徐海 楚婉苓 杨敏
海上的烟火与浪花的泡沫,同样短暂的一瞬,烟火的光芒,照进泡沫的心底,从此,浪花成为了追光者。由岑宁儿演唱的这首《追光者》,歌曲词意真切、歌声款款,蕴含着一份单纯的爱意和坚定的承诺,能令人听出故事。
其实,于每个人自身而言,都需要自己生命中的一束光,它不需要有多耀眼,只要在我们努力可以触及的远方,让我们可以向着它不断努力。愿每个人,都可以成为自己成长路上的追光者。
太阳是人们顶礼膜拜的对象
前赴后继追光者对古代的人们来说,太阳大概是天地万物间最神秘的存在了。太阳给人类带来了温暖和勃勃生机,有了它,才有了人类家园的万物生长、繁茂昌盛。因此,自古以来,太阳就是人们顶礼膜拜的对象。
在很长一段时间内,人类对光的认识只限于某些简单的现象和规律描述。例如,中国战国时期的《墨经》以连续八条文字记载了诸如投影、小孔成像、平面镜等光学问题;古希腊学者欧几里得在《反射光学》一书中,研究了光的直线传播原理和光的反射定律。随着科学技术的发展,人们逐渐开始以科学的方法来研究光,并发现了反射、折射等基本的光学现象。
到了17世纪,人们开始研究光的本性。很多科学家对此展开了长期的争论。比如,英国著名物理学家牛顿、德国物理学家赫兹认为光是一种粒子;荷兰物理学家惠更斯、英国物理学家托马斯·杨、法国物理学家菲涅耳和法国数学家泊松却认为光是一种波;英国科学家麦克斯韦在多年研究的基础上,于1873年出版了《电磁通论》一书,指出了光就是电磁波。
20世纪初,德国物理学家普朗克和诺贝尔物理学奖得主爱因斯坦提出了光的量子学说。1905年3月,爱因斯坦在德国《物理年报》上发表了题为《关于光的产生和转化的一个推测性观点》的论文。他认为:对于时间的平均值,光表现为波动;对于时间的瞬间值,光表现为粒子性。这是人类历史上科学家第一次揭示微观客体波动性和粒子性的统一,即波粒二象性,这一科学理论最终得到了学术界的广泛接受。
闪电是一种发光现象
闪电有两道只能观其一生活中,我们可以看到很多发光体,比如太阳、星星、电灯、火……特别是闪电也会发出耀眼的光,那么,闪电是光吗?
准确地说,闪电是一种发光现象。
气流在雷、雨、云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电。这些电分两种:带有正电荷粒子的正电和带有负电荷粒子的负电。正电荷在云的上端,负电荷在云的下端,同时吸引地面上的正电荷。正负电荷还会像磁鐵一样相互吸引。但云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过。当雷、雨、云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触。当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电)。激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了“闪电”。
大多数的闪电都是接连两次出现的。第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气一直下到接近地面的地方。这一股带电的空气就像一条电线,为第二次电流的产生建立一条导路。在前导闪接靠近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电。
牛顿是微粒说的代表(图片来源 / Wiki)
鸡蛋穿上“银衣裳”既然说到了光,那我们就不能不提美丽的彩虹。彩虹是气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴时,光线就会被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈现出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
除了彩虹,生活中也有很多关于反射光的例子:波光粼粼的湖面、璀璨耀人的钻石都是反射光的表现。而在实验室里,我们更是可以用一个简单的实验来领略反射光的神奇之处。
鸡蛋穿上“银衣裳”(供图/ 徐海)
准备一个鸡蛋,小心地在蜡烛的外焰上烘烤,等到整个鸡蛋表面都被烤成黑色之时,轻轻地将它放入清水中,你觉得会发生什么呢?水会被染黑?还是鸡蛋会掉色?都不是,鸡蛋表面的黑色层不仅没有被水溶解,居然还形成了一层亮闪闪的银色“镀层”。
原来,鸡蛋表面上沾满的黑色物质其实是蜡烛不完全燃烧后产生的混合物,这些物质本身不溶于水。当它在水中时,就会反射四周的光线,就像穿了件美丽的银色“衣裳”。
人类的本能是厌恶黑暗,向往光明,而这里的光既是指一种物理现象,也代表着人世间的美好。正如顾城所说“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它寻找光明”。哪里有光,哪里就有我们追寻光的身影。
特斯拉线圈
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人造闪电
闪电虽然是一种自然现象,但塞尔维亚裔美籍科学家尼古拉·特斯拉早在1899年就制造过人造闪电。
尼古拉·特斯拉执着于利用无线电传输能量,并且认为其在高海拔地区也可以实现。1899年,特斯拉籌集到保障资金后,在美国科罗拉多斯普林斯建立了一个实验室做研究,他在那里制造出了规模与能量最大的特斯拉线圈,并将其称作放大发射机。
放大发射机有三个线圈,直径为52英尺(1英尺=0.3048米)。它可以产生数百万伏特电流并制造出人造闪电,闪电最高可达130英尺,是当时最大的人造闪电。
现代的人造闪电则是通过“人造闪电制造器”一特斯拉线圈变压器的高频共振原理运作而制造出各式各样令人眩目的放电现象。通俗地讲,特斯拉线圈原理就是使用变压器使普通电压升压,最高电压可达50万伏特!然后经由两极线圈,从放电终端放电。
美丽的极光
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自然之光
极光
在地球南北两极,每当夜幕降临,晴朗的夜空中常常会出现一种神秘的现象,一条条五彩斑斓的光带变幻着形状和颜色,横贯天空。它们如虹一般绚丽,变幻无穷,其美丽足以让所有星辰都黯然失色。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生的,在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。
死光
死光是一种异常的天气现象,常出现在正午时分。它会使周围的景观突然全部“消失”,无论是远处的洋面、冰山,还是近处的海岸、雪原以至帐篷、旗帜……都是无影无踪,到处是白晃晃的一片,好像掉进了一个巨大的“牛奶瓶”里。遇到死光,即便是有经验的极地考察者也很难逃过厄运,凡高速运行者尤其是飞机更是在劫难逃。



