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物理☆八年级上册
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第一章 声现象
★乐音和音阶
我们生活的世界充满了各种声音．优美动听的音乐可以陶冶情操，给人以美的享受，而电锯锯木的声音、小刀刮玻璃的声音使人感到刺耳难听．可见，声音可以分为两种：前一种悦耳动听的声音叫做乐音，后一种令人厌烦的声音叫做噪声．那么，从物理学的角度看一看，乐音和噪声的差别是什么呢？
把话筒接在示波器的输入端，再把发声体放在话筒前，在示波器的荧光屏上可以显示出发声体的振动图象（图1）．
先用两种乐器在话筒前演奏，观察它们发声时的振动图象；再用小刀在话筒前刮玻璃，观察这种声音的振动图象（图2）．
从示波器上可以看出，乐音的振动虽然不一定按正弦规律变化，但仍是有规则的，振动的周期是一定的；而噪音的振动没有规则，没有确定的周期．
既然乐音具有确定的周期和频率，一种乐音的音调就是确定的．在音乐理论中，把一组音按音调高低的次序排列起来就成为音阶，也就是大家都知道的 dou，ruai，mi，fa，sou，la, xi，dou（简谱记做“l”“2”“3”“4”“5”“6”
“ 7”，“ 1”）．下表列出了C调音阶和D调音阶中各音的频率．
唱名 dou ruai mi fa sou la ti dou
该唱名的频率与dou的频率之比 1∶1 9∶8 5∶4 4∶3 3∶2 5∶3 15∶8 2∶1
f/ Hz(C调) 264 297 330 352 396 440 495 528
f/ Hz(D调) 297 334 371 396 446 495 557 594
有趣的是，高音dou的频率正好是中音dou频率的2倍，而且音阶中各音的频率跟dou的频率之比都是整数之比．
还有更有趣的事情．喜欢音乐的同学都知道，有些音一起演奏时听起来好听，有些音一起演奏时听起来不好听；前者叫做谐和音，后者叫做不谐和音．著名的大三和弦dou、mi、sou的频率比是4：5：6；而小三和弦ruai、fa、la的频率比是 10：12：15：大三和弦听起来更为谐和，那是因为三个音的频率比是更小的整数之比．随便拼凑在一起的三个音听起来不和谐，有兴趣的同学可以算一算它们的频率比，一定是三个大得惊人的整数．
从这个例子可以看到艺术后面的科学道理，但是，艺术远比1＋l＝2复杂．从上表中看出，频率增加一倍，音程高出8度．实际上这只对于中等音高是正确的．人的感觉十分复杂，对于高音段来说，频率要增加一倍多，听起来音高才高出一个8度．如果一个书呆子调琴师按照“频率翻倍”的办法调钢琴，那就要砸饭碗了．
尽管如此，科学家们还是可以通过音乐家的实际测听，确定音高和频率的对应关系，并且据此设计出优美动听的电子乐器．
★善用乐音与噪音
人类的生活中充满着各种各样的声音。和谐的乐曲、美妙的歌声，让人们感动和欢乐；街道上车水马龙的喧闹，却令人厌倦和烦躁。
任何声音都是发声体的振动产生的，但不同的发声体发出的声音却有很大的差别。乐音是能够周期性振动的声源发出的有韵律的声音。悦耳动听的乐器发出的声音是乐音，语音中的元音也是乐音；而噪声则是物体不规则振动时所发出的声音，像电锯、搅拌机等发出的嘈杂刺耳的声音。
发声体发出的声音差别是由发声体本身的结构决定的。从声波的物理性质来说，乐音的波形图是周期性的曲线；而噪声的声波图像是不均匀的锯齿状曲线，没有一定的频率和周期。
乐音中协调的声波振动作用于人体，能使人开阔心胸，摆脱疲劳，这使以音乐治疗疾病的“音乐疗法”逐渐兴起。
噪声污染环境，干扰人们的正常工作和生活，影响人们的身体健康，是现代人类社会的一大公害，必须采取有效的控制措施。噪声控制的研究工作，已经形成了一门新的学科，叫做“噪声控制学”，也叫“噪声工程学”。噪声一向为人们所厌恶。但是，随着现代科学技术的发展，人们也能利用噪声造福人类。
噪声除草
科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用"欲擒故纵"的妙策，保证作物的顺利生长。
噪声诊病
美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。
有源消声
通常所采用的三种降噪措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了"有源消声"这一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是"以毒攻毒"。
★可怕的次声波
次声波又称作“亚声波”，它与地球及海洋、大气等的大规模活动有关，地震、核爆炸、火箭起飞等都能产生次声波。所以建立次声波接收站，不仅可以探知几千千米远的核武器试验和火箭发射，还能够预测破坏性很大的海啸、台风、地震等。由于次声波的频率和人体主要器官的固有频率十分接近，而且穿透力很强，当次声波作用于人体时就会产生共振，造成损伤，由此人们又发明了次声波武器。
目前军事领域中应用的主要是次声波部分(即频率低于20Hz的声波)。和可闻声波相比，次声波在介质中传播时，能量衰减缓慢，隐蔽性好，不易为敌人察觉，所以军事上常用次声波接收装置来侦察敌情。
另一方面，次声波武器还可直接消灭敌人的有生力量。那么，它的杀伤原理是什么呢？这里要涉及到物理学的一个重要概念——共振。原来，次声武器是利用和人体器官固有频率相近的次声波与人体器官发生共振，导致器官变形、移位、甚至破裂，以达到杀伤目的的。次声武器大体可分为两类：(1)“神经型”次声武器。次声频率和人脑阿尔法节律(8-12Hz)很接近，所以次声波作用于人体时便要刺激人的大脑，引起共振，对人的心理和意识产生一定影响：轻者感觉不适，注意力下降，情绪不安，导致头昏、恶心；严重时使人神经错乱，癫狂不止，休克昏厥，丧失思维能力。(2)“器官型”次声武器。当次声波频率和人体内脏器官的固有频率(4-18Hz)相近时，会引起人的五脏六腑产生强烈共振。轻者肌肉痉挛，全身颤抖，呼吸困难；重者血管破裂，内脏损伤，甚至迅速死亡。次声武器的优点在于：①突袭性。次声波在空气中的传播速度为每秒三百多米，在水中传播更快，每秒可达1500m左右。次声波是常人听不到、看不见的，故除了传播迅速之外，次声波又 具有良好的隐蔽性。②作用距离远。根据物理学原理，声波的频率越低，传播时介质对它的吸收就越小，波的传播距离也越远。比如，炮弹产生的可闻声波，由于衰减快，在几千米外就听不到了，但它产生的次声波，可达到80km以外；而氢弹产生的次声波可绕地球传播好几圈，行程十几万千米。故高强度的次声武器具有洲际作战能力。③穿透力强。传播介质对低频率的声波吸收较小，故次声波有很强的穿透能力。一般的可闻声波，一堵墙即可将其挡住，而实验表明，次声波能穿透几十米厚的钢筋混凝土。因此，无论敌人是在掩体内躲藏，还是乘坐在坦克中，或深海的潜艇里，都难以逃脱次声武器的袭击。④次声波在杀伤敌人的同时，不会造成环境污染，不破坏对方的武器装备，可作为战利品，取而用之。
需指出的是，目前次声武器发出的次声波的强度和方向性等因素尚待进一步研究，所以真正应用于战争的次声武器还不多见。
据说，第一台次声波发生器是由法国人在1972年发明的，它产生的次声波可以损害5km以外的人。发明者还得出结论：频率为7Hz的次声波可对人体造成致命的打击。有报道称，美国在干预索马里期间已经试用过某些音响或声音武器的样品。这些武器可以使人的内脏发生震动，把人震昏，使人感到恶心，甚至使肠子里的粪便液化，不断腹泻。
此外，超声波在军事上的应用也很多。
由于海水有良好的导电性，对电磁波的吸收能力很强，因而电磁雷达无法探测水下作战目标(如潜水艇)的方位和距离。所谓超声波，是指高频率的机械波(频率大约在20kHz以上)。它具有能流密度大，方向性好，穿透力强等特点。超声波在空气中衰减较快，而在固体、液体中的衰减却很小，这正好与电磁波相反。这种情况下，超声波雷达——声纳，便可发挥巨大的威力。
第二章 光的反射
★最早测出光速的人
光学里有一个常数，即光在真空（或空气）中的传播速度为3 ×105千米/秒,你知道这个常数最早是怎样测出的吗?
1609年，意大利科学家伽利略制造出了世界上第一架天文望远镜，并用这架望远镜发现了大量新天体，其中有木星的四颗卫星。后来经过探测证实，每颗卫星绕木星运行的周期都是不变的。
1676年，法国天文学家罗默观察木星的卫星的运动达6个月之久。他仔细地测定其中一颗卫星出现在轨道每个位置上的时间，发现这颗卫星在预定位置上出现的时间逐渐推迟。后来，他又发现木星的卫星到达预定位置的时间要比开始观察时晚了16分钟，此后他又惊奇地发现木星的卫星出现时间又逐渐提前了。这究竟是怎么回事呢？罗默经过认真思考，终于揭开了这个谜底。他认为木星的卫星绕它运行一周的时间是不变的，卫星每次出现在预定位置上的时间也应该一样，之所以会发生时间推迟和提前的现象，是因为木星反射出的光传播到地球需要时间。当地球离木星近时，木星及它的卫星反射光就到得早；当地球离木星远时，其反向光到达地球的时间就晚。而6个月正好是地球绕太阳运行半周的时间。地球对应这段时间的位置移动为地球到太阳距离（93 ×106英里）的2倍，于是他得出这样的结论：光大约花16分钟才走完这段距离差。罗默据此推算出光在真空（或空气）中的传播速度.
这个结果与用现代科学技术所测定的值是很接近的，罗默由此而成为第一个测得光速的人。
★看照片的艺术
很少有人知道拍好的照片应该怎样看。
照相机在构造上说，等于一只大眼睛：在它的毛玻璃上显出的像的大小，要根据透镜跟被拍物体之间的距离来决定。照相机拍下来的底片上的像，就跟我们用一只眼睛（注意：一只眼睛！）放在镜头的位置上所看到的相同。因此，假如我们想从回一只眼贴和两只眼睛的视觉照片上得到跟原物完全相同的视觉上的印象，我们就应该：
1．只用一只眼睛来看照片，
2.把照片放在眼前的适当距离上。
如果我们用两只眼睛看照片，我们一定会看到前面只是一幅平面的图画，而不是有远近不同的图画。这一点是不难理解的。因为这是根据我们视觉的特性看到的现象。我们看一个立体的东西，两眼视网膜上所得到的像是不相同的，右眼看到的跟左眼看到的并不完全一样（图111）；正是这个不完全一样的像，才使我们能够感觉到东西是立体的而不是平面的，在我们的意识里会把这两个不同的像融合成一个凸起的形象（大家知道，实体铺就是根据这个道理造成的）。假如在我们面前只是一个平面的东西,譬如一堵墙壁,那时候情形就完全不同,那时候两只眼睛会看到完全相同的像，到的情形这样我们的意识里就知道它是平面的。
现在我们就可以明白，假如我们用两只眼睛来看照片是犯了什么样的错误，这样做就等于我们要自己感觉到前面是一幅平面的图画！我们把应该只给一只眼睛看的照片交给两只眼睛看，就妨碍了自己看到照片上应该看到的东西，因此，照相机这么完善地照出来的像，就给这个大意的行动完全破坏了。
应该把照片放在多远的地方看
第二条规则也同样重要，——应该把照片放在眼前的适当距离上来看，否则，也要破坏正确的形象。
这个距离究竟应该多大呢？
如果要得到一个完全的印象，照片所夹的视角应该跟照相机的镜头望到毛玻璃上的像所夹的视角一样，或者也可以这样说，应该跟照相机的镜头望到被拍的东西的视角一样（图112）。从这里可以找到应该把照片放在多远来看的答案：这个距离和图112照相机里角1等于角2原物离开镜头的距离的比，应该跟照片上的像和物的长短的比相等。换句话说，我们应该把照片放在眼前大约等于镜头焦距的距离上。
假如我们注意到大多数小照相机的镜头焦距多是12～15厘米，那我们就可以知道，我们向来没有把照片放在正确的距离上来看：对于正常的眼睛，看东西最清楚的距离——明视距离——大约是25厘米，这个数目几乎等于照相机镜头焦距的2倍。至于挂在墙壁上的照片，因为人们都是从更远的距离上来看的，自然也只给人一种平面的感觉了。
只有患近视的人（以及能够在近距离看得清楚的孩子们），他们的明视距离比较短，在用正确的方法（用一只眼睛）看一张普通照片的时候，才会看到这种效果。他们按习惯把照片拿在眼前12～15厘米的地方，因此他们看到的不是单纯平面的图画，而是像在实体镜里看到的那种立体形象了。
放大镜的惊人作用
方才我们说过，患近视的人会把照片上的像看成立体的。那么，有正常视力的人要怎么办呢？他们不能把照片放得离眼很近。还好，幸亏放大镜帮助他们解决了这个困难。如果透过一面放大率2倍的放大镜去看照片，他们就很容易得到方才所说患近视的人所得到的便利，就是可以不必使两眼过分紧张就能够看出照片的立体形象。这样看到的照片上的像跟我们通常从远距离用两只眼睛所看到的照片上的像，有极大的不同。这个看普通照片的方法，几乎可以代替实体镜。
能不能让正常的眼睛不用放大镜就能正确地看到照片上的立体形象呢？这是完全能够的，只要拍照的时候用一只焦距大一点儿的镜箱就行了。根据以前各节所说，只要用焦距25～30厘米的镜箱，拍出的照片就可以拿在普通的明视距离上来看（用一只眼睛）——这时候照片就会显出适当的立体形象。
实验告诉我们，用焦距70厘米的镜箱拍出来的照片，直接用两只眼睛看仍旧可以看得出立体形象。
但是，要照相机全都是长焦距的，也是一件很不便当的事情。因此我们再提出另外一个办法，就是把普通照相机拍得的照片放大。照片经过放大以后，看照片的正确距离也随着加大了。譬如把焦距15厘米的镜箱拍得的照片放大4倍或5倍，那就可以得到所要求的效果了：放大以后的照片已经可以用两只眼睛从60～75厘米的距离上来看了。放大的照片上可能有一些模糊不清的地方，但是并不会有什么不好的作用，因为从远距离上看，这些地方是并不鲜明的；而从得到立体形象这方面来说，无疑是成功的。（摘自《趣味地理学》苏联 雅•别莱利曼 著）
第三章 光的折射
★傻瓜相机的秘密
用普通相机照像时，要前后调整镜头和底片之间的距离。如果忘了调焦距、光圈，照出来的照片肯定是模糊不清的。而傻瓜相机在照像的时候，镜头不必前后移动，只要取好景，按下快门就行，像片总是很清楚。这是什么原因呢？
其实，这里面没有什么了不起的秘密，通过以下的观察和实验就可以揭示。
我们都知道，照相机利用凸透镜成像的原理。老花镜是一个凸透镜。在一间光线较暗的屋子里，用老花镜对准射入窗内的一束阳光，镜后面用一张白纸前后移动去寻找一个最亮的点，这就是透镜的焦点。如果是100义的花镜，焦点距花镜的距离就是1米。记住焦点的位置，将白纸从焦点的位置向后移动，你能找到一个清晰的倒立的像。这就是照像的原理，白纸相当于照相机的底片。
把白纸固定，在窗外找两个不同的目标，一个近一些，一个远一些。你会发现，必须移动花镜，在纸上才能形成清晰的物像，这就是在照不同距离物体的时候必需调整镜头位置的原因。
在调整透镜和白纸距离的时候，你会总结出规律：很远的物体成的像靠近焦点，当物体由远向近处移动的时候，它的像则从焦点向后移动。精确的实验告诉我们：当景物位于透镜2倍焦距以外，成像的位置一定限制在焦点和2倍焦距之间。所以照像时，景物一定要位于透镜的2倍焦点之外，像的位置就限制在透镜焦点后面一个焦距那么长的范围内。
如果你有条件换一个凸一点的，也就是焦距小的透镜再做同样的实验。你会发现，此时在白纸上成像的时候，对于远近不同的景物，透镜来回移动的距离要小许多。透镜的焦距越短，照像时调整起来就越容易。
由此你能不能想出傻瓜相机不用调焦的原理呢？
傻瓜相机的“核心机密”是镜头的焦距较小，也就是透镜比较凸，焦点和2倍焦点之间的距离很小。这样距镜头一定远的物体无须调整，都可以在底片上成清晰的像。当然，这只是一个基本原理，傻瓜相机在镜头设计上还有许多独到之处。用傻瓜相机一般是照不出高质量的像片的，尤其是对很近的和很远的景物都无能为力，把傻瓜相机的作品进行放大的时候，这个缺点就会暴露得很明显，所以摄影记者一般不用傻瓜相机。
★最大的望远镜
望远镜的大小，主要是用望远镜的口径来衡量的。为了对天体作更仔细的研究和观测，为了发现更暗弱的天体，多年来人们一直在增大望远镜的口径上下功夫。但是，对不同的望远镜在口径上有不同的要求。现在世界上最大的反谢望远镜，是1975年苏联建成的一台6米望远镜。它超过了30年来一直称为"世界之最"的美国帕洛马山天文台的5米反射望远镜。它的转动部分总重达800吨，也比美国的重200吨。
现在世界上最大的折射望远镜，是在德国陶登堡天文台安装的施密特望远镜，改正口径1.35米，主镜口径2米。德国这台折射镜也超过了美国最大的施米特望远镜。美国在望远镜上的两个"世界之最"被人相断夺走了。1973年，美国一台组合后口径相当于45米的多镜面望远镜试运转。这台望远镜由6个相同的、口径各为18米的卡塞格林望远镜组成。6个望远镜绕中心轴排成六角形，六束会聚兴各经一块平面镜射向一个六面光束合成器，再把六束光聚在一个共同焦点上，多镜面望远镜的优点是：口径大，镜简短，占地小，造价低。
第四章 物态变化
★为什么说"响水不开，开水不响"
我们知道，水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气， 这些小气泡起气化核的作用。 水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少， 当水被加热时，气泡首先在受热面的器壁上生成。
气泡生成之后，由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽，使泡内的压强（空气压与蒸汽压之和） 不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大， 当气泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。
在沸腾前，窗口里各水层的温度不同，受热面附近水层的温度较高， 水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强P。 随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽，压强亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于内压强， 于是，上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸点时， 有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡， 产生"嗡，嗡"的响声，这就是"响水不开"的道理。
对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层 ，使整个溶器的水温趋于一致，此时，气泡脱离器壁上浮， 其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。 气泡在上浮过程中，液体对气泡的静压强随着水的深度变小而减小， 因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小， 气泡液--气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀，加速上浮， 直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了。也就是人们常说的"水开了"， 由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱，几乎听不到"嗡嗡声"， 这就是"开水不响"的原因。 ★生命获益于反常膨胀
我们知道,如果物体所受外界压力不变,大多数物体的体积都随温度的升高而增大,即热胀冷缩.与大多数物质的性质相反,在 0到4摄氏度的温度范围内,水的体积却随温度的升高而减小 ,这就是说,水在0到4摄氏度之间是冷涨热缩.水的这一反常性质,对江河湖泊中的动植物的生命有着重要的影响和意义.
当寒冷的冬天来临后,随着气温的降低,江河湖泊中的水温也随之下降.考虑某一湖泊,设其全部湖水处于某一温度如10摄氏度, 再设湖面上空气的温度为-10摄氏度,于是湖表面的水就会变冷, 比如说温度降到9摄氏度,这部分水因变冷而收缩, 其密度比底下较暖的水为大,因而沉入下面密度较小的水中,下面的 10摄氏度的水上升.冷水的下沉引起一个混合过程, 此过程一直持续到湖泊中的所有水冷却到4摄氏度为止.但是表面的水还要被冷空气继续冷却降温, 表面水的温度进一步降低,又比如降到3摄氏度,这部分水的体积不但不缩小反而膨胀,即表面水的密度比下面小,因而就浮在水面上不再下沉.对流和混合此时都停止了(当然扩散不会停止), 表面下的水基本上靠热传导散失内能.水是热的不良导体,这样散热是比较慢的.表面水的温度,先于下面的水降至0摄氏度、开始结冰. 冰的密度比水小,所以一直浮在水面上而不下沉.冰下面的水,从上到下温度为0摄氏度到4摄氏度,从上到下逐渐结冰.由于通过热传导而向上散热,比较慢,并且有地热由底下向上传导,因此冻结的速度是缓慢的.若湖泊的水很深,湖水是不会被冻透的,湖泊中生存的动植物就可以在靠近湖底的4摄氏度的水中安然过冬,免遭冻死的厄运.
如果水的性质也像其它大多数物质那样, 在全部温度范围内都是热胀冷缩的,那么温度较高的水不断升到水面,向空气散热, 湖泊中水的冻结就会从底部开始,从而容易导致湖泊中的水全部冻结.这样一来,就毁掉了湖泊中的一切经不起冻结的生命.
★神奇的磁化水
磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速，沿着与磁力线平行的方向，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。
在工业上，人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水，以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统，对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度，提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土，大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆，印染厂用磁化水调色，都取得了很好的经济效益。
在农业上，用磁化水浸种育秧，能使种子出芽快，发芽率高，幼苗具有株高、茎粗、根长等优点；用磁化水灌田，可使土质疏松，加快有机肥分解，刺激农作物生长。通过实践人们发现，常浇磁化水的大豆、玉米等农作物和萝卜、黄瓜等蔬菜，产量可提高10~45%，水稻、小麦、油菜等作物可增产11~18%。此外，有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜，可使禽畜疾病减少、增重快。
在医学上，磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒，还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症（胆结石、膀胱结石、肾结石等）、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说，常饮磁化水还能起到防病健身的作用。
在日常生活中，用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更干净。有趣的是，不用洗衣粉而单用磁化水洗衣，洗涤效果也很令人满意。
磁化水为什么会有如此神奇的作用呢？这是一个至今尚未揭开的谜。一些科学家认为，水分子本身就是一个小磁体，由于异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大的"分子团"。这种"分子团"会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接的"分子团"，使它变成单个的有活力的水分子。当然，要彻底揭开磁化水的奥秘，还有待于人们继续研究和探索。
★冰棍和冰激凌
冰棍和冰激凌是世界各国人们都喜欢的止渴解暑食品。当你吃到凉甜可口的冰棍和冰激凌时，你是否想过，世界上最早制作冰棍和冰激凌的是哪个国家呢？
我国是冰棍和冰激凌的故乡。早在３０００多年以前，我国就有用冰解暑的记载。后来皇宫里就有了用奶和糖制成的冰棍。到了元世祖忽必烈时代（大约７００多年前），皇宫里又有了类似现在冰激凌的食品，叫做冰酪。那时，元朝统治者禁止王室以外的人制作冰酪。直到意大利旅行家马可•波罗离华回国前，元世祖才让人把这种珍品的制作方法教给他。马可•波罗回去后，又把这种制作方法传给了意大利王室，意大利王室把这种方法保密了约３００年，到１５３３年，法国国王和意大利人结婚以后，制作冰酪的方法才由意大利传入法国。１７７７年美国纽约大街上才有了冰激凌广告。
我国古代劳动人民的解暑食品是冰核。直到清代，每当盛夏到来之际，北京大街上还有人买冬天入窖保存下来的天然冰快冰核。大约在１９３５年，北京有人想出了"绝招"：先把天然冰放进一个大木桶里，加入适量的食盐，这样的木桶就成了一个"土冷冻室"。再准备许多圆柱形小铁筒，每个小铁筒里都装满加了香料和糖的水，并插上一根木棍。然后把一个个装满糖水的小铁筒放进"土冷冻室"大木桶里，封闭起来冷冻。经过半小时后，小铁筒里的糖水就冻结成了冰棍。由于这种解暑食品很受顾客的欢迎，所以很快就在前门大街出现了专售冰棍的商店。
为什么把食盐放到天然冰里混合后能使水结冰呢？这是因为许多纯净物质一旦掺入杂质，它的凝固点就会降低。放在大木桶里的天然冰，加入适量的食盐，就会因凝固点降低而融解；冰融解时要从小铁筒里的水中吸热，小铁筒的水就会放热冻结成冰。这就是制作冰棍的道理。
当然，在现代，人们已经能用各种先进的制冷设备来制造冰棍和冰激凌等冷食了。
第五章 电流和电路
★电子琴的发音原理
电子琴既可以演奏不同的曲调，又可以发出强弱不同的声音，还可以模仿二胡、笛子、钢琴、黑管以及锣鼓等不同乐器的声音。那么，电子琴的发音原理是怎样的？
大家知道，当物体振动时，能够发出声音。振动的频率不同，声音的音调就不同。在电子琴里，虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊的电装置，每个电装置一工作，就会使喇叭发出一定频率的声音。当按动某个琴键时，就会使与它对应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声音。
电子琴的音量控制器，实质上是一个可调电阻器。当转动音量控制器旋扭时，可调电阻器的电阻就随着变化。电阻大小的变化，又会引起喇叭声音强弱的变化。所以转动音量控制旋扭时，电子琴发声的响度就随之变化。
当乐器发声时，除了发出某一频率的声音──基音以外，还会发出响度较小、频率加倍的辅助音──谐音。我们听到的乐器的声音是它发出的基音和谐音混合而成的。不同的乐器发出同一基音时，不仅谐音的数目不同，而且各谐音的响度也不同。因而使不同的乐器具有不同的音品。在电子琴里，除了有与基音对应的电装置外，还有与许多谐音对应的电装置，适当地选择不同的谐音电装置，就可以模仿出不同乐器的声音来
★光子计算机
20世纪以来人类对光的研究进步很快。60年代初，激光器问世。80年代，光晶体管被研制出来。1986年，美国贝尔实验室发明出与晶体管一样的光晶体管。1990年初，贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。
光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路，在光子计算机中必须有激光器、透镜和棱镜。
光子计算机比现代的计算机要快1000倍。它的运行速度可高达一万亿次。不仅如此，它的存贮容量也比现代的计算机大几百万倍。它还可以对语言、图形和手势进行识别和合成。能够学习模仿文字，对别人写错的地方还能判别并且联想出正确的文字。现代光纤通信是靠光信号来传递信息的，在通信中使用光子计算机，就不必像使用电子计算机那样，要将电信号转变为光信号来传递，然后又要将光信号转变成电信号。目前，世界上许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。
★利用发光二极管种植蔬菜
日本一家大型化学公司开发出一种利用发光二极管种植蔬菜的新技术。试验证实：用发光二极管种出的蔬菜比露天种出的蔬菜营养更丰富，口味也更好。
据介绍，发光二极管的外壳以塑料制成，长约1厘米，直径为0.6厘米～0.7厘米，外形如同中药胶囊，由于里面装有以半导体化合物为原料的发光体，故通电后即会像灯泡一样发光。以往的"蔬菜工厂"是为阳光不足地区也能种菜设立的，一般用日光灯代替太阳。而发光二极管显然比日光灯甚至阳光更具优势，因为可发出红、蓝、绿、白等不同颜色的光，种植者只要对不同的色光作适当调整以便更高效地生产蔬菜。如，红光可使作物光合作用更为活跃，蓝光可使萝卜等作物根部变大。利用对不同色光照射时间的调整，不仅可缩短作物的生长期，而且可使作物个头更大，从而大大提高了产量。此外，蔬菜中糖份和维生素的含量也会根据光线颜色的不同和照射时间的长短出现变化。如：生菜只要多照红光，光合作用就会活跃起来，所含糖份随之增加，味道也会变得较甜；而大多数蔬菜照射较长时间红光，所含维生素都会增加。掌握了这一规律，种植者便不难对所种蔬菜的营养成分和口味作调整。
目前，发光二极管价格虽仍偏高，但耗电量很低，寿命也长（约在5万小时以上），故汽车刹车灯、红绿交通灯等也纷纷开始改用发光二极管。专家们预测，随着发光二极管制作成本的逐步降低，它必将在更多领域发挥积极作用。
专题研究方案
★声音振动的演示
（１）将直径不小于10厘米的废铁筒去掉上下底,把边缘打磨光滑，然后用一片气球乳胶皮绷在筒底，把1平方厘米的平面镜(或防伪标签)反光面向外粘贴在铁筒的气球皮包膜直径1/5的上部.。
（２）将做好的筒放在光线较暗的地方，用手电筒斜照薄膜上的小镜，可在屏上看到反射的光点.。
（３）人向着筒开口处大声说话，由于空气的振动，引起薄膜振动，带动小反光镜振动，使反光的光点变成一个闪动的光带，而且随着声音的强弱和频率的不同变化。
（４）也可以用阳光代替手电筒，将一束阳光斜照在镜片上，大声说话时同样出现上述情景。
★简易太阳灶
取一只大号的汤碗,将香烟锡箔纸展开贴在汤碗内,用金属汤勺的勺背把锡箔纸的皱折压平。在碗底正中,挖去一块锡纸,将挂衣帽的塑料吸盘衣帽钩的吸盘放在该处,压出气体把碗底牢牢吸住,再用夹钳把金属钩扳直。
实验时,把这只贴满锡箔纸的汤碗正对太阳,阳光反射后会聚一点,用小纸片沿碗的半球面的轴线方向移动,光斑最小处就是焦点。在扳直的衣钩上戳一块土豆,使其正在焦点上,不久就烤熟了。若取一根火柴,把火柴头放在焦点,不一会儿即见冒烟,自燃。
用大铁锅来取代碗,效果更好。
★自制起电盘
（１）取一个铝盒罐盖(其它金属盒盖均可)，在火焰上平稳地给它加热,放一段蜡烛在铝盖的中心,直到它部分熔化并粘牢以做把手。
（２）取一略大于铝盖的塑料或碟（唱片盘），把这个盘或碟放在桌子上用一块毛皮或法兰绒快速地擦盘面十几下，然后，一手持铝盖把手，将铝盖平放在塑料盘面上，另一手指接触铝盖后马上离开，提起铝盖，铝盖就带电了。手持氖管接触铝盖，氖管就发光。如果手指靠近铝盖，会看到火花产生，还会有些击痛感。如此反复起电，可做数十次，再用毛皮擦盘面，又可做数十次，而且电量比一般摩擦起电要大。这种起电叫感应起电，这种装置叫起电盘。
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