Giải thích 16 hiện tượng vật lý

Chia sẻ: Trần Văn Nguyên | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

771
lượt xem 132
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ánh sáng đom đóm có từ đâu? Thử di nát trên đất một con đom đóm phát sáng, bạn sẽ thấy để lại trên mặt đất là một vệt dài, vẫn tiếp tục nhấp nháy, sau đó mới mờ dần rồi mất hẳn. Như vậy, ánh sáng do đom đóm phát ra là sản phẩm của một quá trình hoá học, chứ không phải là quá trình sinh học. Bởi vì, sau khi côn trùng đã chết mà ánh sáng vẫn còn, thì rõ ràng con vật chỉ làm nhiệm vụ liên tục sinh ra loại chất phát sáng mà thôi. Đom đóm có hai nhóm là đom...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giải thích 16 hiện tượng vật lý

Ánh sáng đom đóm có từ đâu? Thử di nát trên đất một con đom đóm phát sáng, bạn sẽ thấy để lại trên mặt đất là một vệt dài, vẫn tiếp tục nhấp nháy, sau đó mới mờ dần rồi mất hẳn. Như vậy, ánh sáng do đom đóm phát ra là sản phẩm của một quá trình hoá học, chứ không phải là quá trình sinh học. Bởi vì, sau khi côn trùng đã chết mà ánh sáng vẫn còn, thì rõ ràng con vật chỉ làm nhiệm vụ liên tục sinh ra loại chất phát sáng mà thôi. Đom đóm Đom đóm có hai nhóm là đom đóm bay và đom đóm bò dưới đất. Cả hai nhóm này đều có thể phát ra cùng một thứ ánh sáng lạnh đặc biệt, không toả nhiệt như ánh sáng nhân tạo. Đó là vì trong quá trình phát sáng, hầu như toàn bộ năng lượng được sinh vật chuyển thành quang năng, chứ không tiêu hao thành nhiệt như ở những nguồn sáng nhân tạo khác. Ánh sáng của đom đóm được phát ra từ một vài đốt cuối bụng. Ban ngày, các đốt này chỉ có màu trắng xám, về đêm mới phát ra ánh sáng huyền ảo qua lớp da trong suốt. Bên trong lớp da bụng là dãy các tế bào phát quang, trong cùng là lớp tế bào phản quang, có chức năng như mặt gương giúp phản chiếu ánh sáng ra ngoài. Các tế bào phát quang có chứa hai loại chất là luciferin và luciferaza. Khi tách rời nhau, chúng chỉ là những hoá chất bình thường, không có khả năng phát sáng. Nhưng khi ở cạnh nhau, men luciferaza sẽ xúc tác, thúc đẩy quá trình oxy hoá luciferin (quá trình dùng ôxy đốt cháy luciferin). Quá trình oxy hoá này tạo ra quang năng. Đom đóm chỉ có thể phát sáng lập loè mà không liên tục, bởi vì chúng tự khống chế việc cung cấp ôxy, sao cho phản ứng phát sáng thực hiện được lâu dài. (Theo Thế Giới Mới) Người nhảy dù rơi như thế nào? Nhiều người thường nghĩ rằng, khi “rơi như hòn đá” mà không mở dù, thì người sẽ bay xuống dưới với vận tốc tăng lên mãi, và thời gian của cú nhảy đường dài sẽ ngắn hơn nhiều. Song, thực tế không phải như vậy. Sức cản của không khí đã không cho vận tốc tăng mãi lên. Vận tốc của người nhảy dù chỉ tăng lên trong vòng 10 giây đầu tiên, trên quãng đường mấy trăm mét đầu tiên. Sức cản không khí tăng khi vận tốc tăng, mà lại
tăng nhanh đến nỗi chẳng mấy chốc vận tốc đã không thể tăng hơn được nữa. Chuyển động nhanh dần trở thành chuyển động đều. Tính toán cho thấy, sự rơi nhanh dần của người nhảy dù (khi không mở dù) chỉ kéo dài trong 12 giây đầu tiên hay ít hơn một chút, tùy theo trọng lượng của họ. Trong khoảng 10 giây đó, họ rơi được chừng 400-500 mét và đạt được vận tốc khoảng 50 mét/giây. Và vận tốc này duy trì cho tới khi dù được mở. Những giọt nước mưa cũng rơi tương tự như thế. Chỉ có khác là, thời kỳ rơi đầu tiên của giọt nước mưa (tức là thời kỳ vận tốc còn tăng) kéo dài chừng một phút, thậm chí ít hơn nữa. (Theo Vật lý vui) Cách phân biệt một số loại tên lửa Theo thống kê, hiện trên thế giới có gần 600 loại tên lửa có tính năng, công dụng khác nhau. Dựa trên sự khác nhau của căn cứ phóng tên lửa và vị trí mục tiêu tấn công, có thể chia tên lửa thành mấy loại sau. 1. Tên lửa không đối không: Là loại tên lửa được gắn trên máy bay tiêm kích, tiêm kích ném bom và máy bay trực thăng vũ trang, dùng để tấn công các mục tiêu bay. Người ta phân loại tên lửa theo tầm bắn gồm tên lửa ngăn chặn ở cự ly xa (100-200 km), tên lửa ngăn chặn ở cự ly trung bình (40-100 km), tên lửa đánh chặn ở cự ly gần (8-30 km), tên lửa tấn công hạng nhẹ (5-10 km)... Phương thức dẫn đường của các loại tên lửa này thường là sử dụng tia hồng ngoại, radar bán tự động, radar tự động hoàn toàn..., xác suất bắn trúng thường đạt trên 80%. 2. Tên lửa không đối đất và tên lửa không đối hạm: Là loại vũ khí trang bị cho máy bay, được trang bị trên các máy bay tác chiến hiện đại, như máy bay ném bom, máy bay tiêm kích ném bom, máy bay cường kích, máy bay trực thăng vũ trang và máy bay tuần tra chống ngầm. Loại này được dùng để tấn công các mục tiêu trên mặt đất, trên mặt biển hoặc tàu ngầm chạy dưới nước. Bộ phận đầu nổ của các loại tên lửa này đa phần sử dụng thuốc nổ thường, một số ít cũng sử dụng đầu đạn hạt nhân cỡ nhỏ, tầm bắn từ 6 đến 60 km, lớn nhất có thể đạt tới 450 km. Phương thức dẫn đường của tên lửa không đối đất khá phong phú, như: sử dụng tia hồng ngoại, tia lade, sợi quang, vô tuyến truyền hình, radar sóng milimet và ảnh hồng ngoại. 3. Tên lửa đất đối đất, tên lửa đất đối hạm, tên lửa hạm đối hạm: Tên lửa đất đối đất được phóng đi từ đất liền, dùng để tấn công các mục tiêu trên đất liền, như nơi đóng quân, đoàn xe bọc thép, sở chỉ huy mặt đất, trận địa phòng không, sân bay, kho tàng, nhất là xe tăng... Căn cứ theo tầm bắn, tên lửa được phân loại thành loại tầm xa (từ 100 km trở lên),
tầm trung (30-100 km), tầm gần (4-30 km), sử dụng nhiều phương thức dẫn hướng như bằng tia hồng ngoại, tia lade, sợi quang và radar bán tự động... Tên lửa hạm đối hạm được phân loại theo tầm bắn gồm tầm xa (200-500 km), tầm trung (40- 200 km), tầm gần (dưới 40 km). Tên lửa hạm đối hạm áp dụng hai phương thức là dẫn bằng radar tự động và radar bán tự động. Chúng thường bay với tốc độ dưới âm thanh, một số ít có tốc độ siêu âm. 4. Tên lửa đối không (bao gồm tên lửa đất đối không và tên lửa hạm đối không) có thể đánh chặn máy bay và địch tập kích, tên lửa hành trình, tên lửa không đối đất, đất đối đất trên đường bay. Tầm bắn cũng được chia thành 3 loại bao gồm: tầm xa (từ 100 km trở lên), tầm trung (30-100 km), tầm thấp, rất thấp (4-30 km). Phương thức dẫn của loại tên lửa này phần lớn là sử dụng radar bán tự động, vô tuyến điện, tia hồng ngoại và tia lade... Nhìn chung, tên lửa loại nào có ưu điểm của loại đó, phát huy được bản lĩnh riêng trên các chiến trường khác nhau. (Theo sách 10 vạn câu hỏi vì sao Viên đạn và tiếng nổ, cái gì chạy nhanh hơn? Tốc độ viên đạn khi đi ra khỏi nòng súng là 900 mét/giây, âm thanh ở nhiệt độ bình thường có tốc độ truyền đi là 340 mét /giây. Viên đạn bay nhanh gấp 2 lần âm thanh, vì vậy, phải chăng là viên đạn bay nhanh hơn? Không hẳn như thế. Bởi vì trong quá trình bay viên đạn không ngừng ma sát với không khí, tốc độ của nó ngày càng chậm, còn tốc độ của âm thanh trong không khí trên một đoạn đường không quá dài thì thay đổi rất ít. Như vậy, muốn biết cái Đường bay của viên đạn siêu thanh. gì chạy nhanh hơn, ta hãy xem cuộc chạy đua giữa chúng. Ở giai đoạn thứ nhất, 600 mét sau khi viên đạn rời khỏi nòng súng, tốc độ bay trung bình của đạn là khoảng 450 mét/giây. Viên đạn bay nhanh hơn âm thanh nhiều, luôn luôn đi trước. Ở khoảng cách này, nếu nghe thấy tiếng súng thì viên đạn đã bay qua bạn từ lâu về phía trước rồi. Giai đoạn thứ hai, trong khoảng từ 600 đến 900 mét, sức cản của không khí đã làm cho tốc độ của viên đạn giảm đi rất nhiều, âm thanh dần đuổi kịp nó, hai bên hầu như kề vai nhau chạy tới đích 900 mét. Giai đoạn thứ ba, từ 900 mét trở đi, viên đạn càng bay càng chậm, âm thanh sẽ vượt nó. Đến chỗ 1.200 mét thì viên đạn đã mệt tới mức sức cùng lực kiệt, không thể bay nổi nữa, âm
thanh sẽ chạy xa lên phía trước. Lúc này, nếu bạn nghe thấy tiếng súng và tiếng vèo vèo thì viên đạn còn chưa tới trước mặt bạn. Kết quả cuộc thi là viên đạn chỉ giành chức quán quân trong phạm vi 900 mét đầu tiên mà thôi. (Theo 10 vạn câu hỏi vì sao Bức tranh kỳ lạ dưới ánh chớp Thử hình dung bạn đứng giữa cơn dông trong một thành phố cổ. Dưới ánh chớp bạn sẽ thấy một quang cảnh kì dị. Phố đang nhộn nhịp dường như hóa đá trong khoảnh khắc: những con ngựa giữ ở tư thế đang kéo xe, chân giơ lên trong không khí; các cỗ xe cũng đứng im, trông thấy rõ từng chiếc nan hoa... Sở dĩ có sự bất động biểu kiến đó là vì tia chớp, cũng như mọi tia lửa điện, tồn tại trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn ngủi - ngắn đến nỗi không thể đo được bằng những phương tiện thông thường. Nhưng nhờ những phương pháp gián tiếp, người ta đã biết được tia chớp tồn tại từ 0,001 đến 0,2 giây (tia chớp giữa các đám mây thì kéo dài hơn, tới 1,5 giây). Trong những khoảng thời gian ngắn như thế thì chẳng có gì di chuyển một cách rõ rệt đối với mắt chúng ta cả. Mỗi nan hoa của bánh xe ở cỗ xe chạy nhanh chỉ kịp chuyển đi được một phần rất nhỏ của milimét, và đối với mắt thì điều đó cũng chẳng khác gì bất động hoàn toàn. Ấn tượng càng được tăng cường hơn nữa vì rằng ảnh được lưu lại trong mắt còn lâu hơn thời gian tồn tại của tia chớp. (Theo Vật lý vui) Cái túi của động vật có túi nằm ở đâu? Chắc bạn sẽ không ngần ngại mà trả lời rằng, nó nằm ở bụng, phía trước của con vật. Nhưng bạn chớ vội vàng, có những loài lại thích mở túi ở đằng… lưng cơ đấy. Tất nhiên chúng có nguyên do của mình. Động vật có túi là một nhóm động vật có vú bậc thấp, gồm chuột túi, gấu túi, chồn túi, chó sói túi… Đặc điểm lớn nhất của chúng là ở phần bụng thường có một cái túi nuôi con. Trong chiếc túi này có đầu vú, giúp đứa con tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, cho đến khi có thể ra ngoài an toàn.
Tuy nhiên, điều kỳ lạ là có những con mở túi về phía trước (như kanguru), trong khi có loài lại mở về phía sau lưng (như chuột túi - loài vật có bề ngoài giống chuột, sống trong các hang dưới đất). Miệng túi nuôi con của kanguru mở về phía trước. Điều này có liên quan mật thiết đến phương thức sinh sống của chúng. Bởi vì chi trước của kanguru nhỏ, ngắn, không phát triển. Đa số thời gian chúng dùng hai chi sau để đứng, đi lại, giúp cho cơ thể ở tư thế đứng thẳng. Nếu miệng túi nuôi con của chúng mà mở về phía sau, thì đứa con nhỏ rất dễ bị rơi từ trong túi ra. Chuột túi thì ngược lại. Vì là loài sống trong hang, sở trường là đào khoét đất, nêu nếu miệng túi của chúng cũng mở về phía trước giống như kanguru, thì khi đào đất đục hang rất dễ làm cho đất cát rơi vào trong túi nuôi con. Túi mở về phía sau có thể tránh được rắc rối này. Ngoài ra, tứ chi của chuột túi rất ngắn, khi chạy nhanh, móng chân làm cho lá và cành cây khô trên mặt đất bay tung lên. Miệng túi mở về phía sau thì những thứ bẩn bay lung tung khó có thể rơi được vào trong túi, giúp chúng giữ sạch sẽ cho những đứa con. Vì sao bốn mùa trong năm không dài như nhau? Mỗi mùa trong năm không phải tròn trịa bằng số ngày một năm chia cho 4, mà được căn theo thời tiết phục vụ nhà nông. Vì thế, nó chẳng liên quan gì đến phép chia đều. Mùa xuân bắt đầu từ ngày Xuân phân (23/1) đến Hạ chí (21/6) tức là khoảng 92 ngày 19 giờ. Mùa hè bắt đầu từ Hạ chí đến Thu phân (23/9) dài khoảng 93 ngày 15 giờ. Mùa thu kéo dài từ Thu phân tới Đông chí (22/12) dài khoảng 89 ngày 19 giờ. Mùa đông từ Đông chí tới Xuân phân chỉ dài có 89 ngày. Như vậy mùa hè dài hơn mùa đông những 4 ngày 15 tiếng. Vấn đề ngắn dài này hoàn toàn liên quan đến khoảng cách giữa trái đất với mặt trời ở mỗi thời điểm xa hay gần. Ta biết rằng trái đất quay xung quanh mặt trời theo quỹ đạo hình bầu dục, mà mặt trời không phải là Hình mô phỏng chuyển động của trái tâm điểm của hình bầu dục đó, mà chỉ là một tiêu đất trong một năm quanh mặt trời. điểm trong hình bầu dục thôi. Như vậy, khi trái đất quay trên quỹ đạo, sẽ có lúc nó gần mặt trời hơn, có lúc cách xa hơn. Mùa hạ, khi trái đất ở xa mặt trời nhất, sức hút của mặt trời đối với nó là yếu nhất, do đó trái đất quay chậm nhất, và thời gian của mùa hè dài nhất trong một năm. Ngược lại, mùa đông, khi trái đất ở gần mặt trời nhất, sức hút của mặt trời tác động lên nó mạnh nhất, do đó trái đất quay nhanh hơn lúc nào hết, và đó là mùa ngắn nhất trong năm. Tương tự như vậy có thể xét cho mùa xuân và mùa thu, là hai mùa trung gian. Tại sao chuột thích gặm vật cứng?
Thực ra chuột không thích ăn vật cứng. Chỉ cần bạn kiểm tra kỹ những chiếc tủ hoặc những đồ vật nặng khác bị chuột gặm hỏng, sẽ thấy ở gần đó cả một đống vụn nát. Vậy tại sao chúng lại gặm đồ cứng nhỉ? Hoạt động này chủ yếu liên quan đến răng cửa của chuột. Răng của động vật nói chung mọc đến thời kỳ nhất định thì dừng lại, nhưng ở chuột lại không như vậy. Hàm trên và hàm dưới của nó có một đôi răng cửa có thể mọc dài ra liên tục, một tuần có thể dài ra mấy milimét. Bạn có thể tưởng tượng là nếu răng cứ mọc dài ra liên tục như vậy, thì chẳng phải là đẩy môi của chúng há ra, không thể khép lại được sao? Trên thực tế không thể xảy ra tình huống này. Chuột phải dùng răng mài vào vật cứng để nó cùn đi. Và câu hỏi ở đây phải là, tại sao răng chuột lại mọc dài không ngừng như vậy? Chúng ta biết rằng vật chất tạo thành chủ yếu của răng là chất xỉ cứng, phần giữa chất xỉ của mỗi răng có một khoang rỗng, gọi là khoang tuỷ răng. Khi động vật còn bé, phần dưới của khoang tuỷ răng này mở, mạch máu và thần kinh có thể thông nhau, cung cấp dinh dưỡng, làm cho tế bào trong khoang tuỷ răng không ngừng tiết ra chất xỉ, thúc đẩy răng dần dần phát triển. Cuối cùng răng phá vỡ niêm mạc lợi, lộ ra bên ngoài. Nói chung răng của các động vật khác sau khi mọc xong, phần dưới của khoang tuỷ khép kín lại, tế bào chất xỉ không lấy được dinh dưỡng thì cũng ngừng mọc. Còn các động vật như chuột và thỏ, do khoang tuỷ răng không khép kín, nên răng cửa sẽ mọc ra liên tục. (Theo 10 vạn câu hỏi vì sao Vò đất sét làm mát nước như thế nào? Loại vò làm bằng đất sét không nung có khả năng làm cho nước ở bên trong trở nên mát hơn. Loại vò này rất thông dụng ở các nước Trung Á và có nhiều tên gọi: ở Tây Ban Nha gọi là "Alicaratxa", ở Ai Cập gọi là "Gâula"... Bí mật về tác dụng làm lạnh của những vò này rất đơn giản: nước đựng trong vò thấm qua thành đất sét ra ngoài và từ từ bốc hơi, khi bốc hơi nó sẽ lấy một phần nhiệt từ vò và từ nước đựng trong vò. Tuy nhiên, tác dụng làm lạnh ở đây không lớn lắm. Nó phụ thuộc rất nhiều điều kiện. Không khí càng nóng, nước thấm ra ngoài bình bốc hơi càng nhanh, càng nhiều, làm cho nước ở trong vò càng lạnh đi. Sự lạnh đi còn phụ thuộc vào độ ẩm của không khí xung quanh: nếu không khí có nhiều hơi ẩm thì quá trình bốc hơi xảy ra rất chậm và nước lạnh đi không nhiều lắm. Ngược lại, trong không khí khô ráo thì sự bay hơi xảy ra rất nhanh, khiến cho nước lạnh đi rõ rệt. Gió càng thổi nhanh, quá trình bay hơi càng mạnh và do đó tăng cường tác dụng làm lạnh
(tác dụng của gió cũng có thể thấy khi ta mặc áo ướt trong những ngày nóng bức. Khi có gió, ta sẽ thấy mát mẻ, dễ chịu). Sự giảm nhiệt độ trong các vò ướp mát thường không quá 5 độ C. Trong những ngày nóng bức ở Trung Á, khi nhiệt kế chỉ 33 độ C thì nước ở trong vò thường chỉ 28 độ C. Như vậy, tác dụng làm lạnh của loại vò này chẳng có lợi là bao. Nhưng loại vò này giữ nước lạnh rất tốt và người ta dùng chúng chủ yếu là nhằm vào mục đích đó. Chúng ta có thể thử tính xem nước trong vò "alicaratxa" lạnh đến mức độ nào. Thí dụ, ta có một vò đựng được 5 lít nước. Giả sử rằng nước ở trong vò đã bay hơi mất 1/10 lít. Trong những ngày nóng 33 độ C, muốn làm bay hơi 1 lít nước (1kg) phải mất chừng 580 calo, nước ở trong vò đã bay hơi mất 1/10kg thành ra cần phải có 58 calo. Nếu như toàn bộ 58 calo này là do nước trong vò cung cấp thì nhiệt độ nước ở trong vò sẽ giảm đi 58/5, tức là xấp xỉ 12 độ. Nhưng đa số nhiệt cần thiết cho sự bay hơi lại được lấy từ thành vò; mặt khác, nước ở trong vò vừa đồng thời lạnh đi lại vừa bị không khí nóng tiếp giáp với thành vò làm nóng lên. Do đó, nước ở trong vò chỉ lạnh đi chừng nửa con số tìm được ở trên mà thôi. Khó mà nói được, ở đâu vò lạnh đi nhiều hơn - để ra ngoài hay trong bóng mát. Ở ngoài nắng thì nước bay hơi nhanh hơn, nhưng đồng thời nhiệt đi vào trong vò cũng nhiều hơn. Nhưng chắc chắn nhất là để vò ở trong bóng râm, hơi có gió. (Theo Vật lý vui) Băng trên mái nhà hình thành như thế nào? Đã bao giờ bạn tự hỏi, những cột nước đá buông thõng từ mái nhà xuống hình thành trong giai đoạn băng tan hay băng giá. Nếu trong ngày băng tan, thì chẳng lẽ nước có thể đóng băng ở nhiệt độ trên số không? Còn nếu trong ngày băng giá, thì lấy đâu ra nước trên mái nhà? Vấn đề không đơn giản như chúng ta tưởng. Muốn hình thành những cột băng thì trong cùng một lúc phải có hai nhiệt độ: nhiệt độ để làm tan băng - trên số không, và nhiệt độ để làm đóng băng - dưới số không. Góc mặt trời tới nóc nhà lớn hơn góc tới trên Trong thực tế đúng như vậy: Tuyết trên mái nhà mặt đất, nên đốt nóng tuyết ở đây, làm tuyết dốc tan ra vì ánh mặt trời sưởi nóng nó tới nhiệt độ trên số không, nhưng khi chảy đến rìa mái tan. gianh thì nó đông lại, vì nhiệt độ ở đây dưới số không. Bạn hãy hình dung một cảnh thế này. Vào một ngày quang mây, trời băng giá vẫn là 1-2 độ dưới không. Mặt trời tỏa ánh sáng, song những tia nắng xiên ấy không sưởi ấm trái đất đủ
làm cho tuyết có thể tan. Nhưng trên mái dốc hướng về phía mặt trời, tia nắng chiếu xuống không xiên như trên mặt đất, mà dựng dứng hơn, nghiêng một góc gần với góc vuông hơn. Mà ta biết rằng góc hợp bởi tia sáng và mặt phẳng nó chiếu tới càng lớn thì tia sáng càng mạnh và sưởi nóng nhiều hơn (tác dụng của tia sáng tỷ lệ với sin của góc đó, như trường hợp hình trên, tuyết trên nóc nhà nhận được nhiệt nhiều gấp 2,5 lần so với tuyết trên mặt đất nằm ngang, bởi vì sin 60 độ lớn gấp 2,5 lần sin 20 độ). Đó là lý do tại sao mặt dốc của nóc nhà được sưởi nóng mạnh hơn và tuyết ở trên đó có thể tan ra. Nước tuyết vừa tan chảy thành từng giọt, từng giọt xuống rìa mái gianh. Nhưng ở bên dưới rìa mái gianh, nhiệt độ thấp hơn số không và giọt nước (do còn bị bốc hơi nữa) nên đóng băng lại. Tiếp đó, giọt nước tuyết thứ hai chảy đến cũng đông lại… cứ thế tiếp tục mãi, dần dần hình thành một mỏm băng nho nhỏ. Rồi một lần khác, thời tiết cũng tương tự như thế, và những mỏm băng này được dài thêm ra, cuối cùng trở thành những cột băng giống như những thạch nhũ đá vôi trong các hang động vậy. Nói chung trên các căn nhà không được sưởi ấm, các cột băng cũng hình thành tương tự như trên. (Theo Vật lý vui Có thể đun nước sôi bằng nước sôi không? Đặt một chai thủy tinh nhỏ đựng nước vào trong một xoong nước nguyên chất đang đun trên ngọn lửa, sao cho chai không chạm tới đáy xoong (bằng cách treo chai vào một cái vòng sắt). Khi nước ở trong xoong sôi, nước ở trong lọ dù có nóng lên nhưng cũng không thể sôi được. Vì sao vậy? Muốn đun sôi nước mà chỉ đun nóng tới 100 độ C thôi thì chưa đủ, mà còn phải truyền cho nó một phần rất lớn nhiệt lượng dự trữ nữa, để chuyển sang trạng thái kết tập khác, tức là chuyển thành hơi nước. Nước nguyên chất sôi ở 100 độ C. Trong điều kiện thường, dù có đun nóng nó thế nào đi nữa, nhiệt độ của nó vẫn không thể nào tăng hơn lên được. Như thế có nghĩa là, nguồn nhiệt mà ta dùng để đun nóng nước trong lọ có nhiệt độ 100 độ C, và nó cũng chỉ có thể làm cho nước trong lọ đạt tới 100 độ C mà thôi. Khi nhiệt độ hai bên đã cân bằng như thế rồi, thì nước trong xoong không thể tiếp tục truyền nhiệt vào lọ được nữa. Do đó, nếu đun nước ở trong lọ theo phương pháp này, ta không thể nào làm cho nó có thêm nhiệt lượng cần thiết để chuyển nước thành hơi (mỗi một gam nước đã nóng tới 100 độ C còn cần trên 500 calo nữa mới có thể chuyển thành hơi). Đó là lý do tại sao nước ở trong lọ dù có đun nóng đến thế nào đi nữa cũng không sôi lên được. Có thể nảy ra thắc mắc: nước ở trong lọ và nước ở trong xoong có gì khác nhau? Ở trong lọ cũng là nước, chỉ có cách nước ở xoong bằng một lớp thủy tinh, tại sao nước trong lọ lại không thể sôi lên như nước ở xoong được?
Đó là vì có lớp thủy tinh ngăn không cho nước ở trong lọ tham dự vào quá trình đối lưu trong xoong. Mỗi phần tử nước ở xoong đều có thể trực tiếp tiếp xúc với đáy nồi nóng bỏng, còn nước trong lọ thì chỉ có thể tiếp xúc với nước sôi mà thôi. Do đó, không thể nào đun nước sôi bằng nước sôi được. Nhưng nếu ta rắc một nhúm muối vào trong xoong thì tình hình sẽ khác hẳn. Nước muối sôi không phải ở 100 độ C mà ở nhiệt độ cao hơn chút ít, do đó có thể làm cho nước nguyên chất ở trong lọ cũng sôi lên. (Theo Vật lý v Khi nhai kẹo giòn, ta nghe thấy những tiếng động inh ỏi trong tai, trong khi những người ngồi bên cạnh cũng đang nhai thứ kẹo ấy mà lại chẳng phát ra âm thanh gì rõ rệt. Họ đã dùng mẹo gì để tránh được thứ âm thanh lốp cốp vô duyên đó? Nguyên do là, những tiếng động ầm ầm ấy chỉ có tai mình mới nghe thấy thôi, còn những người ngồi cạnh không nghe thấy được. Xương sọ của chúng ta cũng giống như hết thảy những vật rắn đàn hồi khác, truyền âm rất tốt. Những tiếng vỡ giòn tan của kẹo khi truyền qua không khí đến tai thì chỉ còn là những tiếng động nhẹ. Nhưng cũng tiếng vỡ ấy, nếu truyền đến thần kinh thính giác qua những xương cứng ở sọ, thì sẽ biến thành tiếng động ầm ầm. Và đây là một thí nghiệm cùng tính chất như vậy: bạn hãy ngậm một chiếc đồng hồ quả quýt vào giữa hai hàm răng, rồi lấy ngón tay bịt chặt hai lỗ tai, bạn sẽ nghe thấy những tiếng động rất mạnh - tiếng tích tắc của đồng hồ đã được tăng cường lên như thế đấy. Beethoven, nhạc sĩ thiên tài người Đức, sau khi bị điếc đã dùng một cái gậy để nghe trong lúc chơi dương cầm: ông chống một đầu gậy vào dương cầm, còn một đầu kia thì lấy răng cắn lấy. Có rất nhiều người điếc nhưng thính giác bên trong còn hoàn chỉnh, tới mức họ vẫn có thể nhảy theo điệu nhạc. Đó là nhờ âm truyền tới thần kinh thính giác qua sàn nhà và xương. Cái bình đánh lừa người Vào thế kỷ 17-18, một số nhà quý tộc đã dùng một đồ chơi để mua vui. Họ chế ra một cái cốc (bình) có quai, mà phần trên có những lỗ rỗng. Đưa cốc rượu ấy cho một người chưa biết đặc điểm của cốc thì có thể sẽ được một trận cười nôn ruột. Làm thế nào mà uống được rượu trong cốc bây giờ? Nghiêng cốc đi ư? Không thể được bởi vì rượu sẽ chảy hết ra ngoài qua các chỗ xẻ, chứ chẳng vào miệng được lấy một giọt. Trường hợp ấy quả giống như trong một câu thơ: Chiếc bình có những lỗ rỗng bên trên.
"Tôi đã từng uống mật ong Nhưng chỉ làm râu ướt sũng" Nhưng, người nào biết được bí mật của cái bình ấy thì chỉ cần lấy ngón tay bịt kín lỗ B, rồi ngậm miệng vào vòi của bình và hút mạnh là vẫn tu được rượu, chẳng cần phải nghiêng bình đi. Thì ra rượu qua lỗ E, luồn theo một cái rãnh ở trong quai bình, rồi luồn theo cả phần kéo dài C của cái rãnh này (phần này còn thông ngầm ở trong miệng bình) mà tới vòi của bình… Mãi gần đây các thợ đồ gốm nước Nga vẫn còn chế ra những chiếc cốc kiểu như thế. Có những chiếc bình có quai mà bí mật cấu tạo được che kín rất khéo, ở ngoài bình ghi một hàng chữ: “Mời uống, nhưng chớ dội khắp mình”. (Theo Vật lý vui Âm thanh trong phích nước từ đâu ra? Ghé sát tai vào phích nước rỗng, bạn sẽ thấy âm thanh o o như tiếng gió lùa. Phích kín như vậy thì gió ở đâu ra nhỉ. Thực tế, đây chỉ là hiện tượng cộng hưởng âm thanh bình thường, xảy ra với tất cả các dụng cụ chứa mà thôi. Trước hết, ta hãy tìm hiểu về hiện tượng cộng hưởng âm: Sóng âm là sự thay đổi mật độ lúc loãng lúc đặc của không khí, được truyền đi từ nguồn âm tới mọi hướng với tốc độ nhất định. Số lần biến đổi loãng - đặc trong một giây gọi là tần số. Khoảng cách giữa hai phần đặc hoặc hai phần loãng kề nhau gọi là bước sóng. Tần số của âm thanh càng cao, hoặc là bước sóng càng ngắn thì âm điệu nghe được càng cao. Nói chung, âm thanh là do vật dao dộng gây ra. Ví như khi đánh trống, do mặt trống dao động lên xuống nên phát ra âm thanh trong không khí. Những vật thể khác nhau khi dao động sẽ phát ra những âm thanh không cùng tần số. Nếu có hai vật thể phát ra âm thanh có tần số giống nhau và nằm ở gần nhau, thì khi để cho một vật phát âm, vật kia cũng có thể phát âm theo. Hiện tượng này gọi là cộng hưởng. Điều thú vị là hầu như không khí (hay cột không khí) trong bất kỳ dụng cụ chứa nào cũng đều có thể cộng hưởng với các vật phát âm. Đưa một vật phát âm tới gần miệng một dụng cụ chứa, nếu tần số hoặc bước sóng của nguồn âm phù hợp với tần số hoặc bước sóng riêng của cột không khí, thì cột không khí sẽ cộng hưởng liền (tức là nó dao động) và làm âm thanh lớn lên rất nhiều. Theo các nhà nghiên cứu, chỉ cần bước sóng bằng 4 lần, hoặc 3/4, 4/5… độ dài cột không khí, thì sau khi truyền vào dụng cụ chứa, nó sẽ gây ra cộng hưởng. Chiều cao bên trong của phích thường khoảng 30 cm. Từ đó có thể tính được rằng, khi những âm thanh có bước sóng là 120 cm, hoặc 40 cm, 24 cm… truyền vào phích thì đều có thể gây ra cộng hưởng. Xung quanh chúng ta có đủ mọi loại âm thanh to nhỏ. Chúng có thể đồng thời cộng hưởng với cột không khí trong phích, tạo thành tiếng o o mà khi ghé tai vào ta sẽ nghe thấy. Do cột
không khí ngắn, nên bước sóng của những âm thanh được cộng hưởng cũng ngắn. Vì vậy, những âm o o phát ra từ một chai nhỏ sẽ nhọn sắc hơn từ chiếc phích phát ra. Nếu bình chứa có chỗ hư hỏng khiến cho cột không khí không hoàn chỉnh thì âm thanh cộng hưởng cũng bị thay đổi. Chính vì thế mà người ta thường thông qua việc nghe các tiếng o o để kiểm tra xem phích đựng nước có bị hỏng hay không. (theo 10 vạn câu hỏi vì sao Sức mạnh kỳ lạ trong quả cầu Magdeburg Ngày 8/5/1654, người dân thành phố Regensburg, nhà vua và các quý tộc Đức, đã được mục kích một sự việc kỳ lạ: 16 con ngựa, chia làm hai nhóm, ra sức kéo bật hai bán cầu bằng đồng gắn chặt với nhau về hai phía. Nhưng, hai bán cầu vẫn trơ ra! Bằng thí nghiệm này, thị trưởng thành phố, ông Otto von Guericke, đã chứng minh rằng không khí hoàn toàn không phải là “không có gì cả” như mọi người vẫn nghĩ, rằng nó có trọng lượng và nén với một lực rất lớn trên tất cả mọi Bán cầu Magdeburg. vật trên trái đất. Và đây là trích dịch một đoạn về thí nghiệm này của Guericke: “Thí nghiệm chứng minh rằng áp suất của không khí gắn hai bán cầu vào với nhau chắc đến nỗi 16 con ngựa cũng không tách nổi chúng ra”. “Tôi đặt làm hai bán cầu bằng đồng đường kính là ba phần tư khửu Magdeburg (khoảng 40 cm). Nhưng thực tế đường kính chỉ bằng khoảng 37 cm, bởi vì người thợ thường không thể làm thật đúng như yêu cầu. Hai bán cầu hoàn toàn ăn khít với nhau. Ở một bán cầu có lắp một vòi hơi, qua vòi này người ta có thể hút hết không khí ở trong ra, và không cho không khí ở ngoài lọt vào. Ngoài ra trên hai bán cầu còn có 4 cái vòng, dùng làm chỗ luồn thừng buộc nối với yên của ngựa. Tôi lại sai hai người khâu một cái vòng da; rồi đem ngâm vòng da vào trong hỗn hợp sáp với dầu thông. Sau khi đã kẹp vòng da này vào giữa hai bán cầu thì không khí không thể lọt vào trong được nữa. Nối vòi hơi với một bơm để rút hết không khí trong quả cầu ra. Lúc ấy, người ta đã thấy, qua vòng da, hai bán cầu ép chặt vào nhau mạnh đến mức nào. Áp suất của không khí bên ngoài siết chặt chúng chắc đến nỗi, 16 con ngựa kéo cật lực cũng không tách nổi chúng ra được, hoặc nếu được thì cũng rất tốn sức lực. Khi ngựa kéo được hai bán cầu ra thì còn thấy chúng phát ra tiếng nổ như súng vậy. Nhưng chỉ cần vặn vòi hơi để cho không khí tự do đi vào là lập tức có thể lấy tay tách hai bán cầu ấy ra được dễ dàng”. Một vài phép tính đơn giản cũng có thể làm chúng ta hiểu rõ, tại sao lại phải dùng một lực lớn đến thế để tách hai bán cầu ra.
Không khí nén xấp xỉ 10 N trên mỗi centimét vuông. Diện tích của vòng tròn có đường kính 37 cm là khoảng 1.060 centimét vuông (ở đây ta tính diện tích của vòng tròn chứ không phải bề mặt của bán cầu, bởi vì áp suất khí quyển chỉ có độ lớn như đã nói khi tác dụng vuông góc với một bề mặt, còn khi tác dụng vào những bề mặt nằm nghiêng thì áp suất đó nhỏ hơn. Trong trường hợp này ta phải lấy hình chiếu thẳng góc của mặt cầu lên mặt phẳng, nghĩa là lấy diện tích của vòng tròn lớn). Như thế nghĩa là lực ép của khí quyển trên mỗi bán cầu phải hơn 10.000 N. Vậy mỗi nhóm 8 con ngựa phải kéo với một lực bằng 10.000 N mới thắng nổi áp suất của không khí bên ngoài. Nhìn qua thì tưởng chừng con số đó không lấy gì làm quá nặng so với tám con ngựa (mỗi bên). Nhưng bạn chớ quên rằng, khi phải kéo một tấn hàng hóa, ngựa bỏ ra một lực nhỏ hơn 10.000N rất nhiều, tức là nó chỉ phải thắng các lực ma sát giữa bánh xe với trục, và giữa bánh xe với đường nhựa mà thôi. Mà lực ma sát này, trên đường nhựa, bằng khoảng 500 N (ở đây chúng ta cũng bỏ qua hiện tượng là khi tám con ngựa cùng kéo một vật nặng thì chúng bị mất đi 50% lực kéo). Do đó lực kéo 10.000 N của ngựa có thể kéo được một xe hàng 20 tấn. Và như vậy, khi kéo bán cầu ra, tám con ngựa ấy đúng là đã phải kéo một vật tương đương với một đầu máy xe lửa cỡ nhỏ không ở trên đường ray vậy! Người ta đã đo được là một con tuấn mã kéo xe với một lực cả thảy là 800N. Cho nên muốn kéo lật được các bán cầu Magdeburg ra (trong trường hợp lực kéo của các con ngựa bằng nhau) thì mỗi bên phải dùng 10.000/800 = 13 con ngựa. Chắc hẳn bạn đọc sẽ vô cùng kinh ngạc nếu biết rằng một số khớp xương trong cơ thể chúng ta sở dĩ không rời nhau ra, cũng là do một nguyên nhân như ở các bán cầu Magdeburg. Áp suất khí quyển đã siết chặt các xương lại với nhau, bởi vì khoảng trống giữa khớp xương không có không khí. (Theo Vật lý vui Vì sao dầu và nước không thể hòa tan? Nhỏ mấy giọt dầu vào nước trong, bạn sẽ thấy chúng lập tức loang ra thành một màng mỏng nổi trên mặt nước. Cho dù bạn có khuấy nước mạnh đến đâu, chúng cũng không thể hoà tan làm một. Vì sao vậy? Chúng ta đã biết nước suối có thể nhô cao hơn miệng cốc mà không tràn ra ngoài là vì sức căng bề mặt kéo chặt các phần tử trên mặt chất lỏng lại. Sức căng bề mặt của các loại chất lỏng không giống nhau: của dầu nhỏ hơn của nước. Khi dầu rơi vào mặt nước, nước co lại hết mức nên đã kéo dầu dãn ra thành một màng mỏng nổi bên trên.
Hơn nữa, tỷ trọng dầu lại nhỏ hơn nước rất nhiều, nên dù có dùng sức khuấy thế nào, thì màng dầu vẫn nổi trên mặt nước và không hoà tan được. Những chú chim thường xuyên phải nhào ngụp xuống nước để bắt cá cũng dựa vào đặc tính của dầu để bảo vệ mình. Bộ lông vũ trên cơ thể chúng thường xuyên được "tráng" một lớp dầu mỡ đặc biệt tiết ra từ các lỗ chân lông. Nếu không có lớp dầu đó bảo vệ, lông vũ sẽ bị ướt và khi đó chim sẽ chết chìm ngay. Có thể thấy vào lúc trời mưa, những con vịt hăng hái chạy đi chạy lại mà lông không hề bị ướt, còn các chú gà do trên lông không có lớp dầu che phủ, nên bị nước mưa thấm ướt và trở thành gà "rù". (Theo 10 vạn câu hỏi vì sao Không dễ gì vẽ tranh trước gương Trước mặt một tấm gương phẳng là một tờ giấy. Đề nghị bạn vẽ một hình bất kỳ lên tờ giấy này, thí dụ hình chữ nhật với các đường chéo. Nhớ rằng khi vẽ, bạn không được nhìn vào tay mà phải theo sự chuyển động của tay phản chiếu trong gương. Bạn sẽ thấy cái việc tưởng như quá dễ ấy hầu như không thực hiện được. Trước nay, thị giác của chúng ta phù hợp với cảm giác về động tác, nhưng bây giờ gương đã phá hoại sự phù hợp ấy, bởi vì nó bày ra trước mắt chúng ta sự chuyển động đã bị méo mó của tay. Thói quen bao nhiêu năm nay chống đối lại mỗi cử động của bạn: bạn muốn vẽ một đường thẳng về bên phải, nhưng tay lại kéo về bên trái... Bạn sẽ còn ngạc nhiên hơn nữa nếu bạn vẽ ở trước gương không phải là một hình đơn giản, mà là một hình phức tạp, hoặc viết một gì đó với điều kiện chỉ được nhìn vào các dòng ở trong gương: bạn sẽ được một mớ rối beng rất buồn cười. Những chữ viết thấm trên giấy cũng là những hình đối xứng ở trong gương. Bạn hãy nhìn những chữ trên giấy thấm và thử đọc chúng. Đảm bảo rằng bạn sẽ không truy ra nổi một chữ, ngay cả chữ rõ ràng nhất: các chữ nghiêng về bên trái một cách khác thường, và quan trọng hơn, thứ tự các nét không sắp xếp như chúng ta vẫn thường làm. Nhưng nếu bạn dựng đứng một tấm gương ở trước tờ giấy thấm, thì bạn sẽ thấy rằng tất cả những chữ cái ở trong gương hoàn toàn giống những chữ cái bạn quen đọc. Gương đã phản chiếu một cách đối xứng những nét chữ mà bản thân chúng là hình đối xứng của chữ viết thường. (Theo Vật lý vui (Theo 10 vạn câu hỏi vì sao Tại sao khi quạt lại thấy mát?
Khi phe phẩy quạt, chúng ta đã xua đuổi lớp không khí nóng ở mặt đi và thay thế nó bằng lớp không khí lạnh. Tới lúc lớp khí mới này nóng lên thì nó lại được thay thế bằng một lớp không khí chưa nóng khác... Chính vì thế, ta luôn cảm thấy dễ chịu. Thực tế, sau khi lớp không khí trực tiếp dính sát vào mặt ta nóng lên thì nó trở thành cái chụp không khí vô hình úp vào mặt chúng ta, "ủ nóng" mặt chúng ta, nghĩa là làm trì hoãn sự tiếp tục mất nhiệt ở đó. Nếu lớp không khí này không lưu động thì nó chỉ bị không khí lạnh ở xung quanh (và nặng hơn) đẩy lên trên một cách hết sức chậm chạp. Nhưng khi chúng ta lấy quạt xua "cái chụp" ấy đi thì mặt chúng ta sẽ luôn tiếp xúc với những lớp không khí mới chưa nóng lên, và truyền nhiệt sang các lớp không khí ấy. Từ đó, thân thể chúng ta lạnh đi và cảm thấy mát mẻ dễ chịu. Điều đó cũng có nghĩa là, trong một căn phòng có đông người, việc phe phẩy quạt giúp ta cảm thấy mát mẻ, bằng cách lấy đi không khí lạnh xung quanh những người khác, và đẩy không khí nóng về phía họ. (Theo Vật lý vui (Theo 10 vạn câu hỏi vì sao Con đường... tự kéo xe chạy Ông A.A. Rotnuc (người Nga) từng đưa ra một đồ án vui về “Đường xe lửa ngầm thẳng hoàn toàn nối liền St. Peterburg và Maxcơva”. Một đường ngầm như thế, giá có thể đào được, thì chắc chắn sẽ có một đặc tính khác thường: Bất kỳ chiếc xe nào chui vào con đường ấy cũng đều tự chuyển động được. Kỳ thực, tất cả các con đường trên trái đất đều bám theo độ cong của bề mặt địa cầu, nên đều là những cung cong. Còn đường ngầm vạch ra trong đồ án này thì chạy theo một đường thẳng, tức là theo dây cung (hình vẽ). Trong đường hầm này, xe sẽ tự động chạy (khi bỏ qua sức cản Đến đây, ta hãy nhớ lại cái giếng ngầm đào xuyên qua không khí). tâm quả đất. Bất cứ ai khi rơi vào đó, dưới tác dụng sức hút trái đất (và nếu bỏ qua sức cản không khí), sẽ bay đi bay về giữa hai đầu giếng mãi không thôi. Con đường ngầm St. Peterburg - Matxcơva chẳng qua cũng là một cái giếng như thế, có điều là nó được đào theo dây cung chứ không phải là theo đường kính.
Trong cái giếng xiên như thế, mọi vật đều bị trọng lực làm cho chuyển động tiến lên và lùi lại, ngày càng tiến dần về phía đáy con đường. Nếu đặt đường ray trong đường ngầm thì toa tàu sẽ tự nó chuyển động trên đó, nói cách khác, trọng lượng sẽ thay thế sức kéo của đầu máy. Đầu tiên, đoàn tàu chạy rất chậm. Càng ngày, vận tốc của nó càng tăng lên, không bao lâu sẽ đạt tới một độ lớn phi thường, đến nỗi không khí trong đường ngầm cũng trở thành một môi trường cản trở khá rõ rệt đối với chuyển động của đoàn tàu. Nhưng, ta hãy gạt bỏ sức cản phiền toái này. Khi chạy đến giữa đường ngầm, đoàn tàu sẽ có một vận tốc cực lớn, so với một viên đạn đại bác thì nó còn bay nhanh hơn nhiều! Với cái đà đó, nó có thể chạy mãi được tới đầu đường bên kia. Và nếu hoàn toàn không có ma sát thì đoàn tàu không cần đầu máy sẽ tự chạy được từ St. Peterburg tới Matxcơva. Tính toán cho thấy, đoàn tàu mất 42 phút 12 giây để chạy theo đường hầm dài 600 km này. Có điều là thời gian đó không phụ thuộc gì vào độ dài của con đường ngầm: đi từ Matxcơva tới St. Peterburg, cũng bằng đi tới Vladivostoc hay tới Melbourne (Australia). (Theo Vật lý vui NXB Khoa học và Kỹ thuật, năm 2002