奥运会圣火采集圣通过阳光采集有什么物理学道理?

2008年北京奥运会已成功举行.作为中学生更应关注奥运信息的有关物理知识.
(1)如图b所示,我们将五个福娃比做一个物体,五个福娃就是组成这个物体的分子,它们彼此连在一起,可以改变它们的形状,但不能改变体积,则这时福娃的组合相当于物体以液态存在.
(2)如图c是2008年奥运会的主场馆国家体育中心俗称“鸟巢”,在“鸟巢”的网状结构外表面还带贴上一层半透明的膜.阳光可以穿过透明的屋顶满足室内草坪的生长需要.使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和,由此形成的漫反射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也有为座席遮风挡雨的功能.
“使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和”你认为这句话的表述中哪些不正确,并说出你的理由.反射不会有光线进入室内.
(3)国家游泳中心又被称为“水立方”(如图d所示)&屋顶有3万平方米,雨水可100%的收集.它有一套雨水收集系统,一年收集的雨水量相当于150户居民一年的用水量
北京居民每户每年用水量为100吨).问:北京地区的年降水量约为500毫米.
解:(1)将五个福娃比做组成物体的分子,五环将它们彼此连在一起,可以改变它们的形状,但不能改变体积,相当于物体以液态存在;
(2)光由空气射向半透明膜时发生折射,体育场内的光线不是直接射进来的,而是通过折射射入体育馆的.
(3)一年收集的雨水量:
m=100t×150=1×1010g,
=1.5×1010cm3,
S=30000m2=3×108cm2,
“水立方”屋顶上水的深度:
=50cm=500mm.
故答案为:(1)液态;(2)反射不会有光线进入室内;(3)500mm.
(1)固态物质的分子有一定的体积和形状;液态物质的分子没有确定的形状,但有一定的体积;气态物质的分子没有一定的体积和形状;
(2)光从一种介质斜射入另一种介质时要发生折射;
(3)求出一年收集的雨水量利用密度公式求其体积,知道屋顶面积,可求降水量(屋顶水深). 上传我的文档
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生活中的物理--光学
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官方公共微信阳光照射的地方,会变热的物理学原理是什么?
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我们要摆脱概念的魔咒,实际不存在温度。
光是电磁波,本身携带能量。
光被物体吸收,能量传递给物体。
物体能量升高,其表现之一就是温度升高。
我觉得杨治国先生的回答的第二点才是正确的方向。“XX能转化为XX能”不能解来解释问题,只能用来总结一个解释,因为那无非就是热力学定律(即公理)。
然而和很惭愧我书也白读了,我也不懂解释。据我现在的知识,分子、原子之所以吸收光是因为被吸收的光的频率与某种运动模式的能级相匹配,吸收的结果是能级跃迁。跃迁到了高能级的运动如果回到低能级,就会释放出相应频率的光。这叫辐射。这些应该通称为“分子势能”,而温度是“分子动能”的量度。我是不清楚分子势能如何转化为分子动能。
虽然没有人这么做,但之所以不能从pVT关系去解释,是因为问题涉及到“光照”。但是问题不过是问“变热”,没有说“温度升高”,因此一种取巧的办法是把“变热”理解为“热辐射增加”,这样就不用解释分子势能如何转化成分子动能了,直接说高能级向低能级跃迁会辐射电磁波就行了——虽然能级跃迁不是热辐射的唯一原因。
BTW, 知乎允许修改自己的答案,就相当于允许用户综合其他人的答案之后把自己的答案修改成“完美版”,以赚取最多人的支持,成为第一条答案。由于这种简单的课本知识的公认答案基本是唯一的,所以可以这么做。我觉得知乎不适合用来讨论课本知识。
记得小学自然课有个实验,是两个同样的冰块,一块包上黑布,一块光着,在同样的地方晒,结果穿黑衣服的融化快
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好吧,看来这个问题确实有些地方不清楚,俺也修改下答案。。。
首先是两个关键词,阳光和热
我们先要搞清楚阳光是什么东西。阳光是电磁波,并且是很多不同频率的单色光组成的。我们人眼能看到的可见光在电磁波谱上只占很小的范围,波长从紫到红大概是380-740 nm。在此之外,阳光中还有可见光频段之外的组分,比如紫外,红外,X-Ray,等等。
然后我们需要知道什么是热。热是物质微粒的运动,物质内部越暴躁,它的温度就越高。物质内部的微粒有各种运动形态,
1)比如气体,我们知道气体分子实际上是在狂奔的,这可以说是气体分子整体平动;此外,对于一般的气体分子,还有其他运动形式,比如氧气,两个氧原子之间有伸缩振动,对更复杂的分子来讲,比如二氧化碳,它有4种振动模式。振动模式的数目随分子内原子个数增加而增加。这些振动都是有一定频率的,一般来讲,这些频率在红外频段,因此气体分子会吸收相应频率的红外线,达到一个比较高的振动激发态,这部分能量会在分子碰撞之类的过程中转变为分子的平动能,也就是说分子跑的更快了,温度增加了。。。
2)对于固体来说,情况有所不同。组成固体的分子或者原子(离子)他们是不能随便跑到别的地方的。但他们也可以在平衡位置附近振动。这里的情况更加复杂,原子数目更多,振动模式更加密集。对于不同的物质种类,比如金属和绝缘体,内部自由电子运动对温度啥的影响也有不同贡献。一般来讲,固体的红外吸收比气体来讲,更加连续。就是说,气体只能吸收某几个频率的红外线,但固体差不多都要。。固体吸收了能量,通过内部微粒的相互作用,很大一部分转变为原子的振动,致使温度升高,同时原子的活动范围也更大了。当原子振动强烈到一定程度后,会挣脱固体晶格结构的束缚,这时候固体就开始融化了。。
固体吸收的能量还可以再辐射出来,而辐射出的电磁波的波长或者频率跟固体本身的温度相关。比如一块温热的铁,我们靠近它能感到这东西有点温,这是我们的皮肤接收到铁块辐射出的红外线的结果。如果对这块铁继续加温,到一定程度后,我们会说这块铁“烧红了”,眼睛也能看到铁块发出的红光,温度升高了,铁块放出了更多的频率更高的光。电视上可以看到炼钢厂里面的铁水颜色更加明亮,这是因为铁温度更高,频率更高的黄色光等组分更多的缘故。
3)对于液体,可以说是最为复杂的常见物质相,我们可以把他看做气体和固体相间的情况。
4)其他物质相,比如等离子体之类,牵涉到了更高的能量,也离地面上的日常生活比较远了
19世纪末期,大家就对气体温度和运动的关系比较明确了。固体的情况稍差,有几个问题没有解决,比如黑体辐射。但关于光吸收的解释,可以说都是20世纪以后的工作,尤其是量子力学建立以后,普朗克,爱因斯坦,波尔,狄拉克等都在这些问题上做出了很漂亮的工作,当然有些已经载入了物理学史,是里程碑式的贡献。
就现在而言,光的吸收和发射也是当前化学,材料学,电子学等领域的前沿阵地。也就是说,这里面很多事情,还没地球人搞得比较明白。。。
补充@张毅文
光传播到物体表面后,一部分被反射,一部分被物体吸收;
如果物体是透明的话,光在物体的表面会发生反射和折射,部分也同样被吸收;
被吸收的光所携带的能量即转化为热能或者其他形式的能量(如光合作用过程中,光能转变为化学能)
题外话 看你能接受什么样的答案了 这种越是基本越无法完全回答的问题很多 如果你是学生就要深信一点:学习的过程 就是不断的否定---------------电磁波通过一个物体的时候,不加热。但产生的辐射被物体吸收。所不同的是,被吸收或传输的量,取决于材料和波长。我们来看在明亮的阳光下:如果照射窗户,玻璃不会非常热,如果直射你的皮肤,你便会感到温暖的光芒。这是一个吸收的问题:(在很大程度上)玻璃对可见光透明,但你的手是不是。在微波炉加热水的例子中,水非常好地吸收短波长的辐射(水对该波长是不透明的),所以它被加热了。液态的水吸收了大量的能量,因为水分子是一个极性分子:分子的一部分是带正电的,另一部分是带负电荷的。电磁辐射本质上是一个交变电场,水分子受其扰动,不断旋转。这一运动增加温度。如需更多信息,请参阅目前的研究结果中,普遍认为光、电磁辐射、电磁光谱等都说的是一种东西,区分它们的只有几个参数而已,因为他们都有一样的性质(波动性、粒子性),所以认为光具有电磁辐射效应。这些参数是:振幅(能量)频率/波长(波峰和波谷距离相位(波峰和波谷的位置)波的传播方向极化(在两个不同的方向波动)
1 能量守恒,光能转化为了动能,变现就是温度升高
2 细节的层面,还是不了解,简单的话,就是光子和物质碰撞
热有三种方式“传播”,即传导、对流、辐射。光照射实际就是一种热辐射。
阳光就是周期性变化的电(磁)场,受到阳光照射的话带电粒子会受到电场的作用摆动,分子平均动能随之升高,温度升高。
可见光波偏粒子性,可以认为光子撞到物体表面的分子上,加剧物体分子不规则运动剧烈程度,把能量传递给他。波长较长的电磁波偏波动性,可以认为光波传输到物体上引起物体内部分子“共振”,把能量传递给他。 微波炉能让某些食品里面先熟,外面后熟,就是因为第二种因素比第一种因素更强。而太阳光明显应该认为第一种因素效果更强。在生活中,如晾衣服,要把衣服撑开,晾在有太阳和有风的地方.这其中蕴含了什么物理道理?_百度作业帮
在生活中,如晾衣服,要把衣服撑开,晾在有太阳和有风的地方.这其中蕴含了什么物理道理?
在生活中,如晾衣服,要把衣服撑开,晾在有太阳和有风的地方.这其中蕴含了什么物理道理?
在太阳下是有液态变成气态,就气化,风容易增加表面空气的流动,是升华现象.
加温和增大蒸发面积
影响蒸发的因素有:温度,空气流动的速度,液体的表面积。把衣服撑开,这是让液体的表面积大一些,放在有太阳的地方是让液体的温度高一些,放在有风的地方是让液体上空气流动的快一些。网站防火墙
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