感应的材料都是绝缘体。还有一类材料称为半导体,西南介于导体和绝缘体之间。 观察: 人体剧烈运动后,容易带电。冬天空气干燥,是良好的绝缘体。身着大量衣物,而且衣物鞋子也都是绝缘体。所以在冬天人体电荷就容易积攒下来。还可以表演特异功能,让旁人把水龙头开细细的水流,用手指靠近水流,发现水流弯曲了。(静电多的人,触摸集成电路可能会造成破坏。) 复印机,就是静电的应用。1.给复印鼓充满负电荷。2.强光照射被复印对象,反射至复印鼓上,白色反光照射的地方变导体,导致充的负电消失,无反射光的地方继续保持负电。3.使用复印鼓吸附碳粉,则有电荷的区域有碳粉。4.给纸张上充更多的负电,将碳粉吸到纸张上。5.高温下,碳粉完全融入纸张。完成复印。摸摸复印出来的纸,还有点热呢。 避雷针,是高层建筑都必须有的设施。避雷针下面通过氧化锌接至地面。平常时氧化锌保持绝缘状态。雷雨云经过,大量感应电荷集中在避雷针尖时,当闪电发生时,瞬间高压下氧化锌变为导体,使闪电电荷被释放到地面上。同样雷雨天气,旷野中人就成为天然避雷针,因此要避免雨天在旷野中行走。 飞机在飞行过程中,外表金属和空气、云雾摩擦,产生大量电荷。在降落时,需要将这些电荷放掉。所以飞机的轮胎是可以导电的。长途汽车后轮附近有铁链拖着地面,可以防止静电积聚,特别货物是易燃物品时。 现代工业生产会产生大量废气,同时伴随着大量烟尘。使用静电过滤装置,就可以大幅度降低空气中烟尘的排放量。 现在干电池还经常使用在照相机,手电筒,电子打火器等场合。干电池的原型是意大利人伏打最早制作。铜片和锌片浸泡在盐水中,就持续产生电,多组铜锌对串接起来,构成伏打堆。就是最早的电池。电池的唯一好处就是便于携带,在没有电力供应的场所可以使用。 观察: 有考古论证,在2000多年前,两河流域就有原始的铜铁电池,波斯人用来电镀。无论原始还是现代,电池都是金属和导电液的混合,当电池电力耗尽时,随意乱扔造成污染问题。因此废旧电池要专门收集。 原始电池和早期电池都是只有使用一次。后期出现充电电池,镍镉、镍氢、锂电池等类型。其中锂电池没有记忆效应,容量大,只是价格稍贵。是日本人吉野彰于1985年研制成功。汽车的蓄电池要求功率很大,一般使用铅酸电池。 动物在演化中,某些种类也可产生电,作为捕猎和防御武器。浅海电鳐、亚马逊电鳗、刚果电鲶都可以产生高压。体内都是大量伏打电堆叠加。 天然磁石对铁有吸引力。在人类文明进入铁器时代(最早赫梯文明公元前1400年)后可能更易发现这一现象。因为M.ZGXXH.org