科學(xué)故事最新匯集
在故事中暢游,孩子們會(huì)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(xué)故事，方便大家學(xué)習(xí)。
科學(xué)故事1
云室
云室是1904年由英國(guó)物理學(xué)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(yùn)動(dòng)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(dá)到探測(cè)粒子的目的。
云室是一個(gè)圓筒或箱狀的容器，側(cè)面有片云母窗用于照明光進(jìn)入和射入粒子，上面有玻璃窗以便觀察和攝影，下面有一個(gè)活塞，實(shí)驗(yàn)時(shí)容器充入飽和蒸汽和空氣。開始工作時(shí)，迅速將活塞向下移動(dòng)，容器內(nèi)氣體絕熱膨脹，溫度急劇下降，使氣體達(dá)到過飽和狀態(tài)。如果此時(shí)有一個(gè)粒子進(jìn)入容器，沿路徑產(chǎn)生離子對(duì)，每一離子便成為蒸汽的凝結(jié)核心，在沿粒子行進(jìn)的路徑上形成一串小液滴2當(dāng)有光照射時(shí)，這些小液滴對(duì)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(jī)拍攝下來。這些液滴是粒子運(yùn)動(dòng)留下來的徑跡，根據(jù)徑跡的長(zhǎng)短、濃談，以及在磁場(chǎng)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(guó)物理學(xué)家盧瑟福使用云室發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。
科學(xué)故事2
核磁共振儀
核磁共振儀廣泛用于有機(jī)物質(zhì)的研究、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、高分子化學(xué)以及醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生物學(xué)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(xué)領(lǐng)域最重要的分析技術(shù)之一。 早?924年，奧地利物理學(xué)家泡里就提出了某些校可能有自旋和磁矩。“自旋”一詞起源于帶電粒子，如質(zhì)子、電子繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的經(jīng)典圖像。這種運(yùn)動(dòng)必然產(chǎn)生角動(dòng)量和磁偶極矩，因?yàn)樾D(zhuǎn)的電荷相當(dāng)于一個(gè)電流線圈，由經(jīng)典電磁理論可知它們要產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)然這樣的解釋只是比較形象的比擬，實(shí)際情況要比這復(fù)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(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng);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(duì)象。
如果將1不為0的原子核置于強(qiáng)大的磁場(chǎng)中，在強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下，就會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂。如果用一個(gè)與其能級(jí)相適應(yīng)的頻率的電磁輻射照射時(shí)，就會(huì)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(shí)驗(yàn)中觀察到了鋰原子和銀原子的磁偏轉(zhuǎn)，并測(cè)量了未成對(duì)電子引起的原子磁矩。
1933年斯特恩等人測(cè)量了質(zhì)子的磁矩。1939年比拉第一次進(jìn)行了核磁共振的實(shí)驗(yàn)。1946年美國(guó)的普西爾和布洛赫同時(shí)提出質(zhì)子核磁共振的實(shí)驗(yàn)報(bào)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(jiǎng)。50年代核磁共振方法開始應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，1950年斯坦福大學(xué)的兩位物理學(xué)家普羅克特和虞以NH4NO3水溶液作為氮原子核源，在測(cè)定14N的磁矩時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)性質(zhì)截然不同的共振信號(hào)，從而發(fā)現(xiàn)了同一種原子核可隨其化學(xué)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(xué)位移”。這是由于原子核外電子形成的磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果?；瘜W(xué)位移是鑒別官能團(tuán)的重要依據(jù)。因?yàn)榛瘜W(xué)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(xué)位移不同的各組原子核在共振吸收?qǐng)D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(duì)稱性等因素決定的，因此它有助于揭示整個(gè)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(cè)量的核主要是氫核，這是由于它的核磁共振信號(hào)較強(qiáng)。隨著儀器性能的提高，13C，3lP，15N等的核也能測(cè)量，儀器使用的磁場(chǎng)也越來越強(qiáng)。50年代制造出1T特拉斯)磁場(chǎng)，60年代制造出2T的磁場(chǎng)，并利用超導(dǎo)現(xiàn)象制造出汗的超導(dǎo)磁體。7O年代造出8T磁場(chǎng)?，F(xiàn)在核磁共振儀已經(jīng)被應(yīng)用到從小分子到蛋白質(zhì)和核酸的各種各樣化學(xué)系統(tǒng)中。
科學(xué)故事3
美國(guó)在世界上第一個(gè)汽車成為日常生活必需品日地方。1930年，巨大數(shù)量日機(jī)動(dòng)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(gè)停車位。
特別認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)日人是報(bào)界人士卡爾頓·C·梅杰。他在《奧克拉荷馬市新聞報(bào)》工作，同時(shí)也擔(dān)任著當(dāng)?shù)亍吧倘私煌ㄎ瘑T會(huì)”的會(huì)長(zhǎng)。
梅杰認(rèn)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(shí)間付費(fèi)。于是他便研制了停車場(chǎng)汽車停放計(jì)時(shí)器。
駕車人插入一枚硬幣之后，可以轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕。旋鈕控制著一根指針，它會(huì)把旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)以來已過了多少時(shí)間指示出來。當(dāng)指針轉(zhuǎn)回到它最初的位置時(shí)，停車時(shí)間也就到了。
汽車停放計(jì)時(shí)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(shí)間，這樣有助于控制交通流量。
梅杰最初的那些停車計(jì)時(shí)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(xué)故事4
激光器
物理學(xué)家在研究原子結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)了激光。激光器問世以來，激光的應(yīng)用已經(jīng)遍及工、農(nóng)、科研、國(guó)防各個(gè)領(lǐng)域，激光科學(xué)技術(shù)成為當(dāng)代發(fā)展最快的科技領(lǐng)域之一。
1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾提出，原子能夠以一系列能級(jí)不同的狀態(tài)存在，并且只能從一個(gè)能級(jí)跳躍到另～個(gè)能級(jí)。一個(gè)低能級(jí)的原子，吸收能量之后可以變?yōu)楦吣芗?jí);高能級(jí)的原子變?yōu)榈湍芗?jí)時(shí)，會(huì)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(jí)跳躍到低能級(jí)時(shí)可以通過自發(fā)輻射或受激輻射兩種不同的方式來實(shí)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(guó)物理學(xué)家湯斯對(duì)此發(fā)生興趣。一天他散步之后，坐在公園的長(zhǎng)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(gè)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(jìn)行工作的必要條件。
他當(dāng)即在一個(gè)信封的背面勾畫出一些基本的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過3年的多次實(shí)驗(yàn)，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(gè)金屬小盒，盒里克進(jìn)處于激發(fā)態(tài)的氨分子。當(dāng)微波射入這個(gè)充滿了受激態(tài)氨分子的盒子時(shí)，就發(fā)出一束純而強(qiáng)的高頻微波射束。
蘇聯(lián)科學(xué)家巴索夫和普羅克哈羅夫也獨(dú)立地進(jìn)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(xué)獎(jiǎng)。
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(kuò)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(gè)理論方案。他們建議，用具有放大作用的物質(zhì)制成一根細(xì)長(zhǎng)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(gè)光頻共振腔。
世界上第一臺(tái)激光器是1960年由美國(guó)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(gè)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(dāng)作為激勵(lì)源的氙燈發(fā)出強(qiáng)光照射紅寶石時(shí)，紅寶石中的鉻原子吸收綠光和藍(lán)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(tái)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(qiáng)度為陽(yáng)光的1000萬倍。
科學(xué)故事5
1928 年，在美國(guó)貝爾電話公司工作的物理學(xué)家揚(yáng)斯基接受了實(shí)驗(yàn)室分配給他的一項(xiàng)任務(wù)，要他找出當(dāng)時(shí)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(tái)他所設(shè)計(jì)的無線電接收機(jī)。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(shí)是世界上第一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡。借助這臺(tái)粗陋的設(shè)備，揚(yáng)斯基悉心觀測(cè)，不輕易放過觀測(cè)得到的任何現(xiàn)象。有一天，他從耳機(jī)中接收到了一種出乎意料的干擾信號(hào)，一種連續(xù)不斷的嘶嘶聲。起初，他以為這個(gè)“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(gè)干擾信號(hào)的強(qiáng)度有周期性變化，其同期恰好等于地球相對(duì)于恒星的自轉(zhuǎn)周期，即23小時(shí)56分零4秒。這說明干擾信號(hào)既不是來自地球也不是來自太陽(yáng)，它可有來自遙遠(yuǎn)的宇宙星體。揚(yáng)斯基連續(xù)追測(cè)，終于發(fā)現(xiàn)每當(dāng)天線指向恒星中的人馬星座時(shí)，那種干擾信號(hào)最強(qiáng)，于是他終于明白，他負(fù)責(zé)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(yáng)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(dòng)了科學(xué)界，無線電工程師雷伯決心繼承他的研究，制造一個(gè)更好的接收器。1937年，雷伯用多年積蓄制成一個(gè)直徑9.45米的拋物面反射器,是世界上第一臺(tái)名副其實(shí)的射電望遠(yuǎn)鏡。經(jīng)過耐心的工作，他終于接收到來自太陽(yáng)和其他天體的射電波，從而證實(shí)了場(chǎng)斯基的發(fā)現(xiàn)。雷伯將觀測(cè)結(jié)果和研究資料公布后，天文學(xué)家正式承認(rèn)了射電天文學(xué)，從此誕生了一個(gè)新分支學(xué)科。
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