科学故事精选汇集.docx

科学故事精选汇集加速器科学家在研究原子核的结构时，采用了高速运动的亚原子粒子去轰击原子核。早在1906年，卢瑟福就利用放射性物质释放的高速。粒子来轰击物质。1919年他成功地从氮原子核中打出了质子，使??雍吮涑裳踉?雍恕5?1924年他已证明了a粒子能够从周期表中钾以前的几乎所有元素的原子核里打出质子来。然而使用天然产生的a粒子作为轰击物，有很大的局限性。首先带正电的a粒子与带正电的原子核相互排斥，要消耗很大的能量;其次a粒子无法直接瞄准原子核，发生碰撞全凭凑巧。在卢瑟福最初轰击氮的实验中，根据计算，每300000个a粒子才有一个能侥幸击中氮原子核。用什么办法能提高轰击原子核的效率呢?1928年，俄国出生的美国物理学家盖莫夫提出，可以用质子代替a粒子。质子的质量只有a粒子的四分之一，电量只有a粒子的一半，而且很容易得到，只要把氢原子电离就行了。但是质子的能量很小，不过通过电场或磁场可以对它施加作用力，增加它的能量。于是物理学家们开始尝试设计粒子加速器。1930年第一台实用的这种装置由英国物理学家考克拉夫特和瓦耳顿在剑桥大学制造成功了。这台装置叫做静电加速器，它能够产生数十万伏特的电压，从而使质子拥有足够高的能量。1932年，他们利用加速后的质子使理7原子核发生分裂。这是第一个由人造轰击粒子引起的核反应。由于采用了很高的电压，它的发展受到高压绝缘的限制，因此，人们就想利用较低的电压，使粒子加速到高能量。1930年劳伦斯建成第一台回旋加速器，这台加速器利用一块磁铁使质子沿着越来越大的圆周轨道运动，每经过一圈都得到一些能量，直至最后越出磁铁的作用范围，质子就以最大的能量沿着直线射出仪器之外。开始时，劳伦斯制作的回旋加速器模型结构简陋，真空室的直径只有10.2厘米。随后他又制作了可以实用的回旋加速器，用黄铜和封蜡作真空室，直径也只有11.4厘米，加上不到1千伏电压之后，可将质子加速到80000电子伏特。不到1千伏的电压，达到了8万伏的加速效果。此后劳伦斯不断改进回旋加速器。1936年，他改制成94厘米回旋加速器，使粒子能量达到6兆电子伏特。用它测量了中子磁矩，并且产生了第一个人造元素??得(TC)。由于实验的要求，科学家更进一步发展了同步加速器(最初的回旋加速器的后代)。同步加速器的周长可达数十公里，将粒子加速至光速的99.999%，相当于每小时92亿5千万公里。目前加速器已经和原子核物理紧紧结合在一起，不少新的粒子就是由加速器发现的。最先发现夸克的加速器直径为3.2公里，欧洲原子核研究中心在日内瓦建造的加速器周长达27公里。科学故事21872年的一天，在美国加利福尼亚州一个酒店里，斯坦福与科恩发生了激烈的争执：马奔跑时蹄子是否都着地?斯坦福认为奔跑的马在跃起的瞬间四蹄是腾空的;科恩却认为，马奔跑时始终有一蹄着地。争执的结果谁也说服不了谁，于是就采取了美国人惯用的方式打赌来解决。他们请来一位驯马好手来做裁决，然而，这位裁判员也难以断定谁是谁非。这很正常，因为单凭人的眼睛确实难以看清快速奔跑的马蹄是如何运动的。裁判的好友———英国摄影师麦布里奇知道了这件事后，表示可由他来试一试。他在跑道的一边安置了24架照相机，排成一行，相机镜头都对准跑道;在跑道的另一边，他打了24个木桩，每根木桩上都系上一根细绳，这些细绳横穿跑道，分别系到对面每架照相机的快门上。一切准备就绪后，麦布里奇牵来了一匹漂亮的骏马，让它从跑道一端飞奔到另一端。当跑马经过这一区域时，依次把24根引线绊断，24架照相机的快门也就依次被拉动而拍下了24张照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来。每相邻的两张照片动作差别很小，它们组成了一条连贯的照片带。裁判根据这组照片，终于看出马在奔跑时总有一蹄着地，不会四蹄腾空，从而判定科恩赢了。按理说，故事到此就应结束了，但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。一次，有人无意识地快速牵动那条照片带，结果眼前出现了一幕奇异的景象：各张照片中那些静止的马叠成一匹运动的马，它竟然“活”起来了!生物学家马莱从这里得到启迪。他试图用照片来研究动物的动作形态。当然，首先得解决连续摄影的方法问题，因为麦布里奇的那种摄影方式太麻烦了，不够实用。马莱是个聪明人，经过几年的不懈努力后，终于在1888年制造出一种轻便的“固定底片连续摄影机”，这就是现代摄影机的鼻祖了。从此之后，许多发明家将眼光投向了电影摄影机的研制上。1895年12月28日，法国人卢米埃尔兄弟在巴黎的“大咖啡馆”第一次用自己发明的放映摄影兼用机放映了《火车到站》影片，标志电影的正式诞生。当然，19世纪末电影的诞生从根本上说是科学技术与艺术相结合的综合产物，在电影诞生之前，许多发明家已经为电影的诞生做过艰苦的工作和基础性的贡献