《趣味物理学问答》可说是一本涉猎广泛的关于物理学基础知识的“问答测验”,它能帮助读者测验出自己对物理学基础知识的真实掌握程度,书中的很多问题乍看虽然简单,但如果没有真正理解那些背得滚瓜烂熟的、貌似已经“掌握”的知识,那么很多读者就可能给出错误的答案。而这也正是本书的宗旨——纠正那些常见的错误的物理学观点,同时也让读者意识到,基础物理领域的内容远比很多人想像的丰富得多。进而更深入地检测自己的物理学基础知识,因为只有了具备了坚实的物理学基础,才能更轻松地走进物理学的大门,才能正确、完整地理解物理学新进展。
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比水还轻的轻金属
【题】*轻的金属是什么?与水相比哪个更轻?
【解】我们一谈到轻金属,一般就会联想到铝。但是事实上铝在轻金属行列中还排不到**位,因为比铝更轻的金属还有好几种。从下面列举出的若干轻金属中,不难发现比水还轻的金属有三种。
名称 密度(克 / 立方厘米)
铝...........2.7
钙...........1.55
锶...........2.6
钠...........0.97
铍...........1.9
钾...........0.86
镁...........1.7
锂...........0.53
纯水在 4℃时的密度是 1 克 / 立方厘米,从上面的列举中,我们可以看出钠、钾、锂这三种金属比水还轻,锂①是*轻的金属。如果把锂放在煤油里面,就会看到有一半的锂在油面上漂浮着。锂甚至比一些树木还要轻。它的质量与*重的金属锇的比值是 1 ∶ 40。
图 1 直观地表示了铝、铍、镁、锂几种轻金属在同等质量下的体积比。轻金属可以制成多种形式的轻合金(轻合金是指所有密度小于 3 克 / 立方厘米的合金,法国工程师*善于生产高质量的轻合金),这在现代工业中已经得到广泛应用。
1. 铝和少量铜、镁可以制作出硬铝和软铝合金。硬铝和软铝合金的密度是 2.6 克 / 立方厘米,在相同体积的情况下,它的质量是铁的 1/3,但是刚度却是铁的 1.5 倍。
2. 铍和铜、镍可以制作出硬铍。硬铍与硬铝的质量比是 3 ∶ 4,但刚度比却是 7 ∶ 5。
3. 镁、铝和其他金属可以制作出镁基轻质合金②。镁基轻质合金与硬铝的质量比是 7 ∶ 10,刚度上却不亚于硬铝(其密度是 1.84 克 / 立方厘米)。还有很多类似的轻铝合金,如西方常用的硅铝合金、斯克列隆铝锌合金、马格纳里合金(镁基轻质合金的前身)等,在此就不一一列举了。
注释
①锂,用于制造红色信号火箭(做海上遇险信号使用),也应用于玻璃制造工业(如乳制品用玻璃瓶)和硬化合金的金属工业。
②镁基轻质合金,名称来源于*早制作这种合金的公司,苏联的“谢尔戈·奥尔荣尼克杰”型飞机就是用这种合金制造而成的。
雅科夫·伊西达洛维奇?别莱利曼(1882—1942)
出生于俄国格罗德省别洛斯托克市,是享誉世界的科普作家、趣味科学的奠基人。17岁时,别莱利曼就开始在报刊上发表文章。1909年大学毕业后,开始全力从事科普写作和教育工作。
在别莱利曼的笔下,原本枯燥难懂的科学问题,变得妙趣横生、趣味十足,很容易引发青少年对科学的兴趣。他的许多作品被翻译成数十种语言,重印几十个版本,畅销不衰,对世界科普事业作出了非凡贡献。
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