《今天,你更博学了吗》张宇识-pdf,txt,mobi,kindle,epub电子版书免费下载

由于链接总是被和谐,需要本书电子版的朋友关注公众号:【奥丁读书小站】(njdy668),首页回复书名或者数字3848, 自动弹出下载地址.

作者:张宇识

内容简介:

这个世界奖赏那些保持好奇心的人

博学之大,本书装得下。

生活中那些我们很熟悉但未必明白的事儿,都可以通过这本奇妙又丰富的小书弄个清楚:

用什么杯子喝水最安全?

如何在停电的情况下给手机充电?

为什么汽车尾气能让人想起莫扎特?

……

从日常小事出发来讲解科学门道,内容涉及数学、物理学、生物学等诸多学科,充满了机智、幽默的插图以及十分常见却饱含科学的事实,在捧腹大笑之余提升科学素养及解决问题的能力,体会知识的魅力以及博学的乐趣。

试读
如何科学地把声音甩在身后

我小时候上课,经常趁老师转过身写板书的时候在下面偷偷说话,但每次都会被老师通过声音“识别”出来。确实,声音可以为我们传递很多信息,《红楼梦》里的王熙凤被称为“未见其面,先闻其声”,而评书里也常说“大将军眼观六路,耳听八面风”。其实无论是评书、相声、脱口秀,还是音乐、演讲、诗朗诵,都是通过声音给我们带来乐趣的。

如果你在月球上大喊会发生什么

似乎没有人不知道声音是由“振动”产生的。振动会对附近空气产生轻微的压力,“推动”附近的空气分子,带着它们“一起动”,而这些空气分子又推动后面的空气分子随着自己动,这种变化最终触动了人耳朵中的神经,让人们听见声音。

发声体的振动在介质中的传播叫作声波,我们经常听到的声音是在空气中传播的,而像“铁道游击队”那样把耳朵贴在铁轨上,则是获取以铁轨为介质传播的声音。没有传播媒介,就没有相应的分子或者原子被“带动”,声音就无法传播。所以如果你登上月球后大喊“月球,我来啦”,别人也听不见,声音是无法传出你的宇航服的(不穿也不行),因为外面没有空气,无法传声。不过,也有研究发现了声音在真空中传播的现象,感兴趣的读者可以去研究一下“卡西米尔效应”。

当我们听到声音的时候,通常能判断出声音是从哪里来的。当背后有人喊你的时候,你会回头看,而不会往天上看;而当左边有人喊你的时候,你也不会往右边看。我们判断声音发出的位置,利用的是“双耳效应”。因为我们有两个耳朵,如果声源在左边,左耳就会先听到,右耳后听到,左耳的声音也会比右耳大。根据音量差、时间差、音色差,等等,人脑就可以自动判断出声源在什么地方。

我们看电影的时候,所谓的立体声就归功于“双耳效应”。如果只有一个扬声器,声音是没法“立体”的。不过如果同时用左右两台录音机,当声源出现在偏右的位置,右侧的录音机就会先录到声音并且比左侧的录音机录到的音量偏大,而播放的时候也用左右两个扬声器,这样右边的扬声器就会稍微提前发出声音并且音量偏大,人的右耳就会提前一点听到声音并且感觉音量偏大,根据“双耳效应”,我们就会自动认定是一个偏右的声源在发声。而很多时候电影可能会用多个声道录音和播放,更加真实地还原声音位置。

你相信甩鞭子的速度能超音速吗

声音在空气中传播的速度是340 m/s,在固体中的传声速度会更快。而人类造出的很多飞行器都已经超过了声音在空气中传播的速度,比如超音速飞机。然而超音速并不是“使劲加速”就能超的,其间存在着“音障”。其实声音在空气中传播的速度也就是空气的振动传播速度,是空气被扰动后的“让路”的速度。飞机要往前飞,就要“挤走”本来在前面的空气,所以当飞机接近音速的时候,空气来不及让路,被紧紧挤压,空气分子之间互相“踩踏”,形成“激波面”,就好像是一堵“气墙”。这时候飞机会面对很大的阻力,早期的飞机在试图超越音速的过程中会发生事故,所以声速在当时被认为是无法超越的速度,被称为“音障”。后来经过研究和设计,飞行器成功突破了音障,在突破的过程中会发出巨大的响声,这就是“音爆”。空气被挤压的过程中,水蒸气会液化成小水滴,看起来就像云一样,被称为“音爆云”,音爆云持续的时间很短,只有几秒钟。如果你观看火箭的发射,可能会看到音爆云的现象。

其实,“音爆”离我们很近。我们看有的古装电视剧中,皇上上朝前会有人“甩鞭子”,民间也有一种运动叫“响鞭”(有时候真怕万一断了,甩到自己)。鞭子没有什么特殊的装置,只要找到了合适的甩鞭子的方法,鞭子的末梢速度就会特别快,从而产生“音爆”现象。

既然甩鞭子的声音都这么大,那么像飞机那么大的物体,产生的音爆声是不是会更大?的确,很多时候飞机的音爆声传回地面会被误认为是爆炸,甚至会震碎玻璃,之前的“协和式”超音速客机被“取缔”,原因就是太扰民了,现在一般也只有战斗机会超音速飞行。这么响的“音爆”,为什么飞行员会安然无恙呢?因为他自己是听不见音爆的。飞行员处于一个压强相对稳定的环境,因为飞机挤压的是外部的空气,所以内部不会“爆”,也不会受扰动影响。而在外界发生音爆之后,这个声音已经追不上飞行员了,毕竟人家可是超音速。

超声波是什么波

声音的音调是由频率决定的。比如我们听的音乐,do和 re就是由不同的频率决定的。有一部分人是具有“绝对音感”的(比如我),听一个声音就知道是哪个音高,不需要参考。敲杯子的声音、吹风的声音都能听出来是do还是升fa,刷牙的时候也能听出来每一下是什么音调,甚至有时候刷一次牙都能利用嘴型变化来“刷”出一首曲子。

然而即使是有绝对音感的人,也并不是所有频率的声音都能听出来的,因为人耳能听到的频率范围是有限的。频率高于20000 Hz的声音被称为“超声波”,我们是听不见的。

超声波的频率高、波长短,具有传播方向性好、传播能力强的特点,我们可以利用超声波的这个特点探测特殊区域。比如,海水里面没法用电磁波来探测,人们就模仿蝙蝠,通过“声呐”发出超声波并接收反射波,计算分析出前面有什么东西。在医院做的“B超”也利用了这个原理,通过超声波的反射、折射以及被内脏的吸收和衰减程度来判断内脏的情况。“B超”中“B”的意思是“brightness”,根据亮度模式来诊断病情。既然有B超,那有没有A超呢?是有的,只不过在逐渐被B超取代,但在某些情况(比如测角膜厚度)下还是会使用A超。A超的A是“amplitude”的缩写,指的是根据振幅来判断。只有振幅这么一个简单的判断信息,效果显然有限。而现在获取更多的信息的方式是采用多普勒彩超(D超),根据多普勒效应的原理探测脏器的活动情况,信息会更多。

除了可以利用超声波在传播上的特性,还可以利用其振动上的特性。超声波振动的频率越高,能量越大。像北京这种比较干燥的地区,人们经常使用的超声加湿器,就是通过超声把水“震碎”成小水滴。

去眼镜店的时候,如有需要,店员帮你洗眼镜时利用的也是“超声”——超声振动让液体中形成微泡,相当于把液体撕出一个空洞(被称为“空化作用”),空洞再破裂,剧烈的相互作用把脏东西“折腾下来”。其实,我们也可以自己从网上买个超声探头,放在小水盆里,就能够自己用超声洗眼镜了。医院的洗牙设备也是应用了类似原理的“超声清洗”