怎麼會這樣?

By MARKUS STIER

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Illustriert von Jan Bazing

大多數人都不是愛因斯坦,但多少有點兒科學知識。呃……是這樣嗎?

有些人在學校唸書時還挺喜歡科學的;有些人則覺得物理和化學艱澀難懂;但我們都喜歡看到令人驚異的科學現象。有關老師教授的科學知識,您還記得多少呢?這裏有六項實驗,不妨試試看能否正確解答。

提醒您:如果想在家做這些實驗,請注意一定要做好防護措施,以免釀成意外。

問 題

1. 磁鐵加熱到非常高溫的狀態後,磁吸金屬的能力會不會受到影響?

  • a 會影響,磁鐵在高溫下將失去磁性。
  • b 胡說八道,冷與熱都不會影響磁性。
  • c 熱會讓金屬擴展,使磁鐵變得更有磁性。

2. 將兩個空飲料罐放倒,平行靜置於桌面上,兩者之間留一公分的距離。用吸管朝兩個罐子之間吹氣,會出現什麼狀況?

  • a 罐子會開始原地打轉。
  • b 兩個罐子會朝相反方向滾動,使罐子的間距變大。
  • c 兩個罐子會朝對方滾動。

3. 把一個密閉容器放在磅秤上,容器底部有一百隻鴿子在休息。如果刻意去驚擾這羣鳥兒,讓牠們飛起來,這時磅秤上的刻度有何變化?

  • a 少了鴿子的重量,容器會變輕。
  • b 重量維持不變。
  • c 鳥兒揮動翅膀會使得容器變重。

4. 在兩隻碗裏裝入等量的水,其中一碗是攝氏五十度的溫水,另一碗是攝氏十度的冷水。然後將兩碗水同時放進冰箱的冷凍庫,請問哪一碗水較快結成冰?

  • a 兩碗水結冰的速度相同。
  • b 比較冷的那碗水先結冰。
  • c 比較溫的那碗水先結冰。

5. 從一公尺高的地方,讓一顆球垂直墜落;同一時間,在同樣高度將另一顆相同體積和重量的球朝水平方向拋出十公尺。請問哪顆球會先落地?

  • a 兩者同時着地。
  • b 因為需要行進的距離較短,所以垂直下墜的球先着地。
  • c 因為移動的速度較快,所以往前拋出十公尺的球先着地。

6. 一面黑色的牆上有兩個緊鄰的小洞,光源對準兩個洞的正中央,朝黑牆射出一個光粒子(或稱光子),請問接下來會出現什麼狀況?

  • a 光線會通過右邊小洞。
  • b 光線會通過左邊小洞。
  • c 光線會同時通過兩個小洞。
Illustriert von Jan Bazing

答 案

1. 簡單地說,磁性是由大量的最小磁單位所形成,這些磁單位具有指向的能力,稱為「磁矩」。如果所有磁矩都能排列整齊,就可產生磁性。十九世紀末,法國物理學家皮耶.居禮發現將磁性材料加熱到某個高溫,會讓磁矩開始移動,指向跟着改變,導致磁性立即消失。能令磁性喪失的溫度就稱為磁性材料的居禮點,以鐵磁材料而言,居禮點是攝氏七百六十九度。

2. 吹出的氣體會快速通過兩個空罐之間,導致空隙處的氣壓下降。如此一來會造成一股吸力,使得兩個罐子滾向彼此。這個道理和飛機起飛的原理相同。機翼上方做成曲面,能讓氣流通過的速度比機翼下方的氣流快,而比較快的速度又能造成比較小的氣壓,於是就能將機翼往上推升。

3. 日常生活中常用公斤做為稱重的單位,但磅秤衡量的其實是物體藉由地心引力施加於地球的力量。根據牛頓第三運動定律,任何一股作用力都會形成另一股大小相同、方向相反的作用力。為了讓自己停在空中,鳥兒必須不斷拍翅,朝地面的方向施壓,而牠們所製造出來的總氣壓,會剛好等於牠們的體重。因此磅秤上的刻度不會改變。

4. 比較溫的水先結冰。乍看之下似乎不合邏輯,畢竟溫水需要釋放更多的熱能才能結冰。但這裏的關鍵因素在於蒸發。溫水會製造大量蒸氣,碰到寒冷的環境時尤其顯著。於是,溫水碗中的水量很快就會變得比較少,自然較快結冰。

5. 在水平拋出的那顆球上,其實有兩股作用力。一股是水平方向的力,推使球往前移動;另一股是地心引力,將球往地面拉。但這兩股力量不會互相影響。既然兩顆球受到的地心引力一模一樣,垂直落下的球與朝水平方向拋出的球會在同一時間掉落地面。

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