物理小知识
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2023年3月18日发(作者：教师帮扶计划)有趣的物理冷知识让你学习物理不再无趣
其实物理起来也是很有趣的，不相信的话就来看看这些物理小
知识吧。下面是的物理冷知识，希望对你有帮助。
光速并非每秒30W千米
这个结论是正确的。其实，物理老师并没有蒙了大家，而是物
理老师觉得真正的光速与每秒30W千米是在差不了多少、现在物理
学界公认的真空中的光速为299792.458千米、这一数值与30W确实
所差无几、、但是严格来说是不同的。而且，光在其它介质中传播
速度比在真空中的速度小、它与风速一样，会受到不同阻力而变
化。例如：光在水中的速度约为每秒22.5W千米，在玻璃中速度约
为每秒20W千米，在冰中的速度约为每秒23W千米，在酒精中的速
度约为每秒22W千米、
厚玻璃杯遇热更容易炸掉
是不是又逆了你的思维?如果问你，“薄玻璃杯和厚玻璃杯，在
倒入热水时哪个更容易炸裂?”相信你会用直觉说薄被子容易炸裂。
其实事实正好相反。通常，如果玻璃杯是凉的，如果突然倒入热
水，其内壁由于受热胀冷缩的影响会迅速膨胀，而由于玻璃是热的
不良导体，如果杯壁很厚，热量就不能快速传到外壁，这就会造成
内壁膨胀而外壁不变的情况，所以就会造成玻璃杯的炸裂、相反就
不容易爆炸。
防辐射服可靠么
根据电磁辐射的原理，在不穿防护服的情况下，有辐射照射到
人体，人体只会吸收一小局部，然后把绝大局部的辐射都反射出
去。但是穿了防辐射服后，辐射会从衣服的下端，袖口等所有的缝
隙射入，但却无法反射出去，而是在辐射服内进展屡次反射后交汇
叠加，反而会使辐射强增大作用于人体。也就是说，只有像宇航员
那样的全封闭式屏蔽服，人体才有可能不接触电磁辐射。
肥皂泡其实比太阳还“热”
科学家经过测量得知，当液态的肥皂泡猛烈地收缩爆掉时，它
的内部温度约为2W℃、、这几乎是太阳外表温度的4倍。
为一个小小的泡沫会在破裂时产生这么高的温度呢?某些科学的
家们解释说，肥皂泡在爆裂的一瞬间，其内部的分子、原子之间反
省了剧烈的碰撞，于是会使温度急剧增加、、呐、、为什么感觉不
到呢?那是因为这个“一瞬间”实在短暂、、就像我们用手在火焰上
迅速划过而感觉不到火焰的高温一样。
历史上的十大经典物理实验按时间先后顺序依次为：
1.埃拉托色尼测量地球圆周
2.伽利略的自由落体试验0
3.伽利略的加速度试验
4.牛顿的棱镜分解太阳光
5.卡文迪许扭秤试验
6.托马斯·杨的光干预试验
7.让·傅科钟摆试验
8.罗伯特·密立根的油滴试验
9.卢瑟福发现核子
10.托马斯·杨的双缝演示应用于电子干预试验
牛顿和托马斯·杨对光的性质研究得出的结论都不完全正确。
光既不是简单的由微粒构成，也不是一种单纯的波。20世纪初，麦
克斯·普克朗和艾伯特·因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光
和吸收光。但是试验还是证明光是一种波状物。经过几十年开展的
量子学说最终总结了两个矛盾的真理：光子和亚原子微粒，(如电
子、光子等等)是同时具有两种性质的微粒，物理上称它们：波粒二
象性。
将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好的说明这一点。科
学家们用电子流代替光束来解释这个实验。根据量子力学，电粒子
流被分为两股，被分得更小的粒子流产生波的效应，他们相互影
响，以至产生像托马斯·杨的双缝演示中出现的加强光和阴影。这
说明微粒也有波的效应。
是谁最早做了这个试验已经无法考证。根据刊登在《今日物
理》杂志的一篇论文看，人们推测应该是在1961年。
在16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落的
快因为伟大的亚里士多德是这么说的。伽利略，当时在比萨大学数
学系任职，他大胆的向公众的观点挑战，他从斜塔上同时扔下一轻
一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。他向世人展示尊重科
学而不畏权威的可贵精神。
很早以前，科学家就在研究电。人们知道这种无形的物质可以
从天上的闪电中得到，也可以通过摩擦头发得到。1897年，英国物
理学家托马斯已经得知如何获取负电荷电流。1909年美国科学家罗
伯特·米利肯开始测量电流的电荷。
他用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子
的顶部和底局部别放有一个通正电的电板，另一个放有通负电的电
板。当小油滴通过空气时，就带有了一些静电，他们下落的速度可
以通过改变电板的电压来控制。经过反复试验米利肯得出结论：电
荷的值是某个固定的常量，最小单位就是单个电子的带电量。
艾萨克·牛顿出生那年，伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于
剑桥大学的三一学院。当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜
色的光，而有色光是一种不知何故发生变化的光(又是亚里士多德的
理论)。
为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱
镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们称作为光谱。人们知道
彩虹的五颜六色，但是他们认为那时因为不正常。牛顿的结论是：
正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫根底色有不同的色谱才形成
了外表上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非
常美丽的。
牛顿也不是永远都对。牛顿曾认为光是由微粒组成的，而不是
一种波。1830年英国医生也是物理学家的托马斯·杨向这个观点挑
战。他在百叶窗上开了一个小洞，然后用厚纸片盖住，再在纸片上
戳一个很小的洞。让光线透过，并用一面镜子反射透过的光线。然
后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看
到了相交的光线和阴影。这说明两束光线可以像波一样相互干预。
这个试验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。
牛顿的另一大奉献是他的万有引力理论：两个物体之间的吸引
力与各个物体的质量成正比，与他们间隔的平方成反比。但是万有
引力到底多大?
18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪许决定要找到一个计算方
法。他把两头带有金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来。再用两
个350磅重的皮球放在足够近的地方，以吸引金属球转动，从而使
金属线扭动，然后用自制的仪器测量出微小的转动。
测量结果惊人的准确，他测出了万有引力的参数恒量。在卡文
迪许的根底上可以计算地球的密度和质量。地球重：6.0×10^24公
斤，或者说13万亿万亿磅。
在公元前3世纪，埃及的一个名叫阿斯瓦的小镇上，夏至正午
的阳光悬在头顶。物体没有影子，太阳直接照入井中。埃拉托色尼
意识到这可以帮助他测量地球的圆周。在几年后的同一天的同一时
间，他记录了同一条经线上的城市亚历山大(阿斯瓦的正北方)的水
井的物体的影子。发现太阳光线有稍稍偏离，与垂直方向大约成7
度角。剩下的就是几何问题了。假设地球是球状，那么它的圆周应
是360度。如果两座城市成7度角，就是7/360的圆周，就是当时
5000个希腊运动场的间隔。因此地球圆周应该是25万个希腊运动
场。今天我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。
伽利略继续他的物体移动研究。他做了一个6米多长，3米多
宽的光滑直木板槽。再把这个木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端
沿斜面滑下。然后测量铜球每次下滑的时间和间隔，研究它们之间
的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的：铜球滚动
两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时
间的平方成比例：两倍的时间里，铜球滚动4倍的间隔。因为存在
重力加速度。
卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，推翻了汤姆
生“枣糕模型”，在此根底上，卢瑟福提出了核式构造模型。
实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，绝大多数α粒
子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的
偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎到达
180°而被反弹回来.
结果：大多数散射角很小，约1/8000散射大于90°;极个别
的散射角等于180°。
结论：正电荷集中在原子中心。
大多数α粒子穿透金箔：原子内有较大空间，而且电子质量很
小。
一小局部α粒子改变路径：原子内部有一微粒，而且该微粒的
体积很小，带正电。
极少数的α粒子反弹：原子中的微粒体积较小，但质量相对较
大。
1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能实验时，原子在人们
的印象中就好似是“葡萄干布丁”，大量正电荷聚集的糊状物质，
中间包含着电子微粒。但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的
阿尔法微粒时有少量被弹回，这使他们非常吃惊。卢瑟福计算出原
子并不是一团糊状物质，大局部物质集中在一个中心小核上，现在
我们知道这个小核叫作原子核，电子在它周围环绕。
1851年法国科学家傅科当众做了一个实验，用一根长220英尺
的钢丝吊着一个重62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观
测记录它的摆动轨迹。周围观众发现钟摆每次摆动都会稍稍偏离原
轨迹并发生旋转时，无不惊讶。实际上这是因为地球自转使得地面
并非惯性系，从而在地面上看，向地球自转轴运动的物体受到沿纬
线方向的惯性力(科里奥利力)。傅柯的演示说明地球是在围绕地轴
旋转。在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针方向，30小时一周
期。在南半球，钟摆应是逆时针转动，而在赤道上将不会转动。在
南极，转动周期是24小时。
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