谁是第二个爱因斯坦(图)

http://www.sina.com.cn 2005年04月20日09:56 星辰在线-长沙晚报

　　全球“物理照耀世界”光束传递活动主信号为爱因斯坦头像和国际物理年宣传画，它们以电子邮件形式传递，图为技术人员在接受信号。陈飞卿永锋摄

　　作为光束传递的主要内容，发自美国普林斯顿的光束还附带几十个适合青少年研究的物理学课题。本报独家公布2005年国际物理年“大手拉小手——青少年科技传播行动”研究的全部课题，欢迎有志于献身物理学研究、梦想成为“爱因斯坦第二”的青少年读者积极投入研究。

　　一、设计实验类课题

　　1.制造彩色的影子。

　　问题：影子都是黑的么？如果不是，那它是什么颜色的？能让影子有颜色么？我们平时看到的五彩缤纷的世界为什么会有颜色？

　　请设计：让我有一个彩色的影子。

　　提示：请查阅三元色的原理，分析影子形成的条件。

　　推荐器材：3个有光罩的台灯、红、蓝、黄三色底片、一间暗室。

　　2.自制自行车里程计。

　　问题：汽车都有里程表，我们能不能给自行车也装个里程表呢？如何将自行车车轮的每一次转动自动记录下来并将其转换成公里数？用什么方法可以方便地实现计数？

　　请设计：用机械或电子的方法将自行车车轮的转动变换成公里数并记录下来。

　　提示：从自行车每圈转动与里程的关系、采样方法、记录方式几方面考虑。

　　推荐器材：干簧管、磁铁、计算器、导线等。

　　3.自制一个能测液体密度的杆秤

　　问题：我们平时遇到的一些液态商品的质量可能同其密度有关，如何才能方便地测出液体的质量呢？

　　请设计：给你一根杆称，请你添加一些小配件，设计一种方法可以方便地测液体密度。

　　推荐器材：杆秤。

　　4.设计一个不受太阳位置变化影响的太阳灶。

　　问题：太阳能是一种绿色可再生能源，但用太阳灶加热物品有个麻烦，那就是相对太阳灶来说太阳的角度在不停地变化，能不能设计一种太阳灶不论太阳在什么位置都有一个同样的焦点呢？

　　请设计：如题。

　　提示：请参考几何中一些曲面的特性。

　　推荐器材：小平镜（大量）。

　　5.设计一套家庭节约用水方案

　　问题：我们都知道我国的水资源非常的紧缺，节约用水是我们每个人的责任，做为一个家庭要用什么方法使用水源会更加合理？

　　请设计：家庭用水的流程、节水的细节、相关的装置。

　　6.设计社区生活垃圾分配和回收方案。

　　问题：人类在日常生活中会产生大量生活垃圾，有些有毒会污染环境（如旧电池、废日光灯管等），有些经过回收却是很好的工业原材料（金属制品、纸、塑料等）。如何方便地将垃圾分捡开来，将有用的部分回收、有毒的东西妥善处理呢？

　　请设计：利用各种垃圾不同的物理性质，设计一种分离装置能够分捡出一种或数种垃圾。

　　7.设计一个以利用太阳能为主要能源的环保型家庭能源方案。

　　问题：我们已经知道有很多种利用太阳能的民用装置，如太阳能热水器、太阳能电池，那么一个现代化的家庭能否只用太阳能就可以生活呢？

　　请设计：我想有一个绿色的环保家庭，我只想用太阳能，请给我设计一个家吧。我想看电视，我想用电脑，反正我又想环保又不想过原始人的生活，帮帮我吧。

　　提示：太阳能既可作为热源直接使用，又可以转化成电能存贮起来晚上和阴天时用，所以你要设计能量采集装置、能量存贮装置还有就是对房屋和家电的合理化安排。

　　8. 设计一个自动关门装置（不用电机、不用弹簧）。

　　问题：这要考考你们了，自动关门？还是和能量有关啊，不用弹簧要用什么方法才能把开门的能量存起一部分用来关门呢？

　　9.利用发光二极管设计一个不用电池的手电筒。

　　问题：发光二极管可是个好东西，发光效率高而且寿命还很长，大家在市面上见过那些不用电池就能发光的手电筒吧，其中包含着很多物理原理，我们也自己设计一个吧。

　　提示：将动能转化成电能，最好还有贮能（动能）装置，能让手电筒多亮一会。

　　10.建筑工地上的吊车的立柱是如何升降的？请设计出一个调节高度的方案。

　　二、分析思考类课题

　　1.你用气球能设计多少个实验？

　　2.用物理知识分析几种永动机失败的原因？

　　问题：大家都听说过永动机么？请找几种永动机的设计图来用我们所学过的物理知识指出它们不可能永远动下去的原因。

　　3.试用物理的方法分析估算，在300千米~400千米的飞船高度，能否用肉眼看到长城。

　　4.采用何种可行的办法能使在350千米左右的飞船高度，用肉眼容易地看到长城？

　　5.试用较简便的实验设备，搞清楚一般电子线路放电与空气气压、电压等的相互关系（为安全，只需小电流，电压不超过1000伏）。

　　6.在月球表面，能否用当代的枪或炮发射月球的“子弹或炮弹卫星”？

　　7.热交换有几种形式？在真空中两种不同温度的物体如何热交换？

　　8.为什么在逆风环境下，帆船仍能靠帆向前航行？

　　9.照亮楼梯的电灯在楼上和楼下都能开和关，电路是如何构成的？

　　10.激光和普通光相比有什么特点？

　　11.什么样的显微镜才能“看到”原子？为什么？

　　12.什么是反物质？（分析文章）

　　13.试比较飞机发动机和火箭及其飞行原理。

　　14.太空人在绕地球飞行的飞船里睡觉为什么不用翻身？

　　三、拓展提高类课题

　　1.在太阳系大行星的卫星系统中，是否也存在满足提丢斯-波得定则的情况？

　　2.总结到目前为止探测太阳系外行星系统的方法和成果。

　　3.避免小行星撞击地球的可行方法探讨。

　　4.计算白天通过一定口径的望远镜所能探测到的天体的极限星等。

　　作者：卿永锋陈飞

　　（来源：长沙晚报）