中科院物理所趣味科普三部曲(套装共3册)电子书

1分钟物理

推荐序

生活篇

脑洞篇

学习篇

宇宙篇

量子篇

致谢

编委会

1分钟物理：“中科院物理所”趣味科普专栏·第2辑

推荐序

力学篇

抽水机是怎么把水抽上来的？

千斤顶是什么原理，为什么只需轻轻用力就可以顶起很重的物体？

为什么高速转动的机械经常会产生振动？

饮料瓶拧上瓶盖后是如何防止漏水的，只是单纯地紧密贴合吗？相比之下带胶圈的水杯呢？瓶盖处的受力怎么分析？

吸管可以穿透土豆吗？

回旋镖是如何飞行和折回的？

汽车发动机的工作原理是什么？

为什么跑步的时候要摆臂？

为什么人手拿着重物不动也会消耗能量，这并没有做功啊？

走路时摩擦力是如何做功的？

摩擦力与接触面积无关，但为什么踮起脚尖身体旋转起来更轻松？

洗衣机的工作原理是什么呢？

气球为什么飞不到外太空？

泡泡是如何形成的，又是怎么破碎的？

水的凹液面是怎么形成的？

为什么水龙头流下来的水，水柱会越来越细？

水滴在荷叶上为什么会滚来滚去？

影视作品中经常会看到人从高处跳落到地面后有一个翻滚动作，这个动作是怎么卸去或减小冲击力的？

为什么在倒果汁、牛奶时，液体总是不能连贯地流出，而是一股一股的呢？

为何没有意识的人，抱起来比有意识的更重？我觉得是重心引起的力矩变化造成的，能给出详细解释吗？

请问每次大型货车、客车刹停后总能听到放气的声音，这是什么声音？

水银体温计的缩口到底是什么原理？

踢足球时如何做到用脚背将球稳稳停住而球不弹出去？

惯性不是力，为什么常有人说惯性力？

为什么指甲或者铁丝在被剪断之后会弹出很远，而不是原地掉下来？

为什么用一根手指可以让坐着的人站不起来？

为什么湿衣服在身上很难脱下，而光脚踩在湿的地面上就容易滑倒？

水黾为什么不会沉下去？

为什么玩滑板时，猛然向上跃起，滑板也会跟着向上运动，就像粘在脚底？

用相同的力转动一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋，为什么熟鸡蛋转动的时间更长？

溜溜球甩出去，为什么能自己滚上来？

为什么放风筝放到一定高度要收线再继续放长呢？

怎样最快地把装满水的瓶子里的水全部倒出来？是直接把瓶子倒过来快，还是倾斜一定角度（水不把瓶口封住）快？

如何摆脱地心引力？

如果压力足够大，水可以被压缩吗？

为什么钢化玻璃敲边缘比敲中间容易碎？

两辆车拔河（车头相反），到底是车重还是马力决定谁拉动谁？

声学篇

能解释一下音爆现象吗？

为什么在打电话时对方能听到你的声音？为什么手机等音频设备能录入人的声音？

为什么听手机录入的自己的声音和自己真实的声音差别很大？

响指是如何打响的？

麦克风为什么能让声音变大？它是怎么转化我们的声音内容的？

请问，顺风时，声音的传播速度会不会变快？

共鸣腔为什么能提高声音的响亮程度？

一段绳子在两端同时摇，绳子会在中间相互抵消归于平静。我想知道声波可以吗？如果可以，能不能用于整治噪声污染？

通过耳朵来判断声源一定准确吗？

光学篇

请问激光如何分类？为什么有的激光能够透视，有的能够切割？它们本质上有什么不同吗？

为什么买的红色激光笔看着光点好像有许多小红点在动？

验钞机发出的是紫光，但此光并不是紫外线，那么验钞机发出的究竟是什么光？

为什么用微波炉加热食物时不能用金属餐具？

如何从物理学角度解释玻璃是透明的？

为什么被水打湿的纸张比干纸张的透光性好？

近视的人不戴眼镜，用镜子反射看物体，为什么也看不清？

我是近视眼，摘了眼镜之后看不清东西，但是透过拳头的小孔还是能看清一些，这是我眼睛眯起来的原因还是小孔成像的原因？

人老了会又近视又老花眼吗？

为什么在水里睁眼看东西会看不清？

为什么眯着眼看灯光会有光柱的感觉？

用非2B铅笔或中性笔涂机读卡可以被识别吗？

为什么肥皂泡有彩色条纹？

夏天阳光很猛烈的时候，在高速公路上开车，为什么会看到前方一两百米远的地面在反光，好像有积水一样？

请问人造光大致分为哪几种，分别有什么特点，与太阳光相比有什么不同，能不能使植物进行光合作用？

平面镜成像，为什么是与实物左右颠倒而不是上下颠倒？

为什么烤火炉时不用涂防晒霜呢？

运动手环测心跳用的是什么工作原理？

为什么两个影子靠近时会相互吸引？怎么确定是谁吸引谁呢？

地铁里检测液体的仪器运用了什么原理？

为什么有些厚玻璃从侧面看是墨绿色的呢？

电学篇

手指能滑动手机屏幕，有些东西却不能。什么样的材质才能滑动手机屏幕呢？为什么手机屏幕上有水滴时会发生触屏失灵的现象？

手机是如何测剩余电量的？

手机是怎样计算行走步数的？

为什么冬天的时候裤子上会带电，电荷是从哪里来的？

打火机上的电打火器运用了什么原理？

为什么带电物能吸引轻小物体？

高考的考场内是如何做到信号屏蔽的呢？

冬天时手机为什么更费电？

打开小风扇，把扇叶捏住让它不要转，那么它还会继续消耗电吗？

油罐车后面那条铁链有什么用？

为什么远程输电要用交流电呢？

交流电、直流电可以互相转化吗？如果可以，怎样转化？

食盐水导电到底是物理变化还是化学变化呢？

金属探测仪的原理是什么？

热学篇

为什么保温杯装热水后会变得很难打开？热胀冷缩，不应该更容易打开吗？

为什么保温杯装进烧开的水，盖上盖子后摇晃一下，会有大量热气喷出来甚至顶开盖子？

为什么暖气上方的白墙会被熏黑？

车窗玻璃边缘为什么会有黑色的小圆点，有什么作用？

空调是怎么吹出冷气的？

为什么空调要分制冷和制热呢？如果冬天开制冷二十几度不也会暖和吗？

夏天车被暴晒后，如何快速降温？

喝粥时从边缘喝起，不会太烫，但是中心温度很高，这是什么原因呢？和水表面张力有什么联系吗？

夏天的时候可以打开冰箱来给房间降温吗？

自热火锅是怎么产生热量的？

为什么泳池里的水总是有的地方二十五六度，有的地方十七八度？说好的热平衡呢？说好的无序运动呢？

水的沸点就是水的最高温度吗？

摩擦是如何产生热量的？

我们说温度是分子运动产生的，如果把一个瓶子里的空气抽干，那么里面的温度是怎么样的？

干冰扔到水里以后出现的大量白雾是怎么形成的？

为什么细菌不能通过低温杀死，却能通过高温杀死？

为什么气温回升，地上的雪都化了，堆起来的雪人却没化？

为什么在夏天水泥地比草地热？

过冷水为什么不会凝结？

高压锅煮饭为什么快？

沸石是如何防止暴沸的？

为什么夏天楼道里比外面凉快许多？

杂学篇

为什么洗洁精要把水和油融合在一起才能洗掉油渍？

橡皮擦铅笔字是怎样一个过程？

一直很想知道，为什么只闭上左眼时感觉看到的景象向左移动了，而只闭上右眼时就感觉景象向右移动了呢？

蒸熟的包子表面那层美味的皮是如何产生的？

为什么心脏可以不休息地一直跳动？

为什么食用油不能燃烧？

为什么用钢笔在被水浸湿的纸上写字，写出的字会洇开？

为什么气球碰到柠檬酸会爆？

酒精是如何杀死细菌的？

烧开的水为什么会有很多白粉末？

为什么在车上玩手机会头晕？

为什么干燥剂遇水会爆炸？

透明胶带在被撕开时可能有两种情况：撕得慢透明胶带就发白不透明；撕得快就是透明的。产生这两种情况的原因是什么？

为啥吃了薄荷糖之后张嘴呼吸嘴里会很凉呢？

一直困扰了多年的问题：掷硬币到底是不是随机的？如果我设计一台掷硬币的机器，每次它掷硬币的力度、接触面积、外界环境完全一致，那么每次硬币落下后的面是不是一样的呢？

为什么牛奶可以去除异味？是和活性炭的原理一样吗？还是里面的有机物和其他物质反应了？

为什么航海船上的信号火炬可以在水下燃烧一段时间？就算有固体燃料或者镁、磷一类物质，但没有助燃剂啊？

流动的水比静止的水更难结冰吗？

口香糖为什么不会粘住口腔？

木柴燃烧时释放出的烟是什么？无烟煤为什么冒烟少？

为什么纸燃烧的时候不冒烟，火灭了才冒烟？

为什么长时间不洗头，第一次打上洗发水搓不出很多泡沫？

涂改液是怎样制作的？里面那个摇起来会响的东西是什么？

等离子体是不是只有在高温中才能出现（例如火焰的高温部分或闪电）？如果是这样，那等离子消毒也是一个高温的过程吗？

跳跳糖里有什么物质？

为什么方便面是弯的而不是直的？

为什么大部分跑道都是逆时针的？

水喝多了还会水中毒，所以水有毒性？

可乐遇到牛奶出现沉淀是什么原理？和牛奶里加食用盐，盐析蛋白质是一个原理吗？

为什么湿手碰洗衣粉会感觉到轻微的灼烧感？

现在有没有一种技术能使石墨在特殊情况下反应变成金刚石呢？

臭氧为什么能污染环境呢？

为什么高铁过隧道时人的耳压会升高？

为什么在灶膛里烧柴火，烟不会朝人的方向飘而是自动往灶膛里面飘然后从烟囱排出？

自然现象篇

为什么河流总是弯的？

为什么浪花看起来是白色的，而不是和海水一样的颜色？

同样是由水分子构成的，为什么雪是白色的，而冰是透明的？

为什么冰块只有一小部分在海面上，大部分在海面下？

出现鬼火是什么原因？

雾和霾怎么区分？

为啥同样是乌云密布，有时候打雷有时却不打呢？

云朵重吗？如何测量一朵云的重量？

白云和乌云有什么异同？

为什么雨落下的时候是一滴一滴的，而不是像倒水一样一股水流呢？

为什么空中下落的雨滴无法砸死人？

有道是“山雨欲来风满楼”，为什么下雨之前会刮风呢？

为什么有的时候白天也能够看见月亮？什么条件下更容易在白天看到月亮？

脑洞篇

如果一个人手拿冲锋枪从五楼跳下，从起跳开始手拿着冲锋枪对地面射击，忽略换弹夹时间，这个人能否安全着地？

在天空中多高的位置装一面多大的镜子，可以让我们在地上看到如月亮般大小的地球的影像？

为什么人不会飞？

我们能用水浇灭太阳吗？

为什么人跳在地上后不会弹起来，而篮球、足球等物体可以？

假设我有一支功率足够强大的激光笔，照射向500万光年以外的深空，然后我旋转这支激光笔，不考虑途中其他天体引力影响，在足够大的尺度上，光柱（不是指单个光子的传播路径）看起来是弯曲的吗？

如果将一个人放在一个地板完全光滑的空旷房间中央，这个人有可能逃脱吗？

嗯……一个64G的手机，装满文件后会变重吗？

如果臭氧层破了，我们会怎么样？

身体里有钢钉，雷雨天气会有危险吗？

怎样！才能！减肥！

皮卡丘发的是交流电还是直流电？

要多大的声音才能让整个地球都听到？

电影中刀劈子弹的场景现实中能做到吗？如果能做到，肉体和反应需要锻炼到什么程度呢？

从物理学的角度来看，中国龙是怎么飞起来的？

癌细胞是无限增生的，那么可以通过体外培养癌细胞来为人类提供无限食物吗？

有没有可能存在非常薄却比厚衣服还保暖的衣服？

如果在地球上搭一个足够长的梯子到月球，人能否慢慢地爬上月球，而不需要第一宇宙速度？（假设人可以一直爬）

金箍棒重一万三千五百斤，孙悟空挥舞起来就跟我们挥舞普通棍子一样，这是不是力气足够大就可以？

万有引力无处不在，我们是否可以利用它来获取能源，从而使我们生存、发展呢？

地球一共有多少个原子？

为什么只有圆形的泡泡？

为什么红色光和绿色光混在一起可以看到黄色光，而钢琴上的do和mi一起按下去却听不出re来？

怒发冲冠可能吗，毕竟头发——特别是长发——那么软？

火焰导电吗？

影子可不可以是彩色的？

人类若同步同向走路，能否扰乱地球的自转？

为什么粉笔大多数时候掉到地上总是会摔成两半呢？

宇宙篇

为什么宇宙膨胀速度会大于光速？光速不是不可超越的吗？

根据相对论，我们的宇宙是没有一个统一的时间的，时间是相对的。那么我们常说的宇宙年龄138亿年是怎么回事？是相对于我们来说的吗？我们怎么知道一定有一条类时曲线连接我们和大爆炸？

普朗克常量是怎么得出的？

什么是反物质？它为什么会很贵？它是怎么形成的？

接收到一束光，我们是如何计算出它是从多少年以前从某个恒星上发出的呢？（最好能用公式解答）

向两个相反的方向发射激光，光线走过相同的距离所花的时间是不是不一样？我这样想是想测量地球随宇宙膨胀的速度。

引力波是电磁波还是机械波？

光子不是有质量吗，那是不是我用一个凸透镜把一束光汇聚在极小的一点上可以制造出一个黑洞？

为什么重核聚变到铁就结束了？

太阳的热量会在亿亿亿……年后散发殆尽吗？

黑洞因其强大的引力致使光都无法逃逸，那为什么黑洞还能发出X射线？难道说X射线的运动速度超过光速？

黑洞的背后是什么？它吸了那么多东西，都到哪里去了？

太阳系为啥是扁平的，有可能是立体的吗？

如何不用微积分的原理给小朋友解释地面为什么是平的而地球是圆的？

为什么月亮跟着我走？

月球能够用万有引力吸引它地面上的尘土，那么为什么它不能吸引空气分子，反而是真空呢？

为什么有时候月亮看起来是银白色的，有时候是橘黄色的呢？

月球总是正面朝向地球，那么其正面的坑是怎么形成的呢？

学习篇

什么是非牛顿流体？有什么用？

什么是虹吸现象？它的原理是什么？

如何简要证明阿基米德浮力定律？（最好不要用到高等数学）

游标卡尺的工作原理是什么？

地球轨道上，卫星中的设备是处于失重状态的，那么电机带动的转盘是不是不需要考虑其转动惯量了呢？是不是说转盘的转动惯量近似为零呢？

真空的意思到底是什么？真的是什么也没有吗？

什么是最速曲线？原理是什么？

为什么物体加速度的大小跟物体质量成反比？

不受外力的转动的物体的转动惯量改变时为什么遵循角动量守恒而不遵循机械能守恒？

同是曲线运动，为什么平抛、斜抛运动加速度不变，而匀速圆周运动就与众不同？

为什么在碰撞中完全非弹性碰撞动能损失最大？

绝对零度时，分子会停止运动吗？

为什么降低气压液体沸点会降低？

离心力可以消减重力加速度吗？

为什么玻璃棒这类物体能够引流？

胡克定律只适用于弹簧吗？

为什么水的比热容最大？

为什么分馏可以用来分离混合液体，难道液体只有在沸腾状态下才会变成气体吗？

焰色反应的根本原理是什么？

盐水可以降低溶液熔点的原因是什么？有没有升高熔点或升高/降低沸点的方法？

如何理解“晶体是空间平移对称破缺的产物”这句话？（原子位置的周期性破坏了任意平移的不变性）

为什么气体溶解度会随着温度升高而降低，随着压强增大而增大？

pH指示剂的原理是什么？

我同桌告诉我铊（Tl）一般不是正三价，但铊不是和铝（Al）属于同一族吗？

永磁材料的磁性是怎么产生的？

一块磁铁，靠近铁芯，铁芯被磁化后其周围磁场会增强，也就是说磁场能量增大了，此处增加的能量从哪里而来？

为什么切割磁感线会产生电？

安培力是洛伦兹力的宏观表现，但洛伦兹力永不做功，为什么安培力还能做功？

为什么带电导体处于静电平衡时，静电荷分布在导体表面，而且曲率半径大的地方电荷密度小？

想知道一节电池是怎么确定电动势的，或者说为什么设计好之后电池就刚好有这么大的电动势，这与哪些控制因素有关？

如果在无氧环境中利用电流热效应加热碳，碳是否会熔化？

请问两物体因接触而产生的热传导，如何用微观粒子来解释和描述？

物体表面积变大，热辐射就变大吗？

热电效应是什么？有什么应用？

光是否具有动量？

光学显微镜分辨率受到可见光波长的限制，那电子显微镜会受到物质波波长的限制吗？

为什么有些金属离子在水中有颜色而有些没有？颜色又是怎么产生的呢？

原子中电子从基态到激发态的过程是瞬间移动还是像我们跳楼梯一样有一个跳动的过程？

镜面反射时光走的路程是最短的，光怎么知道它走这条路的路程是最短的？

用逐渐减小狭缝宽度的方法能否使穿过狭缝的一束光不断地变窄？

在做电子衍射实验时，为什么要对电子进行高压加速？如果电子能静止，波长会无限大吗？

请问双缝实验是为了探究什么？

微观的自旋是怎么提出的？该如何理解？

量子力学在实际生活中有哪些应用？

致谢

物理君大冒险：“中科院物理所”趣味科普特辑

引子

家里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——自行车

饮食里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——小汽车

学校里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——公交车

电子产品里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——飞机

光学里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——高铁

天气里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——太空电梯

天文里的物理

脑洞时刻

解锁交通工具——宇宙飞船

研究所里的物理

脑洞时刻

尾声