潛水艇是怎樣做到上浮和下潛的？

潛水艇有壓載水艙，向壓載水艙注水之後，潛水艇的重量就增大了，這時它的重力大於水給它的浮力，潛水艇逐漸下潛。當潛水艇上浮的時候，高壓空氣漸漸把壓載水艙中的水擠出去，使壓載水艙重新充滿空氣，這時它的重力小於水給它的浮力，潛水艇就會上浮。

因此，潛水艇的上浮和下潛都是通過改變自身的重力來實現的。我國自主設計研制的深海載人潛水器“蛟龍”號利用的就是這個原理，它在無動力的條件下自主下潛與上浮。在下潛試驗前它會搭載合適重量的壓載鐵，進入海水後開始下潛。到達作業深度時，“蛟龍”號會拋掉部分壓載鐵，使重力和浮力平衡，進行勘探。完成任務後，“蛟龍”號再次拋掉壓載鐵，浮力大於重力，使它上升。

為什麼水不會流進潛水鐘裡面去？

潛水鐘是一種無動力潛水裝置，早期的潛水鐘開口在下，外形與鐘相似，故此得名。現代的潛水鐘是全封閉結構，船隻運載潛水鐘到達預定地點後，將其懸弔下沉到海底，潛水員的頭盔連接導管，由管子將空氣從海面上送進來。

我們可以做一個小實驗來模擬潛水鐘，把一個玻璃杯倒過來，扣在水底，用手壓住杯子。這時，我們會發現，玻璃杯裡幾乎沒有水進去。這是因為杯子裡有空氣，阻止了水進入。

我們也可以用玻璃漏鬥來做這個實驗，方法是把漏鬥倒過來扣到水裡，並用手指堵住上面的漏口，此時水也不會流到漏鬥裡。但是，如果我們把手指移開，由於空氣流通，盆裡的水就會立刻灌到漏鬥裡去，直到漏鬥內外的水面相平為止。由此可見，空氣並非是“不存在的”，它真實地存在於空間中，如果沒有其他地方“藏身”，它就會待在自己的地盤上，所以水不會流進潛水鐘裡去。

為什麼紙片能夠承受住水的重量？

一張紙片壓在裝滿水的杯口上，慢慢地將杯子倒過來，水並不會流出，是什麼原因造成的呢？

這是因為有氣壓，氣壓是指作用在單位面積上的大氣壓力。氣壓的力量十分驚人，我們在杯子裡裝滿水，那麼杯子裡的空氣比外面的稀薄很多。杯子裡的空氣密度比外面的空氣密度小得多，所以產生的壓力也比外面的小得多。而空氣從紙片下面給紙片的壓力可大多了，我們甚至可以把這樣的玻璃杯從一個地方端到另一個地方，哪怕幅度大一些，水也不會流出來。如果你把這樣一杯水端給別人喝，他肯定會覺得非常驚奇。

兩艘平行行駛的輪船為什麼會相撞？

1912年秋天，“奧林匹克”號海輪發生了這樣一起事故，它正在大洋上航行時，距離它隻有幾百米的“豪克”號小船，好像被一股看不見的力量牽引著筆直開了過來。終，兩艘船不可避免地撞在了一起。

這是因為在大海上，輪船之間會相互吸引。這可以用伯努利定理來解釋，當兩艘船平行航行時，一條水道就形成了。在一般的水道裡，是水在動，溝壁不動的。而在航行時，是水不動，溝壁在動。在這種情況下，外側的水的壓力會使兩艘船相向而行，並且質量小的船移動的幅度更大，這就是大船快速駛過時會出現特別大的引力的原因。

為什麼船在航行時，船頭部分會出現向外散開的波浪？

液體在一定粗細的管子裡流動時，隻要流動速度達到某個特定的值，也就是臨界速度，液體就會發生渦流現像。露天的河床以及海平面上海水的運動形式也是渦流前進的，如果用測量儀器精確測量河裡的水流，可以發現河水在做渦流運動。如果物體被水淹沒，物體的表面就會形成渦旋狀，所以輪船在航行中，船頭部分的平靜水面上就會出現向外散開的波浪。

為什麼降落傘可以救人性命？

我們看到降落傘的傘面非常大，它所承受的負荷也非常大。沒有風時，它會慢慢降落；有風時，它就會落到遠處去。

為什麼降落傘可以飛起來呢？這正是由於空氣的存在，阻礙了降落傘的掉落。要是沒有傘面的話，人就會以非常快的速度掉到地上。也就是說，傘面加大了負荷物的受力表面積，但是又沒有增加重量。用比較大的傘面增加自由落體下降時的阻力，傘面的表面積越大，空氣阻力就會表現得越明顯。降落傘減小了下降時的速度，使下降到地面的速度達到人體能夠承受的速度，這就能使從高空落下的人存活。

為什麼鼕天經常有水管凍裂的現像？

在鼕天，如果我們灌滿一瓶水放到室外，會得到滿滿一瓶冰嗎？如果我們真的這麼做，就會發現，我們得到的並不是一瓶冰，或者說，不是一瓶完整的冰。冰是有了，但瓶子卻被冰撐破了。

這是為什麼呢？

因為水的密度比冰大，同等質量下，密度變小，體積會變大，產生的作用力非常大。如果包裹冰的金屬不夠堅固，冰甚至可以讓金屬斷開。有人曾經做過類似的實驗，水結冰後可以撐破一個5釐米厚的鐵瓶。所以在鼕天經常有水管凍裂的現像，就是這個原因造成的。這也可以解釋冰會浮在水的上面，因為冰比水輕。如果水結冰後體積變小，冰就會沉下去，而不是浮在水面。

為什麼熱氣球愛好者可以乘坐熱氣球在空中飛行？

在任何熱的物體旁邊，都會有一股向上運動的熱氣流。像其他的物體一樣，空氣被加熱後，體積也會膨脹。也就是說，當熱氣球被加熱後，它內部的空氣密度會變小，也就是空氣變輕了。而熱氣球外部的空氣比較冷，也就是空氣的密度比較大、比較重。相同體積的熱空氣比冷空氣輕，所以冷空氣就會把熱空氣往上面擠，並占據熱空氣的位置，這樣就產生了浮力。

熱氣球還可以通過改變燃燒的間隔時間，調整球囊溫度，來控制熱氣球的上升和下降。把球囊內的空氣加熱後，就會有很多熱空氣從球囊內排出去。此時，氣球變輕，重力小於浮力，氣球逐漸上升。停止加熱球囊內的空氣後，冷空氣又進入球囊。此時，氣球的重力增加，重力大於浮力，熱氣球就會下降。

為什麼冰刀可以在冰面上滑行？

當壓力足夠大的時候，冰塊會融化，隻不過由於溫度低於0℃，融化的冰又會迅速地凝結。正是由於這個原因，人們可以在冰上滑冰。當滑冰者利用自身的體重壓在冰刀上的時候，冰刀下的冰受到壓力作用就會融化。於是，冰刀就滑行了起來。當冰刀滑到下一個地方，冰還會融化，冰刀會繼續滑下去。滑冰者所到之處，冰刀所接觸的薄冰層就會融化成水。但是，一旦冰刀滑過去，剛剛融化的水又會結成冰。所以，雖然嚴寒的時候冰是干的，但在冰刀的作用下卻能融化成水，並起到了潤滑的作用，使冰刀向前滑行。

為什麼下雨時先看到閃電再聽到雷聲？

聲音和光的傳播速度是不一樣的，聲音的傳播速度是340米/秒，光的傳播速度是3×10⁸米/秒，因此光在空氣中的傳播速度要快得多，大概是聲音的100萬倍。聲音的傳播速度比光慢，所以它從聲源傳到你的耳朵需要一定的時間，而光幾乎一瞬間就能到達你的眼睛裡。下雨時，當雷聲還在向耳朵傳播的時候，閃電已經進入你的眼睛裡。這時你就會誤以為閃電出現的實際時間比雷聲早。

為什麼有時候漏鬥中的液體漏不下去？

當我們用漏鬥把液體灌到瓶子裡的時候，要時不時把漏鬥拿起來一下，否則，液體就可能漏不下去了。這是為什麼呢？原來，瓶子裡有空氣，如果不把空氣排出來，就會對漏鬥裡面的液體產生壓力，導致液體漏不下去。當液體流進瓶子裡後，瓶子裡面的空氣會在液體的壓力下收縮。但是，如果空氣被壓縮到一定程度，會產生一個很大的壓力，這個壓力大到足夠把液體擋在漏鬥裡，不讓液體向下流。因此，我們要時不時把漏鬥拿起來一下，以便讓瓶子裡的空氣排出來。這樣，漏鬥裡的液體纔會繼續流下去。

擺鐘走慢了該如何調整？

擺鐘是一種時鐘，是由荷蘭物理學家克裡斯·惠更斯在1656年發明的。現在我們在博物館或名人故居經常可以看到它的身影。如果擺鐘走慢了，如何調整鐘擺，纔能使它正常呢？反過來，如果擺鐘走快了又該如何調整呢？

對於帶鐘擺的擺鐘來說，鐘擺越短，擺動的速度越快。這一點，我們可以用繫重物的繩子來驗證一下。根據這一原理，很容易就可以得出上面問題的解決方法。如果擺鐘走慢了，稍微縮短一下鐘擺的長度，擺鐘就正常了；如果擺鐘走快了，就反過來，增加鐘擺的長度。

在體重秤上向下蹲的瞬間，體重秤是向上運動還是向下運動？

向上運動。

人在體重秤上受到向上的支持力和向下的重力。當我們蹲下時，肌肉會把我們的身體向下拉，同時，它也會向上拉我們的雙腳。下蹲的瞬間產生向下的加速度，這就導致體重秤受到的壓力變小。重力大於支持力，重力不變，所以支持力變小，人對秤的反作用力就會變小，進而體重秤的讀數變小，體重秤會向上運動。

一個普通人是否能通過固定滑輪抬起100千克重的東西？

其實，即便借助固定的滑輪，你所能拉起的物體重量也不會比空手抬起的重量大，甚至比空手抬起的重量還要小一些。另外，當你通過固定的滑輪拉物體時，你所能拉起的物體重量一般不會比你的體重大。一個普通人的體重一般不會大於100千克，所以，你不可能通過這個方法拉起100千克的物體。固定的滑輪隻能改變運輸物品的方向，卻並不能省力。

為什麼拖拉機能在泥上平穩行駛，人和馬卻很容易陷進泥中？

每平方釐米的接觸面積上所受到的壓力越大，物體越容易陷進去。對於履帶拖拉機來說，雖然它自身的確很重，但是分攤到履帶上的壓力卻比人腳和馬蹄上的壓力小多了。所以，我們就很容易理解，為什麼人和馬很容易陷入泥濘的土地裡，而履帶拖拉機卻不會。

在前進的火車車廂裡向上跳，落地時會落在哪裡？

仍然會落在起跳的位置。

有人可能認為，跳到空中的時候，地板跟車廂會一起向前行進，所以會落在車廂後面的某個位置。

一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持原有的運動狀態或靜止狀態叫作慣性。一切物體都具有慣性，車廂確實在前進，但是由於慣性的作用，你也在前進，並且你的行進速度跟車廂是相等的，所以你會落在起跳的位置。

為什麼從冰上爬行過去比較安全？

鼕天，河水或湖泊中的水會結成冰，當冰不夠厚時，人們總是從冰上爬過去，這是為什麼呢？原來，對於爬行在冰上的人來說，雖然不會因為趴著而使體重變輕，但是由於跟冰面的接觸面積變大，所以每平方釐米受到的壓力就會變得很小。也就是說，壓強變小了。這樣冰面就不容易裂開，人就不會掉下去。

有時，人們甚至會找一塊寬大的木板，躺在上面滑冰，這樣就更安全了。另外，冰能承受多大壓力和冰的厚度有關。冰的厚度超過一定值時纔能承受一個人的體重。

誰能更輕松地把球拋給對方？

兩個人分別站在正在行駛的船的兩端，向對面拋球，如果船的行駛速度是均勻的，也就是進行勻速直線運動，那麼這兩個人可以同樣輕松地把球拋給對方。行駛的船與靜止的船沒有任何差別。有人可能以為，靠近船頭的人會遠離球，靠近船尾的人會靠近球。實際上，由於慣性的作用，球和船的速度是相同的，船上的人和球的速度也是相同的。所以，每個人都一樣輕松，誰也不會占便宜。

拉繩子時，如何保證繩子的中部不下垂？

當我們沿水平方向拉直繩子，不管多麼用力，都不可能使繩子的中部不下垂。繩子的中部之所以會下垂，是因為繩子始終受到重力的作用，而我們給的作用力不在垂直方向上，這兩個力的合力不可能達到相互抵消，也就無法使繩子的中部不下垂。

比如，不管使多大的力，我們也不可能把弔床完全拉平。人躺在上面時，在人的重力作用下，一樣會下垂。總之，我們作用在水平方向上的力無論多大，都不可能完全拉直繩子，我們隻能盡量減小下垂的程度。除非在垂直方向向上拉繩子，否則，繩子的中部一定會下垂。

向車窗外扔玻璃瓶，如何保證玻璃瓶更不容易碎？

你可能聽說過，如果我們從行駛中的車上向下跳，沿著車運動的方向往前跳會更安全一些，因為這樣跳更不容易摔傷。所以，我們似乎可以推理出，在汽車行駛過程中應該把瓶子往前扔，這樣落地時瓶子所受到的衝擊力小。

但是實際上，這一推理是錯誤的。我們應該把瓶子往後扔，也就是跟車廂運動方向相反的方向。這時，我們給瓶子的速度會抵消瓶子慣性帶來的速度。於是，當瓶子接觸地面的時候，它的速度會減小。如果往前扔瓶子，情況正好相反，瓶子得到的速度是兩個速度的疊加，瓶子獲得的速度反而變大了，它所受到的衝擊力也就變大了，因此更容易破碎。

為什麼鐵軌之間要留空隙？

在鋪鐵軌的時候，在鐵軌之間必須留空隙，而不能把它們緊緊地連在一起，否則鐵軌就無法正常使用了。這是為什麼呢？

我們都知道，物體具有熱脹冷縮的特性，鐵軌也一樣。夏天的時候，在日曬的作用下，鐵軌會變長。如果不預留空隙，鐵軌就會相互擠壓，進而發生變形，甚至會把用來固定鐵軌的道釘擠脫落。預留的空隙也要考慮鼕天的情況，鼕天時，天氣比較寒冷，鐵軌會收縮，鐵軌之間的空隙會變大。為了保證火車的正常運行，鋪鐵軌的時候，一定會根據當地的氣候條件來計算空隙的距離。

掉進玻璃瓶裡的軟木塞為什麼不會在倒水時被水帶出來？

生活中你可能遇到過這樣的情況：一塊軟木塞掉進了裝著水的玻璃瓶裡，軟木塞的大小跟瓶口差不多，按道理正好能從瓶口拿出來，但是不管我們怎麼傾斜或翻轉玻璃瓶，總是無法把軟木塞帶出來。於是我們開始倒水，但是直到我們快要倒空玻璃瓶裡的水時，它纔會掉出來。這是為什麼呢？

其實這是因為軟木塞的密度比水小，所以它總是浮在水面上。在倒水的時候水面產生波動，軟木塞會隨著水面運動，隻有當瓶子裡的水快倒完的時候，軟木塞纔可能靠近瓶口的位置。所以，隻有這時候，軟木塞纔會從瓶口掉出來。

茶壺壺蓋上的小孔有什麼用途？

茶壺壺蓋上的小孔的用途就是調節壺內和壺外的氣壓。當我們用茶壺倒水的時候，水從壺嘴裡流出來，壺的空間增大，外面的空氣就會從小孔進到壺裡，使壺裡空氣的壓力與外面大氣壓力相同，水就能不斷地從壺嘴裡流出來。如果沒有這個小孔，空氣就不能進入茶壺，壺裡的空氣壓力小，外面大氣壓力大，壺裡的水就倒不出來了。

為什麼煙囪裡的煙會往上冒？

我們經常會在鼕天看到鍋爐房上的煙囪冒著煙，但仔細看周圍並沒有吹風機將煙“吹”出去，煙囪裡的煙仍舊會向上冒，這令人感到很驚奇。其實這是因為熱脹冷縮原理，受熱後，煙囪裡的空氣會發生膨脹，而且變得比周圍的空氣更輕，在這些熱空氣的推動下，煙就慢慢被推到了上面。等煙鑽出煙囪後，支撐它的空氣會慢慢變涼，於是煙又會往下落。

為什麼裝修房子時要選擇密封性好的窗戶？

你一定知道如果家裡的窗戶密封性好，室內的溫度會比較高。為什麼窗戶密封性好可以使房間保持溫度呢？

這是因為空氣的導熱性是非常差的，密封性好的窗戶可以把空氣嚴實地封堵在室內，防止空氣“逃走”的同時把熱量帶走。所以在鼕天我們把兩扇窗戶完全緊閉，不留任何縫隙，也可以起到保溫的效果。如果用密封條封住窗戶縫隙，效果會更好。封堵得越嚴密，室內越暖和。

我們在用冰塊冷卻飲料時，應該怎麼擺放飲料？

我們在海邊度假時，有時會看到小攤販把飲料放在冰塊的上面冷卻，就像在火上煮湯一樣。其實，這是錯誤的。加熱東西的時候，的確應該把東西放在熱源上面，可是冷卻東西時，就應該把需要冷卻的東西放在冰塊下面。這是因為，物體的溫度越低，密度越大，冰凍飲料比常溫下的飲料密度會大一些。如果把冰塊放在飲料上面，靠近冰塊的飲料冷卻後密度會慢慢變大，於是它就會流到下面，而上面的位置又會被常溫的飲料占據。常溫的飲料被冷卻後又流到下面。瓶子裡的飲料循環流動，很快所有飲料都會被冷卻。如果反過來，把飲料放在冰塊上面，瓶子中的飲料並不會流動起來，飲料也就不容易冷卻了。

火焰為什麼不會自己熄滅？

我們知道，很多物體燃燒會產生二氧化碳和水蒸氣，這些物質都是不可燃的。也就是說，它們並不能幫助燃燒維持下去。火焰一旦燃燒起來，就會產生這些不可燃的物質，它們會影響空氣的流動，阻礙火焰的燃燒。但是燃燒卻沒有停下來，火焰也沒有自己熄滅，這是為什麼呢？原因就在於氣體受熱後會膨脹，變得更輕。雖然燃燒產生了二氧化碳，但是這些二氧化碳氣體不會待在火焰的周圍，它會不斷被空氣擠走，火焰纔能不斷地燃燒。

從沸水中拿熱雞蛋為什麼不會把手燙傷？

你可能看到過有人能徒手拿出沸水中的雞蛋，然而他的手並沒有被燙傷，這是為什麼呢？其實，雖然從沸水中拿出來的雞蛋很燙，但它的表面非常濕，在高溫的作用下，這些水會瞬間蒸發，帶走蛋殼的一部分熱量，從而給蛋殼降溫，所以手並不會感覺很熱。當然，隻是在一開始的時候，手感覺不到雞蛋燙，一旦雞蛋表面的水蒸發干淨，你立刻就會感覺到雞蛋的高溫。所以徒手從沸水中拿出雞蛋後應馬上把它放到盤子裡，纔能保證手始終不被燙傷。

為什麼用熨鬥可以去除紡織物上的油漬？

其實這個原理很簡單，溫度越高，液體的表面張力越小。英國著名物理學家麥克斯韋曾提到過這個問題：“如果不同位置的溫度不同，油漬就會從溫度高的地方向溫度低的地方移動。比如，我們可以在布的一端放一塊燒熱的鐵塊，在另一端放一塊棉布，那麼，油漬就會自己跑到棉布上去。”所以，用熨鬥可以去除紡織物上的油漬，而且在去除油漬的時候，應該把吸收油漬的材料放在紡織物的下方，與熨鬥隔開。

是不是真的站得越高看得越遠？

“會當凌絕頂，一覽眾山小”，想必大家都聽過這句詩。那麼是不是真的站得越高看得越遠呢？答案是肯定的。如果我們站在平坦的地面上，隻能看到有限的距離。這個視野範圍通常稱作“地平線”。在地平線之外的樹木、房屋或者其他高的建築物，由於下面的部分被凸起的地面擋住了，我們根本看不到它們的全貌，隻能看到的一部分。我們知道，地球是圓的，看似平坦的陸地和平靜的海洋其實都是凸起的，這是由彎曲的地面決定的。因此，站到高的地方，可以看得更遠。

如果把耳朵貼在茶壺或者海螺上，會聽到回聲，這是為什麼？

生活中，我們處在各種聲音的包圍中，比如窗外的風聲，遠處的汽車聲、鳥鳴聲，屋內電子設備發出的聲音，等等。平時，這些聲音很小，我們的大腦會自動過濾掉它們，根本注意不到。而當我們把茶壺或者海螺放在耳邊時，茶壺或者海螺就是一個共鳴器，如果來自外界的振動或聲音的頻率與茶壺或海螺內固有的頻率相同，就會發生共鳴，我們身邊各種各樣的聲音就都被放大了。

雪為什麼是白色的呢？

其實，這裡面的道理與碎玻璃是一樣的。一塊完整的玻璃是透明的，如果我們把它敲碎，就會看到一堆白色的粉末。雪花也是這樣，構成雪花的每一粒小冰晶仍然是透明的，小冰晶的表面不平整，光線並不能從這些小冰晶中直接穿過去，所以光線經過多次反射之後向四面八方分散。於是，這些小冰晶整體看起來就是白色的了。

為什麼刷過鞋油的皮鞋會閃閃發亮呢？

你可能會說，刷過鞋油的鞋子表面光滑了，所以更加反光。其實，這種說法是不嚴謹的，因為世界上並不存在光滑的表面，即使是看起來光滑的表面在顯微鏡下看也會有起伏。對於照射在上面的光線來說，如果起伏的程度比較小，光線就會正常反射回來。但是如果起伏的程度比光線的波長還大，光線就無法正常反射回來，會發生分散，也就無法產生鏡子般的效果，所以這樣的表面就不會發亮。在刷鞋油之前，皮鞋表面的起伏程度很大，所以不會發亮；在刷了鞋油後，粗糙的鞋面因為覆上了一層薄膜，起伏程度變小了，鞋面自然就變成反光的表面了。

停車的信號燈為什麼是紅色的？

每種顏色的光的波長都不同，跟其他顏色的可見光相比，紅光的波長長，不容易在空氣中被分散吸收。在鐵路上，信號燈是非常重要的，駕駛員要根據信號燈的指示在很遠的地方進行調整。紅光因為在大氣中的穿透距離長，所以在很遠的地方就能看到。此外，在所有顏色中，我們的眼睛對紅色更加敏感，在畫畫的時候我們就能感覺到紅色是一種十分醒目的顏色。所以停車的信號燈是紅色的。

為什麼在鐵軌上啟動一列火車比保持其勻速前進要難得多？

要想啟動一列火車，需要在一開始的幾秒鐘裡給它一個外力，使火車達到一個初速度。如果我們給火車的力量不夠大，火車根本就啟動不起來。另外，在靜止和運動的狀態下，火車的潤滑情況是不一樣的。在由靜止狀態轉為運動狀態的過程中，軸承的潤滑油還不均勻，這時候如果想啟動火車就比較困難。但是，當車輪轉動起來後，潤滑油就會慢慢變均勻，這樣後面的運動就會變得越來越容易。

用一枚雞蛋去踫撞另一枚雞蛋，哪枚雞蛋會被撞破？

這個問題是由美國《科學與發明》雜志首先提出的，得到的答案也眾說紛纭。其實，“撞過去的雞蛋”和“被撞的雞蛋”沒有什麼差別，因為我們在描述一個物體的運動狀態時，一定是相對於某個參照物而言的，運動是至少對兩個物體來講的，它們互相靠近或者互相遠離。兩枚雞蛋在相互靠近的過程中會受到空氣的阻力，踫撞時會受到同樣的作用力，所以不能確定哪一枚雞蛋會被撞破。

飛行中的火箭的重心在哪裡？

火箭在飛向月球的過程中，隻受到內力的作用，它的重心卻由地球轉移到了月球，這種說法正確嗎？

其實，火箭在飛向月球的時候，會噴出氣體和一些燃燒產物。如果這些氣體和燃燒產物沒有踫到地球，火箭就不會飛到月球上。所以對於整個繫統來說，我們應該把整個地球也算進去，不應該隻分析火箭，而應該考慮地球與火箭組成的這個大繫統。在火箭噴出的氣體的作用下，地球會發生移動，隻不過與火箭的慣性中心移動方向相反。地球的質量比火箭大得多，隻需要很小的移動就可以抵消火箭的移動，所以整個繫統的慣性中心不變，火箭的重心也仍然在火箭起飛前的那個地方。

鐵軌在轉彎的時候為什麼會傾斜？

一位物理學家說過：“一天，我坐火車旅行，當火車轉彎的時候，我突然發現鐵路旁邊的樹木、房屋、工廠等都變得傾斜了。你坐火車的時候，看看窗外也會是這樣的。”為什麼會出現這個現像呢？這是因為在轉彎的這個地方，鐵軌存在著一定傾斜的角度。

當火車在傾斜的軌道上，會受到一個垂直於地面的重力和垂直於斜面的支持力，這兩個力會產生一個合力，這個合力就給火車提供了轉彎需要的向心力，火車纔能正常地轉彎。

自動機械真的能“自動”嗎？

我們每個人都用過手表，其實在以前，有一種手表是用發條來帶動的。當把它戴在手腕上時，通過手不停地晃動就可以上緊發條，根本不需要手動來上發條。我們隻需要戴上幾個小時，便足以使重錘帶動發條，讓手表走上一晝夜。這種手表看似“自動”，其實也是需要佩戴者的肌肉力量的。當把這種手表戴在手腕上的時候，通過做動作所做的功比普通的手表要大一些。從某種意義上講，它不能算作自動機械，隻是不需要人的“專門照料”罷了，仍然需要人的肌肉力量來上緊彈簧。

頭發絲是否比金屬絲更強韌？

在很多人的印像中，頭發都是脆弱易斷的，但其實大家都想錯了，頭發絲比很多金屬絲都要強韌得多。人的一根頭發一般是0.05毫米左右，但是它卻可以承受100克左右的重物。我們來做一個計算，一根頭發的直徑為0.05毫米，它的橫截面積大概為2×（）²×3.14≈0.004平方毫米。如果橫截面積達到1平方毫米，它就可以承受2500克的重量，是不是很驚人？其實在抗拉程度上，頭發絲介於銅和鐵之間，比鉛絲、鋅絲、鋁絲、銅絲都要強韌一些。

自行車車架為什麼要用空心管制作？

如果一根空心管的環狀截面和一根實心管的橫截面面積相等，那麼它們的強度是一樣的嗎？事實上，在抗壓強度和抗斷強度方面，這兩根管子是沒有區別的。但是在抗彎強度方面，它們之間的差別就大多了。同樣粗細的管子，彎曲一根實心管比彎曲一根空心管要容易得多。當一根管子受重彎曲的時候，上半部分被壓縮而產生抗壓縮的彈力，下半部分被拉伸而產生抗拉伸的彈力，這兩個力試圖讓管子恢復原狀。而管子的中心線附近既沒有被壓縮也沒有被拉伸，距離中立線越近的地方，對管子彎曲進行反抗的力就越小。所以在制作自行車車架的時候，好讓材料盡量遠離中立線，這樣空心管的抗彎力能比實心管強一倍還多。

如何包裝易碎物品？

我們在拆易碎物品的包裝時，通常會發現易碎品周圍有一些泡沫、氣囊、稻草等填充物，這些東西的作用是防止物品在運輸過程中破碎。這是什麼原理呢？一方面，通過放置這些填充物增大易碎物品之間互相接觸的面積，這樣就可以使作用力分布在較大的面積上，物品之間的壓力就會減小很多。另一方面，箱子裡的物品受到震動時，會發生運動，如果沒有這些填充物，運動產生的能量就會消耗在物品的擠壓踫撞上，導致物品破碎。放置填充物之後，力的作用距離變長，並且作用力減小到原來的幾十分之一，物品就不容易碎了。

拖拉機的前後車輪為什麼不一樣大？

日常生活中，我們看到的汽車、卡車、自行車等交通工具的前輪和後輪都是一樣大的，隻有拖拉機看起來非常奇怪，它的前輪比後輪要小一些，這是為什麼呢？這是因為拖拉機的驅動輪是兩個後輪，所以負擔的重量比前輪大得多，整臺機器的重心都落在拖拉機的後輪上面。拖拉機的主要工作場所是田間、野外，工作環境比較惡劣，土壤狀況多是坑窪不平、土質松軟、泥濘有水、阻力很大，拖拉機的工作性質主要就是拖拽，所以後輪隻有非常寬大，纔不至於前輪因為承受的重量過大而陷入松軟的田地裡。而拖拉機的前輪看起來比一般汽車輪子還小，是為了操作方便，使拖拉機手在轉動方向盤時能克服輪子的阻力。

小船順流而下時，為什麼船的速度比水流速度還快？

大家都認為，把小船放在河面上，它就會以水流的速度向下遊流去。其實這種觀點是錯誤的。小船的速度會比水流的速度快一些。而且，小船越重，速度就越快。一般水面都有一定的傾斜度，這樣河水纔會流動起來。所以小船是在這個傾斜面上向下加速滑動。而河水會跟河床有一定的摩擦，河水做的是勻速運動。小船在河裡漂流的時候，總有某個時刻，它的加速度會超過河水的流速。然後，河水會對小船產生反向的制動作用，就像空氣阻力會影響自由下落的物體一樣。小船後會得到一個速度，這個速度比水流的速度還要大，並且船速不會變得更快。

火箭的飛行原理是什麼？

你可能會認為，火箭之所以能夠高速飛行，是因為燃料燃燒產生了大量氣體，推開了空氣，阻力變小了，實際上這種解釋是不正確的。我們可以看一看發射炮彈時的情形，炮彈向前飛，炮身會受到後坐力。火箭就像一枚大炮，隻是它射出來的不是炮彈，而是氣體，這個氣體會不會也給火箭一個力呢？物理學家牛頓提出了力的作用與反作用定律。這個定律指的是兩物體間的作用力與反作用力，大小相等，方向相反，且作用在一條直線上。我們可以用這個定律來解釋火箭飛行的原理。

舵可以操縱大船的原理是什麼？

在發動機的作用之下，船沿著一定的方向運動。在研究船體和水的相對運動時，我們通常把船看作固定不動的物體，而認為水流正在進行與船行進方向相反的移動。船在行進時，水會對舵施加壓力。在這個壓力的作用下，船會圍繞自身的重心轉動。船與水的相對速度越大，舵就會越靈敏。如果船與水的相對速度為零，這隻舵就無法使船移動起來。

“切柳斯金”號為什麼會沉沒？

“切柳斯金”號是一艘蘇聯汽船，於1933年8月10日從摩爾曼斯克港出發，駛向符拉迪沃斯托克。1934年2月，輪船在航行時遇到一塊巨大的浮冰，並被冰塊裹挾著漂到了白令海峽，然後被冰塊擠破了船體，海水湧進船艙，“切柳斯金”號被浮冰掩埋。在苦苦等待兩個月之後，船上的全體成員纔被飛行員解救。

為什麼“切柳斯金”號會沉沒呢？其實當溫度接近0℃的時候，冰面的摩擦力會變得非常大，所以，海面上的冰與輪船的鋼鐵外殼之間的摩擦力非常大，摩擦繫數可以達到0.2，比鐵和鐵之間的摩擦繫數都大。冰塊長期壓在船舷上，沒有滑動下去，終把船舷壓壞。我們由此得出一個很重要的結論：在建造輪船的時候，船舷要有足夠的傾斜度，使冰塊可以滑下去，經計算，這個傾斜度不能小於11°。

如何擁有一根自動調節平衡的木棍？

把一根光滑的木棍放到兩根食指上，注意保持兩手的平衡，然後兩根食指相向移動並始終保持手的水平狀態。這時你會發現木棍會在兩根手指上交替滑動，即使後兩根食指挨到一起，木棍仍然保持平衡。為什麼會出現這個現像呢？

壓力越大，產生的摩擦力就會越大，物體的大部分重量會作用在靠近物體重心的那根手指上。距離物體重心越近的手指，摩擦力也越大，這根手指滑動起來就困難一些。所以，當物體滑動時，每次都是遠離重心的那根手指在移動，後兩根手指緊貼的那個地方正好是木棍的重心位置。

旋轉著的陀螺為什麼不會倒？

陀螺在高速旋轉時，它的圓周速度非常大，而我們用來改變陀螺方向的推力產生的速度卻很小。想把陀螺推倒的力量會受到陀螺本身的“抵抗”，而且陀螺越大，它旋轉的速度就越快，就越能抵抗住試圖推倒它的力量。

這個原理與慣性定律密切相關。陀螺在高速旋轉時，它的每一部分都在沿著一個圓周旋轉，而這個圓周處在跟陀螺旋轉軸相垂直的平面上。陀螺的每部分都沿著圓周的一條切線試圖離開圓周，但是由於所有的切線與圓周本身都處在同一個平面上，所以陀螺的每一部分在運動的時候，都努力使自己停留在這個與旋轉軸相垂直的平面上。

人為什麼能夠沿著傾斜得很厲害的跑道跑步？

如圖所示，人站在傾斜平臺上，這個平臺的邊沿不是平滑的，而是向上彎曲的。當平臺靜止不動的時候，人可能會站不穩，甚至會打滑或者摔倒。但如果這個平臺進行旋轉運動，情況就不一樣了，人可以很平穩地站在旋轉著的傾斜平臺邊上。因為在一定的旋轉速度下，作用在人身上的兩個力的合力所指的方向也是傾斜的。傾斜的合力與平臺的傾斜邊沿構成一個直角。所以對站在傾斜平臺上的人來說，這個傾斜的邊沿似乎就是平坦的，他反而會站穩。

為什麼在赤道附近稱東西比在兩極附近稱要輕一些？

在很早之前，人們就知道在赤道附近稱東西比在兩極附近稱要輕一些。從赤道地區把1千克的東西帶到兩極地區，大約會增重5克。

距離赤道越遠，物體受到的重力越大。這是由於地球自轉，位於赤道地區的物體繞的是大圈。因為地球赤道附近是凸出的，地球自轉會導致物體重量減少，這就使得物體的重量在赤道附近時比在兩極時要輕大約0.5%。如果把一個重量很小的物體從一個緯度拿到另一個緯度，它的重量變化是很小的。但如果換成一個龐大的物體，這個重量差別就會很大。假如地球自轉的速度大大加快，物體的重量在赤道地區和兩極地區的差別會更大。

破冰船如何在冰上作業？

破冰船在海洋上工作時，會發動船上功率強大的機器，機器產生的動力能把破冰船的船頭移到冰面上去。當船頭出現在冰面上時，露在冰面部分的船身的重力沒有被水的浮力抵消掉，破冰船依然保持著自身在陸地上時的重量，冰就是被這個極大的重量給壓碎的。有時還要將船頭的貯水艙裡裝滿水作為“液體壓艙物”來增強破冰的力量。如果遇到厚度超過半米的冰塊，就要利用船的撞擊作用來處理了。破冰船需要先往後退，然後用自身的全部重量猛撞冰塊。這時候，破冰船就像變成了速度不大但質量很大的炮彈，利用它異常堅固的船身猛烈地撞擊。

隧道是如何挖掘的？

圖中展示的是三種隧道的挖掘方法，哪條隧道是沿水平方向挖出來的？答案是中間那一條。如果工人嚴格沿著水平的方向來建造隧道，那麼這麼長的隧道肯定就是弧形。

所以通常大型的隧道都是這樣建造的：沿著與地面相切的兩條直線，向兩端延伸。在前半段，隧道是微微向上隆起的，在後半段會向下傾斜一些。這樣做有一個好處，就是水會自己流出洞口，不會在隧道裡積聚。

如何稱重倒放的杯子裡的水？

你可能會說：“倒放的杯子裡的水不會有一點兒重量，因為倒放的水杯根本就裝不住水。”可是如果水沒有流掉，這些水有多重呢？

我們可以通過實驗測量出水有多重。把一個底朝天的玻璃杯綁在天平的一側托盤上，浸在一個有水的容器裡。另一個同樣的空玻璃杯放在天平另一側的托盤上。在這種情況下，倒綁著玻璃杯的天平盤更重一些。因為整個大氣壓都作用在這個玻璃杯上，而這個玻璃杯所受的力是大氣壓力減去杯中所盛水的重力。如果想維持天平的平衡，就要把另一個托盤上的杯子也裝滿水，這樣另一個托盤上的杯子裡水的重量就是倒綁著的杯子裡水的重量。

在礦井中工作是什麼感覺？

礦井的深度一般在800米以上，在礦井底部，空氣的溫度會升高很多，但由於空氣的壓力也會增強，所以與地面空氣密度相比，礦井底部空氣密度的變化並不大，可能隻比夏天和鼕天的空氣密度大一點點。

不過還有個現像不能忽視，就是礦井內部的空氣濕度。在這種深井裡，空氣濕度非常大，在高溫條件下，這樣的環境會令人感到無比悶熱，就像在炎熱的夏天，快要下雨時的感覺。

有風的時候為什麼會感到更寒冷？

同樣是嚴寒，有風的時候比沒有風的時候要寒冷得多。其中的一個原因是風速越大，每分鐘與皮膚接觸的新的冷空氣就會越多，這樣從臉部和全身散發出去的熱量自然也就變多了。另外，我們的皮膚一直在蒸發水分，而蒸發會把附著在我們身上的那一層空氣熱量都帶走。如果空氣靜止不動，蒸發就會非常緩慢；可如果空氣不斷地流動，不斷地有新的空氣貼到我們的皮膚上，那麼我們的身體就會不斷地進行蒸發，熱量也就會不斷被帶走。

扇扇子為什麼會讓人感到涼爽？

人們在揮動扇子的時候，會覺得非常涼爽，這是為什麼呢？原來，與我們的臉部直接接觸的空氣在變熱之後，會變成一層透明的“面膜”，罩在我們的臉上。這樣，我們臉部的熱量無法及時散開，就會開始“發熱”。如果空氣沒有流動，這一層空氣就隻能在冷空氣的重力作用下，慢慢地向外排出。當我們扇扇子的時候，能夠加速空氣的流動，就相當於趕走了罩在臉部的“熱面膜”，我們的臉就能夠不斷地和冷空氣接觸，熱量不停地被傳導出去，就會感覺到涼爽了。

為什麼旅行家說風在沙漠裡是“滾燙的呼吸”？

在熱帶氣候作用下，沙漠裡的空氣比我們的人體還要熱。在空氣更熱的地方刮風的時候，人肯定隻會覺得更熱，而不會感到涼爽。因為這時候不是人體把熱量傳導到空氣中，而是空氣把人體給加熱了。所以，人體每分鐘與熱空氣接觸得越多，人就會覺得越熱。不過，風會加強蒸發作用，但即便如此，熱風帶給人們的熱量會更多一些。這也是生活在沙漠裡的人要穿長袍、戴帽子的原因。

水能夠滅火的原理是什麼？

當水接觸到熾熱的物體後，就會變成水蒸氣，並且從物體上帶走大量的熱量。沸水變成水蒸氣所需要的熱量，大約是同質量的冷水加熱到100℃時所需熱量的5倍，而且沸水變成水蒸氣後的體積是原來的好幾百倍。燃燒的物體被水蒸氣包圍後，就與空氣隔絕開了。沒有了空氣，燃燒自然就無法繼續進行了。

煤油燈上的玻璃罩有什麼用途？

你肯定會說：“玻璃罩是用來擋風的。”但這隻是其中一個作用，玻璃罩主要的作用是提高燈的亮度，加快燃燒過程。它的作用與爐子或者工廠煙囪的作用是一樣的，即把空氣引向火苗，增強通風。根據阿基米德原理，受熱之後空氣會變輕，那些沒有被加熱的更重的空氣就會把這些空氣排擠出去，促使其向上流動。如此一來，空氣就在不斷地從下向上運動，從而不斷把燃燒生成的產物帶走，然後把新鮮的空氣帶來。玻璃燈罩做得越高，熱空氣柱與冷空氣柱在重量上的差距就會越大，新鮮空氣就會越快地流入燈罩，燃燒也就進行得越快。

森林著火時，消防員設置隔離帶的原理是什麼？

在現實生活中，你可能會發現遇到森林大火時，會有森林消防員砍出一條隔離帶，防止火情蔓延。森林消防員為什麼要這樣做呢？原來，在消滅森林大火的過程中，設置隔離帶的目的就是隔絕可燃物。這樣即使火種具備了燃燒條件，沒有可燃物，也就不會使大火蔓延。因此，消除可燃物是預防火災的重要措施。但是，要將樹林中的枯枝落葉及草塘和腐殖層全部處理干淨，是不可能在短時間內辦到的。此時可以借助林區道路、河流等形成的阻隔網，它們在防火、滅火中起到了不可替代的重要作用。 

用沸水能不能把水煮開？

找一個小瓶子並裝上一些水，然後把它放在盛著干淨水的鍋裡，不踫到鍋底，把鍋放到火上燒。似乎隨著鍋裡的水開始沸騰，小瓶裡的水也應當隨之沸騰纔對。可實際上，小瓶子裡的水會很燙，但不會沸騰，因為要將水燒開的話，不僅要把水加熱到100℃，還需要足夠的熱量使水從液態變成氣態。經過熱傳遞，小瓶子裡的水溫多能達到100℃。當瓶內外水溫相同時，熱量就不會再從鍋裡傳到小瓶子裡了。不過如果在鍋裡撒上一把鹽，情況就不同了，因為鹽水的沸點要略高於100℃，這樣的話，小瓶子裡的水就能燒開了。

沸水的溫度都一樣嗎？

沸水並不都是一樣的溫度，水的沸點和大氣壓有關。海撥每升高1千米，水的沸點就會相應降低3℃。空氣壓力降低，水受到的空氣壓力也會變小，所以水的沸點也會降低。當在山頂燒水時，由於山頂上空氣稀薄、氣壓低，所以有可能沸水的溫度比平地的低很多。與此相反，如果來到礦井深處，那裡的氣壓比地面要高得多，就可以得到溫度高於100℃的沸水了。在深度為300米的礦井裡，水的沸點是101℃；當深度為600米的時候，水的沸點就變成了102℃。

雪能把水燒開嗎？

裝上半瓶水，把小瓶子裡的水加熱使之沸騰之後，迅速用事先準備好的瓶蓋蓋上。接著把小瓶子倒過來，耐心等待。當小瓶子裡的水停止沸騰時，再用沸水去澆小瓶子，我們發現小瓶子裡的水不會沸騰。可是如果我們在瓶底放一把雪，或者用冷水去澆小瓶子，瓶子裡的水又開始沸騰了。這是為什麼呢？因為瓶壁被雪或冷水冷卻了，小瓶子裡的水蒸氣迅速凝結成了水滴，釋放出熱量。瓶子裡的空氣在之前沸騰的時候被趕出去了，所以空氣施加給瓶子裡的水的壓力就小很多。液體的沸點與大氣壓力有關。隨著液體受到的壓力減小，沸點也會隨之降低，釋放出的熱量就使水就沸騰了。不過現在已經不是沸騰的開水了。

什麼是燙手的“熱冰”？

通常，我們會認為，水在高於0℃的時候不會以固體狀態存在。美國物理學家布裡奇曼通過研究證明事實並非如此。如果是在壓力極大的情況下，水可以在溫度高於0℃的時候呈現固態，並維持這種狀態。布裡奇曼研究發現，冰的存在形式有好幾種，其中一種是在20600個大氣壓下得到的，他稱之為“第五種冰”。這種冰在76℃的高溫時還能保持固體狀態，但它需要保存在質量非常好的鋼制厚壁容器中，而且要施加巨大的壓力纔能得到。與普通的冰相比，這種“熱冰”的密度更大，甚至比水的密度還要大，所以把它放到水裡的話，它會往下沉。

煤也可以“制冷”嗎？

0℃是水結冰的溫度，被稱為“冰點”，人們把煤放進鍋爐裡充分燃燒，會產生二氧化碳、二氧化硫、水、煤灰等物質。把其中的二氧化碳氣體用堿性溶液吸收干淨，再通過加熱的方法，把二氧化碳氣體從堿性溶液中分離出來，並把這些純淨的氣體放到70個大氣壓下進行冷卻和壓縮，終得到液態的二氧化碳。液態二氧化碳的溫度很低，甚至可以冰凍土壤。

不過固體二氧化碳，也就是“干冰”的應用更廣泛，干冰是將液態二氧化碳在高壓的條件下迅速冷卻制成的。無論在工業上，還是在日常生活中，干冰都得到了廣泛應用。

什麼時候指南針的兩端都指向北方？

一般情況下，我們會想當然地認為，指南針永遠是一端指向北方、一端指向南方的。如果問你：“指南針在地球上的什麼地方時兩端都指向北方？”你可能會說：“地球上根本不存在這種地方。”但事實並非如此。地球的磁極與地理上的兩極並不一致，地磁的S極在北極點附近，N極在南極點附近。將指南針放在地理的南極上時，它的一端肯定會指向附近的那個磁極，而另一端則指向相反的方向。可如果我們從南極出發，不管我們往哪個方向走，都是在往地理上的北方走，也就是說，在地理上的南極的指南針兩端都是指向北方的。同樣的道理，如果把指南針拿到地理的北極，它的兩端就都指向南方了。

為什麼水流動起來就不會結冰？

我們都知道0℃是水開始結冰的溫度，因此也被稱為“冰點”。但並不是所有這個溫度下的水都會結冰，流動起來的水就是其中一種情況，典型的例子就是每年鼕季黃河中上遊都會發生的凌汛。

凌汛發生時，上遊的冰雪已經融化，而下遊尚未解凍，河堤中冰層不斷堆積，給堤壩帶來巨大的壓力。結冰的過程需要水分子在凝結核周圍有序地聚集，從凝結核開始慢慢向外擴散。在靜水中，當溫度達到冰點時，水就會在凝結核周圍開始慢慢結晶成冰，再擴散到整個區域。當然，一般情況下水中都有凝結核，所以鼕天河水結冰是一件很常見的事。但是如果水流動起來，水分子在凝結核周圍的有序聚集就會被破壞，再加上流動的水分子之間會摩擦生熱，如此一來，結冰就非常困難。

下雨時打電話，會被雷電擊中嗎？

盛夏時節多雨，我們也從小就被反復叮囑雨天時使用家用電器要千萬注意，但隨著智能手機的普及，越來越多的人開始手機不離手。有的人就會問：“打雷時還能不能玩手機？這個時候打電話會不會被雷劈到？”

實際上，在有避雷針的建築物裡是有電磁屏蔽的，我們可以在室內使用無線電話或手機。而且我們日常使用的智能手機體積很小，對於電阻變化的影響也微乎其微，所以基本不會增加被雷擊的概率。雖然雨天打電話被閃電擊中的概率很小，但也盡量不要去嘗試，尤其是在戶外較高地點，手機發出的電磁波也有可能成為雷電的導體。

“開水不響，響水不開”是什麼原理？

我們在燒水過程中，隨著時間的推移，會聽到水發出不同的聲音。通常在水快要沸騰時，會發出連續的“嗚——”的尖銳聲音；而水正在沸騰時，就會發出“咕嚕咕嚕”的聲音。這就是人們常說的“開水不響，響水不開”。這是為什麼呢？其實，在燒水的過程中，越靠近壺底的水加熱得越快，而水的受熱不均使水的密度變得不同，底部水溫高，底部水的密度就會高於上部水溫低的水的密度，壺底的氣泡在上浮的過程中，氣泡內的溫度和壓力都會降低，在水面爆裂，在水中產生劇烈震蕩，這就是“響水不開”。當水沸騰時，壺裡的水溫基本相同，氣泡就沒有了爆裂現像，於是“開水不響”。

人造衛星是如何發射的？

人造衛星一般是用運載火箭送上軌道的，運載火箭搭載著衛星在助推劑的作用下從地面點火發射進入發射軌道。運載火箭的發射過程一般分為三個階段：加速飛行段、慣性飛行段和後加速段。在發射後的幾分鐘內，依次完成級火箭發動機關機分離、拋掉整流罩和第二級火箭發動機關機分離，至此加速飛行段結束。這時運載火箭已經飛出稠密的大氣層並獲得很大的動能。接著在地球引力作用下進入慣性飛行段，飛行到與衛星預定軌道相切的位置後，第三級火箭發動機便開始點火加速，開啟後加速段飛行。當加速到大於宇宙速度（7.9千米/秒）時，衛星就可以從運載器中彈出，進入預定的衛星運行軌道。

隱形飛機是如何做到讓雷達看不見的？

一說到隱形，我們都會覺得是肉眼看不到的東西，但是隱形飛機的“隱形”卻不是這個意思。隱形飛機是一種用隱形技術設計成的軍用飛機。我們的肉眼都可以看到它，它的隱形指的是對雷達隱形或者對紅外線探測器等探測設備隱形。它是怎麼做到的呢？

我們知道雷達會發出電磁波，繫統通過電磁波遇到障礙之後反射回來的時間得出目標的位置信息。所以隱形飛機為了能夠“隱形”，在表面上先塗抹一層一種可以吸收大量電磁波的非金屬材料，然後塗上金屬氧化物。這樣就能讓飛機吸收電磁波或者讓電磁波直接穿透過去。另外，隱形飛機也被設計成不會產生強大回波的外形，這樣雷達就完全探測不到它了。

自行車尾燈包含什麼物理學原理？

自行車的尾燈是自行車不可或缺的一部分，那麼這一個小小的尾燈有什麼作用呢？如果仔細觀察一個尾燈，我們會發現它是由很多蜂窩狀的“小室”構成的，並且每一個“小室”都是由三個約成90度的反射面組成的。白天的時候，紅色的尾燈十分醒目，可以讓後面的司機看到；到了晚上，無論哪一個方向的光射到自行車尾燈上時，反射光線都會和入射光線平行著反射回來。所以在晚上，後面的汽車燈光照在尾燈上時會特別耀眼，後面汽車的司機就能注意到前方的自行車，從而避免發生交通事故。

日光燈為什麼會不停地閃爍？

也許你在晚上看到過這樣的現像，關掉使用了一段時間的日光燈，會看到日光燈仍然保持白色，而且白色的燈泡還在不停地閃爍，這是為什麼呢？

當開關接通的時候，電源電壓立即通過鎮流器和燈絲加到燈泡兩極，使得燈泡裡的惰性氣體電離放電。燈絲很快被電流加熱發射出大量電子，這時燈泡就會持續發光。燈泡斷電的瞬間，其實開關為了正常工作沒有完全關閉，燈絲仍然會發射出大量電子，在燈泡高電壓作用下，這些電子以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動形成電流，惰性氣體被電離生熱，使燈泡中的水銀產生蒸氣並發出強紫外線，激發燈泡中的熒光物質發光。

因紐特人的冰屋為什麼可以防寒保暖？

我們都在照片裡見過因紐特人的冰屋，在寒冷的北極地區，因紐特人反而住在寒冷的冰屋子裡，這是為什麼呢？其實，冰屋建造得很結實，並且是密不透風的，能把北極的寒風擋在屋外。住在冰屋裡的人，可以免受寒風的襲擊。另外，冰的導熱性很差，能夠很好地隔熱，所以屋裡的熱量可以保留下來而不被傳導出去。北極地區的溫度很低，1月的平均溫度低於零下20℃，而冰屋內可以保持零下幾攝氏度到十幾攝氏度的溫度，這樣比較起來，冰屋裡要暖和多了。

太陽鏡為什麼能保護眼睛？

盛夏時候，人們出門常常會戴上太陽鏡來保護眼睛。太陽鏡能阻擋刺眼的強光，避免強烈的紫外線刺傷眼睛。為什麼太陽鏡有這個作用呢？太陽鏡中有一層很薄的分子“膜”，是一種由金屬粉末構成的過濾裝置，借助很細的鐵、銅、鎳等金屬粉末對射入的不同波長的光線進行選擇。當光線照到太陽鏡上時，一些特定波長的光線穿過鏡片，被鏡片消減。

磁懸浮列車是如何工作的？

要想物體懸浮並保持固定不動，我們可以利用磁鐵制造“懸浮”現像。物體利用的是磁鐵與物體間的排斥力，而不是吸引力。大家都知道，磁鐵是同極相斥的。如果我們有兩塊已經磁化的鐵，將它們同極放在一塊、上下重疊時，它們肯定會相互排斥。如果上部的磁鐵重量適中，就不會踫到下部的磁鐵，而是懸在上空，保持一種平衡狀態。另外，如果我們將一些不能磁化的材料做成支柱的話，上面那塊磁鐵就可以做水平運動了。磁懸浮列車就是運用了這個工作原理。

如何拍出5個人像的照片？

有一種拍攝方法可以使一張照片上呈現一個人的5種影像。與普通照片相比，這種照片的一個優勢就是可以把照片中的人物特征更全面地展現出來。這種照片是怎麼拍出來的呢？

其實是利用鏡子拍出來的。讓被拍攝的人背對著相機面朝兩面豎直的平面鏡坐著。平面鏡之間所成的角度是360度的1/5，這兩面鏡子能夠反射出4個人像。於是，相機就能得到4個人像。再加上真實的人像，相機就拍攝到了5個人像。鏡子間角度的大小決定了成像數量的多少，角度越小，成像數量越多。不過，需要注意的是，成像越多，效果越差。所以，攝影師一般多隻拍攝5個人像的照片。

我們能像魚一樣在水下看清東西嗎？

如果在水下，我們能看清東西嗎？答案是不能。這是因為，水的折射率約為1.34，而人眼的各種透明物質的折射率分別是：角膜和玻璃體的折射率約為1.34，晶狀體的折射率約為1.43，水狀液的折射率約為1.34。其中，隻有晶狀體的折射率比水大0.09，其他部位和水的折射率基本相同。所以，在水下的時候，光線隻能在人的視網膜後很遠的地方形成焦點。也就是說，視網膜上的成像會非常模糊，人眼很難看清楚。

而魚眼的晶狀體是球形的，魚可以在水下看清東西。

為什麼戴上潛水鏡就可以看清水下的東西？

既然在水裡的時候，我們的眼睛幾乎不折射光線，為什麼潛水員在穿戴好潛水裝備之後就能看見了呢？他們戴的面具也不是凸玻璃，隻是普通的玻璃而已。這個問題不難回答。在沒有戴潛水面具的時候，眼睛是與水直接接觸的。戴上潛水面具之後，在眼睛和水之間間隔了一層玻璃和空氣。這樣，情況就變了，即光線透過玻璃進入空氣，然後纔進入眼睛。依據光學原理，光線從水裡以任何一個角度射到一塊平面玻璃上，都不會改變方向。但是光線從空氣進入眼睛的時候會發生折射，眼睛就能和在陸地上一樣看到東西了。

為什麼放大鏡在水中會失去作用？

不知道大家是否試過把一個放大鏡（雙凸透鏡）放到水裡，透過它去看水裡的東西。你會發現在水裡，放大鏡幾乎發揮不了任何作用。同樣地，把縮小鏡（雙凹透鏡）放到水裡，透過它也無法看到縮小的物體。這是因為玻璃的折射率比周圍空氣的折射率要大，所以放大鏡在空氣中纔能放大物體。而玻璃和水的折射率差不多，把玻璃透鏡放到水裡，光線從水進入玻璃時，就不會有很大偏折，因此放大鏡和縮小鏡在水裡不能發揮作用。

穿什麼樣式的衣服顯瘦？

我們都知道，如果矮胖的人穿橫條紋西裝會顯得更胖。相反，如果穿豎條紋和帶褶皺的衣服，就會顯瘦。該怎麼解釋這一現像呢？這是因為，我們在看衣服的時候，必須移動視線纔能看完整。我們的眼睛會不自覺地沿著橫條紋遊走，工作的眼部肌肉會不自覺地在橫條紋的方向把物體放大。而我們在看豎條紋圖案時，視線可以不用移動，眼部肌肉也就不必工作了。這就是我們所講的視覺欺騙。