科學故事最新匯集
在故事中暢游,孩子們會感到身心完全放松,從而真正享受到閱讀的樂趣。 下面小編給大家介紹關(guān)于科學故事，方便大家學習。
科學故事1
云室
云室是1904年由英國物理學家威爾遜發(fā)明的，因此也稱為“威爾遜云室”。云室是觀察微觀粒子運動軌跡的儀器，它利用過飽和蒸汽容易圍繞離子凝成霧滴的現(xiàn)象達到探測粒子的目的。
云室是一個圓筒或箱狀的容器，側(cè)面有片云母窗用于照明光進入和射入粒子，上面有玻璃窗以便觀察和攝影，下面有一個活塞，實驗時容器充入飽和蒸汽和空氣。開始工作時，迅速將活塞向下移動，容器內(nèi)氣體絕熱膨脹，溫度急劇下降，使氣體達到過飽和狀態(tài)。如果此時有一個粒子進入容器，沿路徑產(chǎn)生離子對，每一離子便成為蒸汽的凝結(jié)核心，在沿粒子行進的路徑上形成一串小液滴2當有光照射時，這些小液滴對光有散射作用，便可通過頂部的玻璃窗觀察到白亮的粒子徑跡，并且可以用照相機拍攝下來。這些液滴是粒子運動留下來的徑跡，根據(jù)徑跡的長短、濃談，以及在磁場中的彎曲等，可以分辨出粒子的種類和性質(zhì)。
1911年，威爾遜又發(fā)明了記錄a，p等帶電粒子軌跡的云霧室照相裝置。1919年，英國物理學家盧瑟福使用云室發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。
科學故事2
核磁共振儀
核磁共振儀廣泛用于有機物質(zhì)的研究、化學反應動力學、高分子化學以及醫(yī)學、藥學和生物學等領(lǐng)域。20年來，由于這一技術(shù)的飛速發(fā)展，它已經(jīng)成為化學領(lǐng)域最重要的分析技術(shù)之一。 早?924年，奧地利物理學家泡里就提出了某些校可能有自旋和磁矩?！白孕币辉~起源于帶電粒子，如質(zhì)子、電子繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的經(jīng)典圖像。這種運動必然產(chǎn)生角動量和磁偶極矩，因為旋轉(zhuǎn)的電荷相當于一個電流線圈，由經(jīng)典電磁理論可知它們要產(chǎn)生磁場。當然這樣的解釋只是比較形象的比擬，實際情況要比這復雜得多。
原子核自旋的情況可用自旋量子數(shù)1表示。自旋量子數(shù)、質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)之間有以下關(guān)系：
質(zhì)量數(shù)原子序數(shù)自旋量子數(shù)(I)
奇數(shù)奇數(shù)或偶數(shù)1/2，3/2，5/2……
偶數(shù)偶數(shù)0
偶數(shù)奇數(shù) 1， 2， 3……
I>0的原子核在自旋時會產(chǎn)生磁場;I為1/2的核，其電荷分布基球狀;而I>1的核，其電荷分布不是球狀，因此有磁極矩。
I為0的原子核，沒有磁性，因此不是核磁共振的研究對象。
如果將1不為0的原子核置于強大的磁場中，在強磁場的作用下，就會發(fā)生能級分裂。如果用一個與其能級相適應的頻率的電磁輻射照射時，就會發(fā)生共振吸收，核磁共振的名稱就是來源于此。
斯特恩和蓋拉赫 1924年在原子束實驗中觀察到了鋰原子和銀原子的磁偏轉(zhuǎn)，并測量了未成對電子引起的原子磁矩。
1933年斯特恩等人測量了質(zhì)子的磁矩。1939年比拉第一次進行了核磁共振的實驗。1946年美國的普西爾和布洛赫同時提出質(zhì)子核磁共振的實驗報告。他們首先用核磁共振的方法研究了固體物質(zhì)、原子核的性質(zhì)、原子核之間及核周圍環(huán)境能量交換等問題。為此他們兩位獲得了1952年諾貝爾物理獎。50年代核磁共振方法開始應用于化學領(lǐng)域，1950年斯坦福大學的兩位物理學家普羅克特和虞以NH4NO3水溶液作為氮原子核源，在測定14N的磁矩時，發(fā)現(xiàn)兩個性質(zhì)截然不同的共振信號，從而發(fā)現(xiàn)了同一種原子核可隨其化學環(huán)境的不同吸收能量的共振條件也不同，即核磁共振吸收頻率不同。這種現(xiàn)象稱為“化學位移”。這是由于原子核外電子形成的磁場與外加磁場相互作用的結(jié)果。化學位移是鑒別官能團的重要依據(jù)。因為化學位移的大小與鍵的性質(zhì)和鍵合的元素種類等有密切的關(guān)系。此外，各組原子核之間的磁相互作用構(gòu)成自旋??自旋耦合。這種作用常常使得化學位移不同的各組原子核在共振吸收圖上顯示的不是單修而是多重峰，這種情況是由分子中鄰近原子核的數(shù)目，距離及對稱性等因素決定的，因此它有助于揭示整個分子的結(jié)構(gòu)。
由于上述成果高分辨核磁共振儀得以問世。開始測量的核主要是氫核，這是由于它的核磁共振信號較強。隨著儀器性能的提高，13C，3lP，15N等的核也能測量，儀器使用的磁場也越來越強。50年代制造出1T特拉斯)磁場，60年代制造出2T的磁場，并利用超導現(xiàn)象制造出汗的超導磁體。7O年代造出8T磁場?，F(xiàn)在核磁共振儀已經(jīng)被應用到從小分子到蛋白質(zhì)和核酸的各種各樣化學系統(tǒng)中。
科學故事3
美國在世界上第一個汽車成為日常生活必需品日地方。1930年，巨大數(shù)量日機動車輛行駛在道路上。在空曠地區(qū)日廣闊空間里，這是好事。但在城市里就有擁擠日問題。人們常常找不到一個停車位。
特別認識到這一點日人是報界人士卡爾頓·C·梅杰。他在《奧克拉荷馬市新聞報》工作，同時也擔任著當?shù)亍吧倘私煌ㄎ瘑T會”的會長。
梅杰認為要改變這一情形，比較公平的辦法是讓停車人為一定數(shù)量的停車時間付費。于是他便研制了停車場汽車停放計時器。
駕車人插入一枚硬幣之后，可以轉(zhuǎn)動旋鈕。旋鈕控制著一根指針，它會把旋鈕轉(zhuǎn)動以來已過了多少時間指示出來。當指針轉(zhuǎn)回到它最初的位置時，停車時間也就到了。
汽車停放計時器是如今許多城市中一道熟悉日景觀。它們可以讓駕車人在街道上停一段時間，這樣有助于控制交通流量。
梅杰最初的那些停車計時器都是一些不靈巧的裝置，看上去像是放在柱子上的面包。在獲得最初專利3年.
科學故事4
激光器
物理學家在研究原子結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)了激光。激光器問世以來，激光的應用已經(jīng)遍及工、農(nóng)、科研、國防各個領(lǐng)域，激光科學技術(shù)成為當代發(fā)展最快的科技領(lǐng)域之一。
1913年，丹麥物理學家玻爾提出，原子能夠以一系列能級不同的狀態(tài)存在，并且只能從一個能級跳躍到另～個能級。一個低能級的原子，吸收能量之后可以變?yōu)楦吣芗?高能級的原子變?yōu)榈湍芗墪r，會以輻射的形式把多余的能量放出來咱發(fā)輻射)。
1917年愛因斯坦提出，原子從較高的能級跳躍到低能級時可以通過自發(fā)輻射或受激輻射兩種不同的方式來實現(xiàn)。普通光源的發(fā)光主要就是自發(fā)輻射;處在激發(fā)態(tài)的原子在其他某種作用之下，例如光照，引起原子躍遷，原子受迫發(fā)光，原子的這種發(fā)光方式稱為受激輻射。
受激輻射理論提出來之后，并不受人重視，30年之后，直到1951年，美國物理學家湯斯對此發(fā)生興趣。一天他散步之后，坐在公園的長凳上默默思考這一問題，突然間他產(chǎn)生一種新的想法：在正常情況下。物質(zhì)的多數(shù)分子均處于低能態(tài)，能否改變這一狀況，使多數(shù)分子處于高能態(tài)，然后用微波照射這些分子，使其受激而發(fā)射能量，這就產(chǎn)生了放大作用。這種使一個容器里的原子或分子大部份轉(zhuǎn)入高能量的過程叫作粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，它是量子放大器和激光器進行工作的必要條件。
他當即在一個信封的背面勾畫出一些基本的設(shè)計要求，經(jīng)過3年的多次實驗，微波受激放大器(量子放大器)終于研制成功。早期的微波受激放大器是一個金屬小盒，盒里克進處于激發(fā)態(tài)的氨分子。當微波射入這個充滿了受激態(tài)氨分子的盒子時，就發(fā)出一束純而強的高頻微波射束。
蘇聯(lián)科學家巴索夫和普羅克哈羅夫也獨立地進行過類似的工作，并取得成功。1964年，湯斯、巴索夫、普羅克哈羅夫同獲諾貝爾物理學獎。
隨著量子放大器的發(fā)展，人們開始考慮將這些原理從微波波段擴展到光波波段的可能性。
1958年湯斯和肖洛提出了激光器的第一個理論方案。他們建議，用具有放大作用的物質(zhì)制成一根細長的柱體，它的兩端有互相平行的反射鏡，其中一面反射鏡為全反射鏡，另一面為部分反射鏡，光就沿著柱體來回地反射，形成一個光頻共振腔。
世界上第一臺激光器是1960年由美國的梅曼博士研制成功的。他用紅寶石單晶作為工作物質(zhì)，兩個端面磨平并鍍銀。紅寶石的主要成分是氧化鋁，其晶格中有一小部分鋁原子被鉻原子所替代，當作為激勵源的氙燈發(fā)出強光照射紅寶石時，紅寶石中的鉻原子吸收綠光和藍光，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，造成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。第一臺激光器，輸出功率為 10000瓦，其晶棒十分純凈，是用人工方法生產(chǎn)的，發(fā)出的激光強度為陽光的1000萬倍。
科學故事5
1928 年，在美國貝爾電話公司工作的物理學家揚斯基接受了實驗室分配給他的一項任務，要他找出當時新安裝的北大西洋無線電話受到“靜電干擾”的原因。1932 年，他在新澤西州架設(shè)了一臺他所設(shè)計的無線電接收機。他的天線像一座用木桿和黃銅條搭成的“腳手架”，底部裝有車輪，故有“旋轉(zhuǎn)木馬”之稱。它其實是世界上第一臺射電望遠鏡。借助這臺粗陋的設(shè)備，揚斯基悉心觀測，不輕易放過觀測得到的任何現(xiàn)象。有一天，他從耳機中接收到了一種出乎意料的干擾信號，一種連續(xù)不斷的嘶嘶聲。起初，他以為這個“不速之客”可能是人為的干擾，但是經(jīng)過一年多的跟蹤探究，發(fā)現(xiàn)那個干擾信號的強度有周期性變化，其同期恰好等于地球相對于恒星的自轉(zhuǎn)周期，即23小時56分零4秒。這說明干擾信號既不是來自地球也不是來自太陽，它可有來自遙遠的宇宙星體。揚斯基連續(xù)追測，終于發(fā)現(xiàn)每當天線指向恒星中的人馬星座時，那種干擾信號最強，于是他終于明白，他負責探究的靜電干擾至少有一部是由外層空間輻射的無線電波引起的。揚斯基向世人宣布了自己的重要發(fā)現(xiàn)。他的發(fā)現(xiàn)轟動了科學界，無線電工程師雷伯決心繼承他的研究，制造一個更好的接收器。1937年，雷伯用多年積蓄制成一個直徑9.45米的拋物面反射器,是世界上第一臺名副其實的射電望遠鏡。經(jīng)過耐心的工作，他終于接收到來自太陽和其他天體的射電波，從而證實了場斯基的發(fā)現(xiàn)。雷伯將觀測結(jié)果和研究資料公布后，天文學家正式承認了射電天文學，從此誕生了一個新分支學科。
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