第8章 物理学背后玄妙的真相(2)
白天，太阳把地面晒热了，接近地面的空气温度远比空中高，钟声发出以后，走不多远就往上拐到温度较低的空中去了。因此在一定距离以外的地面上，钟声听起来就不清楚，再远一点儿，人们就听不见钟声了。夜晚和清晨，空气的冷热情况正好相反，接近地面的气温比空中低，钟声传出以后，就顺着温度较低的地面推进，于是，人们在很远以外也能清晰地听到钟声。看来，“夜半钟声到客船”还真有点科学道理哩！
声音的这种传播属性，会造成一些有趣的现象。在炎热的沙漠里，地面附近的温度极高，如果在50-60米以外有人在大声呼喊，只能看见他的嘴在动，却听不到声音，这是由于喊声发出后，很快被拐到高空中去了。相反，在冰天雪地里，地面附近的温度比空中低，声音全都会沿着地面传播，因此人们大声呼叫时，能传播得远，甚至在1000-2000米以外也能听见。
有时，由于接近地面的空气温度忽高忽低，声音也会跟着拐上拐下，往往造成一些较近区域听不到声音，更远的地方反而能听到声音。1815年6月，在著名的滑铁卢铁役中，战斗打响以后，部署在战场25千米处的格鲁希军团竟无一人听到炮声，因此没能按作战计划及时赶来支援拿破仑。而在更远的地方，隆隆的炮声却清晰可闻。声音的传播性质竟会影响到一个战役的胜败。
隐形飞机可以逃过雷达的“眼睛”
普通飞机往往很难逃过雷达的“眼睛”，但是有一种飞机却可以躲过敌人的雷达监视系统，突然出现在所要打击的敌方军事目标上空，迅速摧毁敌人的飞机、机场甚至雷达系统。由于这种飞机不容易被雷达等监视系统侦察到，就像故事中的隐身人不会被人看到一样，因而这种飞机被称做隐形飞机。
为什么隐形飞机能够逃过雷达等监视系统的侦察呢？
首先，让我们先来看一看雷达等现代监视系统的工作原理。尽管这些监视系统形式多样、性能各异，但都是利用了波，即光波、声波和电磁波的功能。
雷达、主动红外探测仪等只有自身发射短波、微波或红外线，然后再接收被测物的反射才能发现目标；而被动红外探测仪和各种光学、声学、目视观察等，则必须利用目标所发出的各种波。切断了波的来路，这些监测系统就成了瞎子或聋子了。
找到了雷达等监测系统的弱点，隐形飞机在设计上，便在波的吸收和防反射、防发射上大做文章。首先，要尽量减少机身对波的反射。雷达等主动式监测系统所发出的波主要通过两种形式循原路反射回去：一是垂直入射的镜面反射，二是直角形表面的折曲反射。针对这个特点，隐形飞机的机身、机翼、尾翼等均融为一体，各部分之间全部采用平滑过渡；发动机进气道由圆筒改为蛇形管，以减少风扇叶的反射；驾驶舱挡风玻璃向后倾斜，并涂敷透明金属膜，以减少射向舱内的透射波，并使反射散逸开去。其次，在飞机材料的选择上，将机身上涂敷高吸收率的材料，目前主要有结构型复合材料和涂料型粉末材料。前者为多孔形松散结构，使入射波在微孔中反复振荡而衰减；后者是通过材料与电磁波间的各种电磁作用，使电磁波转变成热而散失掉。涂敷隐形材料的机身和防反射系统结合在一起，就使雷达发出的入射波不能被反射回去，从而使雷达等主动监测系统和光学侦察系统致盲。再其次，尽可能降低飞机自身辐射。发动机的隆隆声响，高温部件和高温喷射气流所发出的大量红外线，是被动式监测系统追寻的目标。隐形飞机采用高效、低热、低噪声的发动机，并且在发动机上敷设吸热、消声装置。喷气尾管做得很长，并采用“百叶窗式”换热结构以充分利用机外冷空气降温，使喷出气体的温度降至很少发射出红外线的程度。
采用以上措施设计和制造的隐形飞机，可以比较有效地减少各种波的反射和发射，因而可以隐蔽地接近敌人而不被发觉。但这种飞机造价极高，所以目前只有美国空军装备了隐形飞机。而且，隐形飞机也并不是就能完全不反射、不发射波和红外线，所以各国在研制隐形飞机的同时，也在研制反隐形雷达。
倒啤酒时在杯中会产生大量的气泡把啤酒倒进酒杯时，会看到有许多气泡从杯底上升。人们普遍认为，这些气泡原本就存在于啤酒之中。但事实上，二氧化碳是溶解在啤酒里的，并不是以气泡形式存在的。这些二氧化碳是怎样变成气泡的？原来，气泡是在杯底、杯壁产生的。
在杯底杯壁表面有缺陷或者有尘埃的地方存在气穴。这些容纳有空气的气穴为二氧化碳从啤酒溶液中析出提供了一个液面，由于二氧化碳的进入而形成气泡。
在气泡上作用着浮力和表面张力。由于二氧化碳比啤酒轻些，浮力拉曳气泡离开杯壁。但是，啤酒与气体之间的界面处的表面张力使液面处于紧张状态。由于二氧化碳不断进入气泡，气泡渐渐变大，浮力也随之变大，且最终克服表面张力而使气泡离开杯壁、杯底。气泡漂浮到液面，然后在液面破裂。破裂的原因是：气泡壳层之间的液体在重力作用和壳层内部表面张力相互作用下不断流失，气泡泡壁渐渐变薄，直至从周围的泡沫传来一个偶然的震动，使气泡壳层变薄直至破裂。
水落在油锅里会爆裂
炒菜熬油时，水落到热油锅里，会有爆裂声伴随着四溅的油花，让人躲闪不及。
水落到热油锅里爆裂，跟水和油的沸腾温度有关。水温上升到100℃时沸腾成为水蒸气，而油的沸腾温度在200C以上。还有一个非常重要的原因，就是水比油重，所以水滴落到热油锅里后，立刻向锅底下沉。
由于锅里的热油温度早已超过沸水温度，会使沉到锅底的水滴温度迅速升高沸腾变成水蒸气，体积膨胀1000多倍。水蒸气又比油轻，所以要从锅底上升，通过油层表面散发出去。
在上升过程中，水蒸气气泡不断推开包围住它的热油，直到突破油层表面后爆裂，发出噼里啪啦的响声。
气泡爆裂时，将油层表在的油一起带了出去，这就是四溅的油花。
反过来，油滴落到热水锅里不会溅起水花的道理也清楚了：油比水轻，100℃的沸水温度，不能把浮在水面上的油煮沸，所以不可能使油爆裂溅起水花。
因此，熬油时，万一因炉火过旺，锅内的油迅速升温而着火燃烧时，千万不能用水浇；往油锅里浇水，水全沉到油层底下，把锅内的油往上抬升，从油锅边上溢出锅外，着火的油在灶台上漫延开来，这时要扑灭它就麻烦了。
正确的做法就是立即用锅盖往着火的油锅上一盖，使油与空气隔绝，火便熄灭了，锅内的油照样还能炒菜。
高空走索表演者手拿一根长长的竹竿高空走索是一项非常惊险又极具观赏价值的表演项目，20世纪90年代，加拿大高空走索表演者科克伦在我国三峡地区首次高空走索跨过了长江。
维吾尔族达瓦兹（维语：高空走索）艺术世家的传人阿迪力在缺乏资金和没有媒体关注的不利情况下，以大大少于科克伦的时间再次走索跨过了长江。阿迪力一家还多次在全国民运会和各种节庆活动中表演了达瓦兹，赢得了观众们的喝彩和敬佩。
观看高空走索，观众们看到表演者在很细的绳索或钢丝上如履平地，还能轻灵敏捷地做出各种惊险优美的动作，会让观众们紧张得透不过气来，但表演者不用保险绳的保护也不会从绳索上摔下来，这是为什么呢？此外，表演者还要拿着一根长长的竹竿或长棍子，这根长竿难道不会妨碍他做动作吗？
正好与人们的想象相反，表演者手里拿的长竿，不仅不会妨碍表演者做动作，恰恰是使他保持平衡、不易从绳索上掉下来的关键。
我们知道，不论什么物体，要保持平衡，物体的重力作用线（通过重心的竖直线）必须通过支面（物体与支持着它的物体的接触面），如果重力作用线不通过支面，物体就会倒下。
根据物体平衡的条件，就要求高空走索演员始终使自己身体的重力作用线通过支面——悬空的绳索。由于绳索很细，对人的支撑面极小，一般人很难让身体的重力作用线恰巧落在绳索上，这样就随时有从绳索上掉下的危险。手中的长竿可以左右摆动，以调节身体的重心，将身体的重力作用线调整到绳索上，使身体重新恢复平衡。我们有这样的经验，当身体摇晃即将倒下时，我们会下意识地摆动双臂，使身体重新站稳，这是我们依靠摆动双臂来调整身体的重心。杂技演员走钢丝时，也会通过摆动手臂的方法保持平衡。同样道理，高空走索表演者手里拿的长竿，实际充当了延长的手臂的作用，还有长杆转动惯量大，可以有效地帮助表演者在空中保持平衡。
自行车夏天容易爆胎
夏天，自行车在马路上疾行的时候，忽然“啪”的一声，车胎爆裂了。这对骑车人来说是很麻烦的，他必须把自行车推到自行车修理站去修补一番。如果这位骑车人知道空气受热膨胀的道理，他就能设法避免这样的事故。
夏天，不但空气很热，就是地面也被太阳烤得很热。车胎里的空气受热膨胀后，不断地冲击着车胎，想跑出来。如果恰巧碰到这个车胎里的空气打得太足，或者车胎上有薄弱的地方，那么它就会一涌而出，把车胎挤破。
夏天的早晨和中午，室内和室外的温度相差很大。你早上在家把车胎里的气打足了，骑到马路上一跑，车胎里的气受热膨胀了，便急着要找条路跑出来，最后只得把车胎挤破了。
所以，在炎热的夏天，你千万不要把车胎里的气打得过足。
遥控器遥控的秘密
近年来，家用电器也在走向智能化和遥控化。遥控技术越来越多地应用于家用电器，控制电源开关是遥控技术在家用电器中最广泛的应用。
家用电器的遥控开关，可以用声波、超声波、无线电波和红外线来控制，应用最多的是红外线遥控。
红外线是一种肉眼看不到的电磁波，波长在无线电波与可见光波之间，约为0.75-1000微米。
红外线遥控开关由红外线发射器和接收器两部分组成。发射器就是我们拿在手里的遥控器，遥控器里主要包括调制器和红外线发射管，可以对10米范围以内的家用电器遥控。红外线发射管能发射出一定波长的红外线，调制器能把控制开关的低频控制信号“载”在红外线上。所以，从红外线发射器发射出来的红外线，就包含了控制信号。
红外线遥控开关的接收器则安装在家用电器的正面面板上，它里面有接收管、抗干扰电路、解调器、开关控制器等。接收管是一种硅光敏三极管，通过光电效应，能将照射在它上面的红外线转变成电子信号。抗干扰电路能鉴别和排除周围环境中的红外线干扰信号。解调器能将“载”在红外线上的低频控制信号“卸”下来，送入开关控制器，使电源开关接通或断开。
红外线好比是飞机，低频控制信号好比是乘客。红外线起到将控制信号从发射器运送到接收器的作用，好比飞机将乘客从甲地载到了乙地。真正起控制作用的，还是红外线上“载”着的低频控制信号，红外线不过是载运控制信号的工具而已。
遥控开关不仅能用来控制电源开关，也能用来控制电视机选择频道、音量的大小以及电风扇的调速、空调器的温度等。