審稿人：
物理學(xué)家已經(jīng)弄清楚了宇宙中一些最精細(xì)的細(xì)節(jié)，從黑洞的半徑到亞原子粒子的行為，但我們卻看不到它們。 然而，在生活中我們常常會遇到一些令我們驚訝的現(xiàn)象。 它們之所以令人驚訝，是因?yàn)樗鼈內(nèi)狈?a href='http://www.njxqhms.com/gaozhongwuli/jiaoxueshipin/126067.html' title='南通市海門區(qū)樹勛初級中學(xué)：科學(xué)思維是物理核心素養(yǎng)的重要維度' target='_blank'>科學(xué)解釋（有些現(xiàn)象最近才得到解釋）。
正如您將在下面看到的，有一些表面上看似平凡的謎團(tuán)。
堅(jiān)果
堅(jiān)果
如果你搖動一盒混有各種堅(jiān)果的混合干果，你會發(fā)現(xiàn)較大的堅(jiān)果會浮到頂部，而較小的、切碎的堅(jiān)果則留在下面。 人們通常認(rèn)為，根據(jù)重力原理，在一堆大小不同的顆粒中，較大且較重的顆粒應(yīng)該沉到下面。 實(shí)際情況與我們的常識有很大不同。 這被稱為“巴西堅(jiān)果效應(yīng)”。 而這種看似平凡的現(xiàn)象，實(shí)際上涉及到物理學(xué)中一個神秘的未解之謎——如何描述大量相互作用的物體。
當(dāng)你搖動盒子時，在各種物體（無論是堅(jiān)果還是其他不同大小的物體）中，即使較重的物體受到較大的引力，但隨著時間的推移，較大的物體會逐漸上升，較小的物體會逐漸下沉。 也許那些較小的物體通過物體之間的間隙到達(dá)底部。 對流也可能發(fā)揮作用，使小物體沉淀在底部。 所有這些可能性都可能與巴西堅(jiān)果效應(yīng)有關(guān)，但沒有人知道哪些因素或在多大程度上影響了這一結(jié)果，因此目前還沒有出現(xiàn)良好的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果。
泡沫
泡沫
今天你洗泡泡浴了嗎？ 也許沒有，但是你刮胡子、洗衣服了嗎？ 泡沫在我們的生活中隨處可見。 由于我們的普遍習(xí)慣，我們很少思考這個問題：氣泡是固體、液體還是氣體？
據(jù)加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)教授介紹：泡沫通常由 95% 的氣體和 5% 的液體組成。 不知何故，這種混合物使它們呈現(xiàn)出固體的某些特征。 泡沫中的氣體將液體分開，形成微小氣泡的基質(zhì)，如果氣泡的液壁足夠堅(jiān)硬，則泡沫可以在一定時間內(nèi)保持其形狀。
然而，沒有任何公式可以根據(jù)泡沫的大小或所含液體的量準(zhǔn)確預(yù)測泡沫的硬度或軟度。 “我們對氣泡的物理學(xué)知之甚少，”告訴美國宇航局科學(xué)。
冰
冰
科學(xué)家們已經(jīng)探索了一個半世紀(jì)，但仍然沒有弄清楚為什么冰會讓人滑倒。 科學(xué)家認(rèn)為，固體冰上覆蓋著一層薄薄的水。 即使這層水很薄，液態(tài)水的流動性也會使冰變得很滑，很難在冰上行走。 然而，更難理解的是，與其他固體不同，為什么只有冰上面覆蓋著一層水呢？
理論家推測，冰面可能由于與冰接觸并在冰上滑動而融化。 有人認(rèn)為，這層水在鞋子接觸之前就已經(jīng)存在，是由表面分子的固有運(yùn)動產(chǎn)生的。
谷物
麥片
您有沒有想過為什么您的早餐麥片會結(jié)塊或粘在牛奶杯的一邊？ 這種現(xiàn)象被稱為“ 效應(yīng)”。 這種結(jié)塊現(xiàn)象適用于任何漂浮的東西，包括早晨剃須后水中的氣泡和毛發(fā)顆粒。
劍橋大學(xué)研究生維拉和哈佛大學(xué)的數(shù)學(xué)家在 2005 年的一篇論文中首先解釋了這種物理效應(yīng)。 他們證明了麥圈效應(yīng)是由液體表面的幾何形狀產(chǎn)生的。
表面張力導(dǎo)致牛奶表面在杯子中間輕微塌陷。 由于牛奶中的水分子被玻璃吸引，牛奶的表面圍繞杯子邊緣向上彎曲。 正是由于這個原因，靠近邊緣的谷物沿著這條曲線向上漂浮，使其看起來好像它們緊貼著邊緣。
此外，漂浮在杯子中間的顆粒會導(dǎo)致牛奶表面因表面張力而凹陷，從而產(chǎn)生傾斜。 當(dāng)兩塊谷物接觸時，它們的兩個凹陷會合二為一，導(dǎo)致它們粘在一起。
磁場
磁鐵：很奇怪，不是嗎！ 怎么了？
Jearl 是克利夫蘭州立大學(xué)的物理學(xué)教授，也是《物理學(xué)基礎(chǔ)》教科書（Wiley，第 8 版，2007 年）的作者，他解釋說，磁場自然地由構(gòu)成物體的帶電粒子（尤其是電子）產(chǎn)生并向外輻射。原子。
通常，電子的磁場指向不同的方向并相互抵消。 （這就是為什么當(dāng)你四處走動時，你體內(nèi)的電子不會粘在冰箱上。）但是觀察奇妙的物理現(xiàn)象，當(dāng)物體中的所有電子沿同一方向排列時，就像許多金屬中發(fā)生的那樣（很明顯，在磁鐵中），產(chǎn)生凈磁場。 這會對其他磁性物體施加力，根據(jù)其自身磁場的方向吸引或排斥它們。
不幸的是，試圖更深入地了解磁性的本質(zhì)基本上是不可能的。 盡管物理學(xué)家提出了量子力學(xué)，非常準(zhǔn)確地解釋了粒子的行為，但無法直觀地理解該理論的實(shí)際含義。
物理學(xué)家想知道：為什么粒子會輻射磁場，什么是磁場，以及為什么它們總是沿兩個方向排列，從而使磁體具有北極和南極？ “我們剛剛觀察到，當(dāng)你讓帶電粒子移動時，它會產(chǎn)生一個磁場和兩個磁極，我們不知道為什么。這只是宇宙的一個特征，數(shù)學(xué)解釋只是試圖理解這個作業(yè)大自然已經(jīng)給了我們并得到答案。
靜電
靜電是一種令人不快且神秘的存在。 我們所知道的是：當(dāng)你的身體表面積累了太多的正電荷或負(fù)電荷時，當(dāng)你觸摸某物時，這些電荷會中和并放電。 或者，當(dāng)靜電積聚在其他物體（例如您觸摸的物體）上時觀察奇妙的物理現(xiàn)象，就會發(fā)生這種情況。 在這種情況下，您就是收費(fèi)的路徑。
但為什么這些費(fèi)用會累積呢？ 我們還不知道。 一個常見的（也許是部分正確的）解釋是，當(dāng)兩個物體摩擦在一起時，摩擦力會將電子從一個物體的原子上撞開，然后這些電子轉(zhuǎn)移到第二個物體，使第一個物體的原子攜帶一個過量的正電荷并給第二個物體過量的負(fù)電子。 這兩個物體（例如你的頭發(fā)和羊毛帽子）將帶有靜電。 但為什么電子從一個物體流向另一個物體而不是雙向移動呢？
這從未得到令人滿意的解釋，西北大學(xué)研究人員最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)情況可能并非如此。 正如《科學(xué)》雜志中詳細(xì)介紹的那樣，人們發(fā)現(xiàn)帶靜電的物體上存在過量的正電荷和負(fù)電荷。 他還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體受到摩擦?xí)r，整個分子似乎會在物體之間遷移。
顯然，對靜電的解釋正在發(fā)生變化。
彩虹
彩虹
當(dāng)陽光照射到地球大氣層中的水滴時，就會形成彩虹。 這些水滴的作用就像棱鏡，將光“折射”或分裂成其組成顏色，并以 40 到 42 度之間的角度將其從太陽發(fā)射出去。
當(dāng)然，彩虹不再是什么神秘的科學(xué)問題。 它們來自穿過球形液滴的光：首先，光在進(jìn)入液滴表面時發(fā)生折射，然后在液滴內(nèi)部反射，并在離開液滴時再次發(fā)生折射。 所有這些折射和反射決定了它的最終方向。 這種解釋自 17 世紀(jì)物理學(xué)家艾薩克·牛頓時代起就為人所知。
但想象一下在那之前神秘的彩虹會是什么樣子！ 因?yàn)樗鼈內(nèi)绱嗣利悺⑷绱松衩?，所以它們在許多早期宗教中都占有重要地位。 例如，在古希臘，人們相信彩虹是眾神的使者在人間和天堂之間行走的道路。
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