有关物理的冷知识

1. 如果你“掉进
”地球，到达地球另一端所花的时间为38分钟。

来自加拿大蒙特利尔尔麦吉尔大学 (McGill University) 的物理学家计算 ，如果人穿过地球上的一个洞
，只需38分11秒就能到达地球的另一侧 。飞行速度将达到每秒5英里以上
。

2. 人生地不熟时，人倾向往右转 ，而非往左。

一位心理学教授斯蒂芬比特古德 (Stephen Bitgood) 称
，前往一个没有任何方向指示的地区时，右撇子人 (占成年人口的90%) 倾向于往右走 。因此行销人员会将产品从左到右放置在货架上 ，从最便宜的货架开始到更昂贵的货架作结
，如此一来可促进买气
。

3. 火车比脚踏车早发明16年。

第一辆火车膨化魔鬼 (Puffing Devil) 是由英国工程师Richard Trevithick在1801年发明的，而第一辆自行车的原型：两轮装置Laufmaschineg是由1817年由德国教授Baron Karl von Drais打造 。

4. 老鼠被搔痒时会笑
。

科学家们发现 ，老鼠是唯一可以在发痒的时候笑的哺乳动物
，就像人类一样。 但是老鼠只有心情愉快时被搔痒才会笑 。如果他们感到沮丧或恐惧，搔痒的反应明显较弱
。

5. 北极熊的毛不是白的。

事实上 ，北极熊的皮毛没有色素，它是半透明的 。他们的皮肤是黑色的
，这有助于他们保持温暖，因为黑色更容易吸收阳光 ，也能加快游泳后皮毛变干的过程。

6. 大部分的人体脂肪都是透过呼气从身体排出
。

澳洲物理学家鲁本米尔曼 (Ruben Meerman) 进行了一系列实验
，发现人们会呼出脂肪。他已证明，大约22磅的脂肪会变成18.5磅的二氧化碳 ，以呼出的空气形式离开人体
，而我们我们会透过液体流失大约3.5磅 (排尿
、汗水和眼泪) 。

7. 爱丽丝梦游仙境不仅是一本书，也是一种罕见的疾病
。

爱丽丝梦游仙境综合征也被称为小天狼星的视线 (Lilliput sight)。这是一种罕见的神经紊乱 ，其特征是对世界的感知变得扭曲：一个人可以将大的物体看作小的物体
，而微小的物体可以被他们视为巨大的物体 。这种疾病在1955年被发现
。

8. 巧克力能使你更聪明。

弗朗茨梅塞利博士 (Franz Messerli) 进行研究发现，巧克力的摄取可以提高一个人的心理能力 。虽然他承认这个实验只是为了好玩 ，但他仍成功勾勒出不同国家的巧克力消耗量与这些国家的诺贝尔奖获得者之间的直接联系
。

9. 英国的医务人员不允许在工作时戴戒指。

戒指背后的手指上的空间可能会留有污染
，而且难以清除 。 因此，为了不浪费宝贵的时间 ，英国禁止医务人员配戴戒指
。唯一的例外是宗教配饰。

10. 不是只有人类能够结婚 。

艾莉卡艾菲尔 (Erika Eiffel) 拥有这个著名的姓氏并非没有道理。她不是古斯塔夫艾菲尔 (法国工程师) 的后裔，她是…艾菲尔铁塔的老婆
。2007年
，她正式在巴黎的艾菲尔铁塔登记结婚。在与塔结婚之前，她曾与一把名为兰斯 (Lance) 的蝴蝶结有过一段很长的恋情 。顺便说一下 ，艾莉卡不是地球上唯一对物体有强烈情感的人
。

11. 真菌的内部结构更像动物而非植物。

大家应该都在学校学过
，真菌在植物世界中是一个独立的存在 。分子遗传学研究表明，虽然真菌与动物是不同类别 ，但它们的细胞结构比起植物更接近动物
。

12. 金字塔建造的同时
，地球上还存在着猛犸象。

虽然毛茸茸的猛犸像在更新世时代 (Pleistocene epoch)被认为已经完全死亡，但仍然有一些在远离孤岛的弗兰格尔岛 (Wrangel) 上生存下来 。大约4000年前它们都还在那存活 ，而那是在吉萨金字塔 (Pyramid of Giza) 建成的几个世纪之后
。科学家们认为
，这是因为那个小岛与大陆分离时，上面留有一小群猛玛象 ，这令它们的生命延续了很长一段时间。

　想必很多人都见到过彩虹
，一说到它你脑海里总能浮现出一道七色圆弧 。但你知道彩虹为什么是弯的吗？彩虹真的是恰好七种颜色吗？下面就带大家来了解一下
。

　 古代人对彩虹的观察和研究

　 对彩虹的研究最早可以追溯至公元前 4 世纪。亚里士多德是第一个认真研究彩虹的人，他曾指出彩虹最为重要的几个特征 ，比如：如果太阳在地平线上升起得不太高，彩虹就会出现 。彩虹不会出现在夏日的中午
，我们可以同时看到两条形状相同但颜色顺序排列相反的彩虹，其中外侧那条显得略为松散 ，彩虹主要由三种（或四种）颜色组成（现代的RGB三原色理论亦基于此）
，但是有一个很重要的现象亚里士多德并没有注意到，那就是两条虹中间的区域亮度较暗 ，直到公元约 200 年雅典哲学家亚历山大（Alexander of Aphrodisia）才观察到这个现象
，所以后人就将这条暗带命名为“亚历山大暗带”（dark band of Alexander）。另外，亚里士多德对彩虹的解释并不正确 ，他认为只有大的镜子可以反射出物体的全部外形
，他把天空中的水滴比做小镜子，认为这个镜子太小了 ，不可能反射出整个太阳
，但是又必须得有什么东西反射出来，所以会有颜色呈现出来
。而且 ，亚里士多德也没有注意到光的折射作用。

　在此之后，古罗马哲学家塞内卡、波斯物理学家海什木等人也都曾发表过自己的看法 。中国北宋时期一位叫 孙思恭 的精通天文历算的进士也曾说过“虹乃雨中日影也
，日照雨则有之 ”（沈括《梦溪笔谈》），这些均只停留在对现象的思考上 ，没有更多深入和本质性的研究
。 ?

　 我们现在知道
，彩虹的形成和光的折射有关。所以直到人们发现折射定律，彩虹问题才有条件被解决 。光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射 ，入射光和折射光位于同一个平面上
，且与法线的夹角满足如下关系：

　 其中， n1 和 n2 分别是两个介质的折射率 ，θ1 和 θ2 分别是入射光（或折射光）与法线的夹角
，叫做入射角和折射角
。这个定律最早在公元 984 年被波斯科学家 IbnSahl 精确描述。随后又被英国科学家 托马斯·哈利奥特 （1602 年） 、荷兰物理学家 威理博?斯涅尔 （1621 年）
、法国数学家笛卡尔（1637 年）等人先后独立发现这个定律 。

　其中，笛卡尔利用折射定律 ，成功解释了彩虹是如何形成的
。笛卡尔假想在一个AFZ 平面内
，光线从AF处射出，人眼位于E 处。如果这时把一个代表水滴的圆球放在 BCD 处 ，那么D 部分将呈现全红色且比其它部分都更明亮 。而无论是把球向前向后还是向左向右移动，这个现象均不会改变
。笛卡尔测出此时的∠DEM 约为 42°（M 为彩虹的圆心）。之后他将∠DEM 调得稍大一些
，观察到红光立刻就消失了，稍小一些 ，则能看到**、蓝色等其它颜色 。在仔细检查BCD 处的球后
，笛卡尔得出结论：光线AB在B点处射入球体发生折射打到C点，随后在C点处发生反射传递到D点 ，并在D点再次发生折射而出。

　上面这段话并不太好理解
，转化成现代语言就是：以空中的一个水珠为例，如下图所示 ，光线在水滴内发生两次折射和一次反射
。其中α为入射角
，β为折射角。容易看到，角D（α）就是最后的光线偏离原始方向的角度 。 ?

　为什么中午很难看到彩虹

　 顺带一说的是 ，你在中午几乎看不到彩虹
。因为太阳位于底面圆心（即彩虹的圆心）与人眼连线的延长线上
，这导致了彩虹不会出现在中午——太阳越高，彩虹的圆心将越往地平线以下偏移 ，这使得彩虹整体下移。当然如果从空中俯瞰的话，可以观察到完整的圆形彩虹 。如果没有飞机
，站在视野开阔的高山之巅也有可能看到
。

　彩虹是七色的吗？

　 说完彩虹的形状，不妨再说说彩虹的颜色。一种广为流传的说法是彩虹由 7 种颜色组成 。但事实上彩虹是一道由红色到紫色的连续光谱（“光谱
”一词最先由牛顿创造） ，并非真的只是由7种泾渭分明的颜色组成
。1665 年牛顿在棱镜实验中将可见光分为红 、橙
、黄、绿 、蓝
、靛、紫这7种颜色
，实际是受到了来源于古希腊的毕达哥拉斯学派的影响。毕达哥拉斯学派认为数学是美的（比如他们搞出的“黄金分割”），在祷文中他们认为1是纯洁的 ，4是圣洁的
，10是万物之母，而数字7则象征著完美 。在牛顿之前 ，“七原色 ”（seven principal colours）的概念就已出现在中世纪的神秘主义和炼金术理论之中
，并在文艺复兴时期成为遵行的颜色理论
。 赶快将这篇文章分享出去吧！