《汽水瓶中的潜艇》是世界上最经典的科普读物之一,它由德国著名的自然科学博士、原子核物理学博士凯·施普莱科尔森倾心编写。本书分为7个部分,即水流和浮力、热量、平衡和惯性、关于电、物质之间的关联、听觉现象和视觉现象,共收录了100个独特新颖的科学游戏,囊括了数学、物理、化学、生物等各个方面的知识。
不管你是热爱探索、渴望知识的青少年,还是教书育人、勤勤恳恳的教师,或是盼望孩子全面发展的家长,抑或是寻找乐趣、向往科学的聪明者,本书都是你的最佳选择,因为它既是孩子的游戏乐园、老师的最佳帮手、家长的亲子宝典,还是聪明者的提升圣经。
本书精选了刊登在《法兰克福周日报》中最受欢迎的专栏——《少年探索》中100个令人惊讶的小实验,同时,为了方便孩子们学习操作,全部实验都配有生动形象的插图和说明。
本书能够以独特的方式激发孩子的兴趣和独立思考能力。著者物理学博士凯·施普莱科尔森在每个主题下编写了多个小实验,这些小实验拥有同样的物理原理。因此,孩子们能够独立发现其中的奥秘!
本书将为整个家庭带来知识和欢笑!
第一个实验中,我们只需要准备一些纸片和一只吸管。纸片约为明信片大小就可以了,先让它像一座小桥一样向上拱起,然后放置在桌子上,这样我们就可以在纸张下面吹气了。
现在用一只吸管从纸张下面吹气,我们可以观察到纸片既没有向一侧翻转,也没有被吹得向上飘浮起来,而是向下贴住了桌子!
我们再拿起两张大小相同的纸片,将它们重叠在一起,接着尝试用吸管在两张纸片之间吹气。结果,纸片并没有相互分开,而是更紧地贴在了一起。
如果我们用两只手指捏着同一张纸片,使纸片保持平行,再通过吸管在纸片上方吹气。这时,你会看到好像有一只神来之手把纸片向上提了起来。
在前几个实验中我们都可以观察到同样的现象:纸片没有被气流吹开,而是直接被一股吸引力拉拢到一起。飓风也是同样的情况:它以非常快的速度从房屋上吹卷过去,然后产生一股把屋顶掀起来的力量,瓦片被卷飞到空中,有时甚至整个屋顶都能飞起来。
把两根木棍放置在桌子上,间距1厘米。再小心地将两只乒乓球架在两根木棍上,相互距离1厘米~2厘米。现在,我们用吸管准确地对准两个乒乓球之间的缝隙吹气,可以看见两只乒乓球并没有向相反的方向滚去,而是碰到了一起!
在第二个小实验中,我们只需要在两根木棍上放一只乒乓球。用吸管在乒乓球的右边或者左边吹气时,结果是无论气流从哪个方向吹来,乒乓球都会被吸引到气流中。
现在我们把一只乒乓球拿在手里,用吸管从乒乓球底部用力吹气(如图),乒乓球离开吸管口飘浮了起来。在你吹气时,你还可以悠闲地散步,乒乓球并不会脱离气流而掉落下来。
我们不得不与第一个实验做一下比较:在第一个实验中,纸片感受到气流后并没有被吹开,相反是被吸引到气流中。现在这个实验也是同样的情况:我们能够感觉到一股把物体拉进气流的吸引力。所以,飘浮的乒乓球是绝对不会脱离气流而掉落的。
人们在海边遭遇风时,身体也可以感受到这股力量。遇到风的人如果把头偏向一侧,一时间几乎无法呼吸,这是因为由风产生的吸力一时把空气带走了。
我们从牛奶袋的侧面剪下两片大小约为7厘米×12厘米的长方形纸片,在纸片末端2厘米左右处折叠。之后,请拿着其中一张纸片,用纸片紧贴着自来水的水流。我们看到,纸片只要一靠近水流就被水流卷进去了!
在第二个实验中,我们用两张纸片同时靠近水流,两张纸片将会互相贴在一起。
这种情况同样也发生在两艘轮船上:当它们同时向港口方向迎面驶来,并想快速地从彼此身边驶过时,在这一刹那,它们之间就会产生一种强烈的吸引力使它们撞在一起。
同理:快速的气流或快速的水流能够产生一股强大的力量,把在它附近的物体统统都卷进来。
简单说,当水或者空气中的分子处于平静状态时,所有的分子都在做着无规则运动,跑向各个方向,它们向外施加相同的力。但是当水或者空气流动时,大部分分子都会开始朝同一个方向运动,这就是我们说的优先方向。一旦流动的水受到一侧的边界限制,便会产生加速度,因为此时的分子需要更加快速地朝优先方向运动。由于分子向外侧的运动没那么强了,所以对外产生的压力也会随之变小。现在从外侧产生的压力就会变得明显起来,周围的物体就会被水流或是气流吸引进去。
为什么物体可以在水中漂浮?这是一个很常见却不好回答的问题。以下的小实验也许可以帮你找到答案。我们需要一个玻璃瓶,一个瓶塞(注:一个橡皮罩,用它可以盖严瓶口),还有一小块刚刚从橙子上剥下的皮。橙子皮长度随意,剪下刚好能使它从瓶口穿进去的宽度,这块小橙子皮即将成为我们的“潜水艇”了。
我们将玻璃瓶里装满水(这很重要!),把橙子皮放进瓶子中,并用瓶塞紧紧地堵住瓶口,确保瓶塞下没有任何空气。
现在我们用手用力地按压瓶塞,一会儿你会发现,小潜水艇开始在瓶中下沉了。手离开瓶塞以后,小潜水艇又浮起来了。我们可以多次重复这个步骤。经过一段时间,小“潜水艇”的沉浮效果就不明显了,就会再次浮上水面了。
我们把瓶子反过来,用手从下向上按压瓶塞。我们可以观察到:当按压瓶塞时,小潜水艇就会下沉;松开瓶塞时,小潜水艇就会浮上来。这也就是说,并不是按压的方向使潜水艇下沉。
这一次我们将瓶子水平放在桌子上,从侧面按压瓶塞,我们也会看到同样的现象。但是往瓶子里仔细看时,会发现在瓶子最上方的瓶壁上有一个小气泡。再仔细看会发现:当我们按压瓶塞时,小气泡就会变小;当停止按压时,小气泡又变大了。
同样,我们可以设想:橙子皮会和小气泡有同样的反应(只要它还依然新鲜且有很多孔)。当橙子皮体积变小时,它就会下沉;反之,当它的体积变大时,就会上浮。橙子的皮越大,水的浮力对它的影响越强烈。相反,当它受到挤压时,它就没有足够的漂浮力了,就会下沉。
真正的潜水艇也是运用同样的原理。只是真正的潜水艇并不需要从外部施压,而是通过从内部向外部的水箱输送空气来完成的(潜水艇自身体积变小:潜水艇就会潜入水下),或者水箱中的水通过空气压缩作用使潜水艇上浮(潜水艇自身体积变大:潜水艇就会浮上来)。
这个有趣的实验也适用于其他材料(例如柠檬皮)。P2-9
为什么物体可以在水中漂浮?什么时候油箱里的油会溢出?怎样才能把鸡蛋放入瓶中?马戏团的演员能在高空中的钢丝上行走自如,甚至在钢丝上骑摩托车,他们是怎样做到的呢?如何把一张纸从笔直站立的笔下抽走,使笔保持不倒呢?这些常见却不好回答的问题是不是一直困扰着你呢?别担心,《汽水瓶中的潜艇》马上为你揭开谜底!
《汽水瓶中的潜艇》是世界上最经典的科普读物之一,它由德国著名的自然科学博士、原子核物理学博士凯·施普莱科尔森倾心编写。本书分为7个部分,即水流和浮力、热量、平衡和惯性、关于电、物质之间的关联、听觉现象和视觉现象,共收录了100个独特新颖的科学游戏,囊括了数学、物理、化学、生物等各个方面的知识。
有人说“科学是一种方法,是战胜愚昧无知的有力武器;游戏是一种途径,是捕获万千智慧的最佳选择。”那么,当科学“遇见”游戏,当二者有机结合,它所赋予的意义就变得更非同一般了,因为此时的它不仅可以让你变得聪明伶俐,还会让你变得快乐无比,《汽水瓶中的潜艇》就是这样一本书。
本书所包含的科学游戏操作起来都是非常容易的,这里的科学并不是指那些科学家们苦心钻研的高深理论,而是在我们身边确实存在,青少年朋友也可操作的科学游戏。且实验中所需的材料和工具也都是触手可及的。同时,为了大家能更好、更准确地操作游戏、理解原理,本书特由插画师夏洛特·瓦格纳根据内容精心设计创作了多幅游戏步骤示意图,为各个游戏做了生动形象的补充说明,让大家学起来轻松,做起来简单。值得注意的是,为了更大程度地启发青少年朋友的智慧,拓展青少年朋友的思维,书中大部分游戏都配有一个“游戏中的科学”的栏目,让青少年朋友将科学知识与现实生活相结合,真正做到学有所晤。
不管你是热爱探索、渴望知识的青少年,还是教书育人、勤勤恳恳的教师,或是盼望孩子全面发展的家长,抑或是寻找乐趣、向往科学的聪明者,本书都是你的最佳选择,因为它既是孩子的游戏乐园、老师的最佳帮手、家长的亲子宝典,还是聪明者的提升圣经。
在游戏中轻松体验科学的巨大魔力,在科学中尽情享受游戏的无限神奇!
马上翻开书,开始探索吧!