趣味物理學（簡體書）

《中國科普大獎圖書典藏書系》囊括新中國成立以來，著名科學、科幻作家經典獲獎作品，展現科學之真、善、美，傳播知識、激發興趣、啟迪智慧！《中國科普大獎圖書典藏書系：趣味物理》是叢書系列之《趣味物理學》。《中國科普大獎圖書典藏書系：趣味物理》分力學、氣體、液體、熱學、、聲學、波動、光學、電磁學、近代物理七個模塊，內容包括古代人的座右銘、“不安分”的重心、刷新跳高紀錄的秘密、從走路摔跤說起、為什麼扭傷了腰？、腹上破石是功夫嗎？、刀砍不傷的訣竅、趣談人體中的拱和彈簧等。

科普事業需要傳承，需要發展，更需要開拓、創新！當今世界的科學技術在飛速發展、日新月異，人們的生活習慣和工作節奏也隨著科學技術的進步在迅速變化。新的形勢要求科普創作跟上時代的腳步，不斷更新、創新。
“中國科普大獎圖書典藏書系”承載著新中國成立60多年來科普創作的歷史——歷史是輝煌的，今天是美好的！未來是更加輝煌、更加美好的。書系囊括新中國成立以來，著名科學、科幻作家經典獲獎作品。本書是叢書系列之《趣味物理學》，由沈寧華編著。

我熱烈祝賀“中國科普大獎圖書典藏書系”的出版！“空談誤國，實干興邦。”習近平同志在參觀《復興之路》展覽時講得多么深刻！本書系的出版，正是科普工作實干的具體體現。
科普工作是一項功在當代、利在千秋的重要事業。1953年，毛澤東同志視察中國科學院紫金山天文臺時說：“我們要多向群眾介紹科學知識。”1988年，鄧小平同志提出“科學技術是第一生產力”，而科學技術研究和科學技術普及是科學技術發展的雙翼。1995年，江澤民同志提出在全國實施科教興國的戰略，而科普工作是科教興國戰略的一個重要組成部分。2003年，胡錦濤同志提出的科學發展觀則既是科普工作的指導方針，又是科普工作的重要宣傳內容；不是科學的發展，實質上就談不上真正的可持續發展。
科普創作肩負著傳播知識、激發興趣、啟迪智慧的重要責任。“科學求真，人文求善”，同時求美，優秀的科普作品不僅能帶給人們真、善、美的閱讀體驗，還能引人深思，激發人們的求知欲、好奇心與創造力，從而提高個人乃至全民的科學文化素質。國民素質是第一國力。教育的宗旨，科普的目的，就是為了提高國民素質。只有全民的綜合素質提高了，中國才有可能屹立于世界民族之林，才有可能實現習近平同志最近提出的中華民族的偉大復興這個中國夢！
新中國成立以來，我國的科普事業經歷了1949—1965年的創立與發展階段；1966—1976年的中斷與恢復階段：1977—1990年的恢復與發展階段：1990—1999年的繁榮與進步階段；2000年至今的創新發展階段。60多年過去了，我國的科技水平已達到“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”的地步，而伴隨著我國社會主義事業日新月異的發展，我國的科普工作也早已是一派蒸蒸日上、欣欣向榮的景象，結出了累累碩果。同時，展望明天，科普工作如同科技工作，任務更加偉大、艱巨，前景更加輝煌、喜人。
“中國科普大獎圖書典藏書系”正是在這60多年間，我國高水平原創科普作品的一次集中展示，書系中一部部不同時期、不同作者、不同題材、不同風格的優秀科普作品生動地反映出新中國成立以來中國科普創作走過的光輝歷程。為了保證書系的高品位和高質量，編委會制定了嚴格的選編標準和原則：一、獲得圖書大獎的科普作品、科學文藝作品(包括科幻小說、科學小品、科學童話、科學詩歌、科學傳記等)；二、曾經產生很大影響、入選中小學教材的科普作家的作品；三、宏揚科學精神、普及科學知識、傳播科學方法，時代精神與人文精神俱佳的優秀科普作品；四、每個作家只選編一部代表作。
在長長的書名和作者名單中，我看到了許多耳熟能詳的的名字，倍感親切。作者中有許多我國科技界、文化界、教育界的老前輩，其中有些已經過世：也有許多一直為科普事業辛勤耕耘的我的同事或同行；更有許多近年來在科普作品創作中取得突出成績的后起之秀。在此，向他們致以崇高的敬意！
科普事業需要傳承，需要發展，更需要開拓、創新！當今世界的科學技術在飛速發展、日新月異，人們的生活習慣和工作節奏也隨著科學技術的進步在迅速變化。新的形勢要求科普創作跟上時代的腳步，不斷更新、創新。這就需要有更多的有志之士加入到科普創作的隊伍中來，只有新的科普創作者不斷涌現，新的優秀科普作品層出不窮，我國的科普事業才能繼往開來，不斷煥發出新的生命力，不斷為推動科技發展、為提高國民素質做出更好、更多、更新的貢獻。
“中國科普大獎圖書典藏書系”承載著新中國成立60多年來科普創作的歷史——歷史是輝煌的，今天是美好的！未來是更加輝煌、更加美好的。我深信，我國社會各界有志之士一定會共同努力，把我國的科普事業推向新的高度，為全面建成小康社會和實現中華民族的偉大復興做出我們應有的貢獻！“會當凌絕頂，一覽眾山小”！

力學古代人的座右銘“不安分”的重心刷新跳高紀錄的秘密從走路摔跤說起為什麼扭傷了腰？腹上破石是功夫嗎？刀砍不傷的訣竅趣談人體中的拱和彈簧埃菲爾鐵塔不如蘆葦撚出來的摩擦力為什麼羊毛衫縮水？動、靜摩擦“鬥法”兒時玩具的啟示雪地行車須知拔木樁的故事慣性殺人是貓尾巴的功能嗎？體育運動的“儲錢罐”有驚無險的雲霄飛車來！一起蕩秋千氣體、液體你搬得動整個屋子裡的空氣嗎？在肚子裡作怪的泡泡水盆為什麼沒有翻倒？三位科學家都答錯的問題我不屬秤砣飄在頭頂的石頭沒有摔死的奇跡學會摔跤在水面上奔跑雨中的花傘能飛的汽車攪動茶水引起的思考風箏的新功能地面效應熱學無形的“精靈”不會散失的熱尋找沒有對流的地方兩種冷卻效果一樣嗎？火中取栗不用能源的空調衣服違反能量守恆嗎？愛因斯坦沒說對的問題聲學、波動暖水瓶的歌聲空氣築的“牆”誰洩露了天機？聲音的“指紋”藏在音樂廳裡的奧秘聲音的“特異功能”高速公路上的“眼睛”聲音兄弟中的“慢性子”光學往日之光透光鏡銅鏡白紙比鏡面亮馬路上的“蜃樓”小心！鏡後有眼顛顛倒倒說鏡子馬路上的“貓眼”月球上也有“貓眼”寶藏之謎水似水銀金幣隱身術鑽石的魅力關進水流裡的光線凸凹自如的透鏡兔子為何撞在樹樁上？獅子從銀幕中沖出來彩色立體電影進入虛擬世界畫面能變的圖片瞧哪兒打哪兒欺騙眼睛的增白劑不存在的顏色最黑的東西一個小洞有什麼用？肥皂膜上的色彩衍射光現象並不神秘防偽的奧秘為什麼DVD比VCD更好？鏡子中的“寶光”電磁學雷達煮肉：微波爐微波是戰勝癌症的利器沒有輸電線的發電站唱片上的潛影作怪的靜電能舉起喜馬拉雅山的電力電魚趣事超導世界暢想電磁炮地磁場發電近代物理古樓蘭女屍年齡之謎好的輻射X光透視的新生影像診斷技術的“老大”從冰透鏡說到г刀戒指上的灰塵反恐怖的利器反物質雲霧的啟示啤酒中的泡泡時光之旅

刀砍不傷的訣竅
縫衣服的時候不小心，用針扎破了手指，你所受到的壓強比某些高壓鍋爐里蒸汽的壓強一點也不小；手輕輕拉動刮胡子的刀片，施加在胡子上的壓強會達到每平方厘米幾千牛頓。
壓力和壓強看上去類似，實際上相去很遠。壓強是單位面積上的壓力，針尖的面積是釘子尖的面積的幾百分之一，所以，能用針縫衣服，不能用釘子來縫衣服。
某些硬氣功表演的“刀砍不傷”的道理就在于此。司馬南仔細調查了“刀砍不傷”的表演過程，道出了其中的奧妙：“表演開始，氣功師一般都舉起刀來，就地取材，在案板上剁斷五根木筷，讓被砍斷的木筷飛濺一地；也有的氣功師，猛然躍起，操刀砍下兩根指頭粗細的樹枝，削蘿卜、剁木頭就更常見了。總之，在氣功師把刀砍向自己的身體之前，都要搞一點‘削鐵如泥，吹毛立斷’式的操演，讓觀眾的心收緊，相信這把刀是鋒利無比的真刀。接下來，氣功師玩‘真’的了。把上身的衣服脫光，露出一身的腱子肉，常年鍛煉的結果，這些表演者多表現出一股雄悍的男人氣。右手持刀，運氣于左胸。胸大肌高高凸起繃緊。氣功師揮起大刀，死命地朝左胸砍去，人們只聽見‘嗵嗵嗵’直響，可是氣功師的胸上除了有點紅印兒連一點傷痕也不見。等氣功師表演完了，人們上前察看，更是驚訝不已。”
令人疑惑的是，大刀鋒利到能砍斷一捆竹筷，砍下一根樹枝，為什么不會傷了皮肉？
原來大刀的刀尖處是鋒利的，而其他部分則是鈍的。揮刀砍下，接觸氣功師身體的那部分是鈍的，面積增大，壓強減小。再加上揮刀時有技巧，看似重砍，實為輕打。
趣談人體中的拱和彈簧
當你奔跑時，跳躍時，騎車時，甚至走路時，都要經受各種各樣的震動沖擊。計算表明，從高處跳下時，腿部受到的沖擊力，有時可以達到幾噸重。
但是人體并沒有因為這些沖擊發生損壞。這要歸功于人體中奇妙的構造：在人體中既有減震的彈簧又有結實的“拱橋”。
說起拱橋，最著名的要算趙州橋了，它是世界上現存的最早的大型石拱橋。拱形克服了石頭不能承受拉力的缺點，使石頭成為許多大橋和建筑物的棟梁。趙州橋是由28條并列的石條組成的，每一條石頭都經過嚴格的雕磨，使每條石頭之間能密切地配合成為一個整體。在拱的中間還必須有一塊楔形的石頭。這樣，當這塊楔形石頭受到向下的壓力的時候，楔形石頭就會去擠壓相鄰的兩塊石條，這兩塊石條又會去擠壓它旁邊的石條。一塊挨著一塊擠壓下去，所以向下傳遞的只是壓力而不是拉力。所以石頭建造的拱橋十分結實，橋梁能承受很大的重載。
人體像一個建在兩個柱子上的大廈。上身的重量占人體的70％，這些重量都通過脊柱而加在兩條腿上。按建筑學的原理，兩條腿的中間應該有一根很粗的“梁”才能承受住這么大的重量，這根“梁”必須十分結實，因為人體在運動中所產生的沖擊力，有時是體重的十幾倍甚至幾十倍。
但是，在人體內找不到一根結實、厚重的“梁”。連接人體上身和兩腿的是骨盆。骨盆很輕很薄，怎么能承受這么大的力量呢？原來骨盆實際上是一個“拱門”。拱的前下方通過恥骨拉緊，上身的重量通過脊柱末端的骶骨壓到兩個髖骨上，再傳到大腿骨上。恥骨的連接使這個拱形更加穩定，不受腿部運動的影響。這個拱不僅結實而且像彈簧一樣能減震。
在人的兩只腳上有兩個拱橋，那就是平時我們所說的足弓，它是由一連串的小骨頭組成的。它不僅能使人站立穩固，保護著足底的神經和血管免受壓迫，還能起防震作用。這兩個小小的拱橋既輕便又結實，它不但承受了直立行走的人的全身重量，而且足弓還像一個彎曲的鋼條，能幫助人體跳躍。一根彎的鋼條往地上一扔，它會蹦起來，而一根直的鋼條就不同。在你行走落腳或跳躍觸地的一瞬間，足弓變平，緩沖了震動的沖擊，抬腳時，它又彎回原來的形狀，就像三輪車底盤上的大弓形彈簧一樣。足弓的大小，對跳起的高度有影響。一般說，足弓大，跳得高，拱形大彈性大。
雖然我們常說“站如松”，但是人的脊柱不是絕對直的。人的脊柱自上而下打了幾道彎，從側面觀察，在頸和腰部向前凸，在胸和骶部向后凹，成s狀。另外，人的脊椎由一節節的椎骨組成，它像一條豎直放置著的彈簧片，每節椎骨靠椎問盤連接，椎間盤像一個彈簧墊，它能隨壓力大小改變自己的形狀。這不僅有利于脊柱的運動，還可以緩沖椎骨之間的相互沖擊，使來自外界的震動得到緩沖。既保持了身體的直立姿勢，又能緩沖來自腳部的沖擊，免使頭部受到震蕩。
人體內的彈簧還可以在各種各樣大大小小的關節中找到。在關節的活動部位，都墊有一層由軟骨組成的關節盤。在膝關節處的這塊軟骨，又叫做半月板。在膝關節受壓時，半月板改變形狀，它不僅能使膝關節結合得舒適，還能增加彈性，使人在跑、跳中的震動得到緩沖。P14-17