书城教材教辅课本上读不到的物理故事
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第26章 有趣的电磁学(6)

自从人们发现微波能传送能量之后,于是,有人就大胆地设想:如果把这个想法用到空中飞行的飞机上,飞机就可以从地面射来的微波束中得到能量。1987年9月人类实现了这个梦想,第一架无人驾驶的微波飞机在加拿大渥太华郊外的上空悠然自得地盘旋,它的能量来自飞机肚子下面的圆盘天线,一个像电话亭大小的发电机组把能量通过微波送上天空,飞机接收到微波后,再转化成电力驱动螺旋桨。未来的微波飞机可以不着陆地环球飞行,部分代替卫星的工作,不过要每隔一二百公里设一个微波发送站。

许多的物理学家都梦想着有朝一日能用微波的能量把航天飞机送上天空,因为一个航天飞机并不是很重,用微波发送可以节省20倍的经费。

【物理碰碰车】

幻想大型太空城

太阳所发出的射线经常会给科幻作家带来灵感。他们预计在不远的未来,人类将在月球与地球之间建立一个大型太空城。太空城由于能充分利用太阳能来发电,所以向地球出口的贸易中电力占主要成分,向地球输送电能的最好方法是通过微波束。

当然当飞机或生物穿过微波束的时候会受到严重损害,不过地球上有许多荒无人烟的沙漠,在那些地方建立微波接收站就可以避免意外事故的发生。

核电站泄漏为什么很恐怖

有时,人类研制出的东西,一旦控制不好,就会产生疯狂后果!核事故就是其一。下面,孩子,让我们回到悲惨的1986年,去看看人类有史以来最惨烈的核事故!

切尔诺贝利核电站,是苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核电站。原本,它被认为是世界上最安全的核电站,可这个光荣头衔在1986年4月26日这天被残酷终结了!当天,研究人员按平常操作对核电站4号反应堆进行半烘烤实验,忽然,一簇火苗升起,失火了!很快,核电站第4发电机组发生爆炸,而爆炸直接导致了核泄漏,31人当场死亡!紧接着,8吨多强烈辐射性物质从核电站漏出,辐射尘埃随风而散,成了无形的杀人利器!

尘埃随风而散,俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰的许多地区都遭受到核辐射污染,之后15年内,陆续有6~8万人因此死亡,核电站方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散、背井离乡。

一间又一间倒塌的房屋,高大却空空荡荡、阴森恐怖的厂房——曾经,切尔诺贝利是苏联的骄傲,可如今,这一片荒凉的无人地带,成了每个人心头的一道伤疤!

作为世界上影响最大的一次民用核电站泄漏事故,1986年4月26日凌晨的1点23分钟后发生在切尔诺贝利的许多细节,都通过媒体留在了许多人的记忆中。如今,那次事故已经过去将近30年了,但是人们依然不能忘记这一阴影。受污染地区的居民就连吃饭、喝水这样的小事都要小心翼翼,而当时出生的孩子们,甲状腺癌、白血病儿童以及新生儿生理残疾者数量也骤然增加。据专家估计,要想完全消除这场灾难的影响最少需要800年时间!

【物理碰碰车】切尔诺贝利巨鼠的传说

1986年,乌克兰境内的切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸,30人当场死亡,8吨多的强辐射物泄漏。传闻上世界90年代的时候,一支9人科学考察小组进入切尔诺贝利时,遭遇了一群巨鼠的袭击,只有一人生还,最后还是政府集结了大量军队和武器,才消灭了这些“切尔诺贝利巨鼠”。目前,这件事并没有得到证实,但是核辐射的确可以影响生物的遗传物质,改变生物的外在表现。

逃离“夜明珠”

电视上经常出现某人得到一颗夜明珠欣喜若狂的情节,不过,如果你有机会得到夜明珠,还是离它远点比较好。

宝石专家分析,目前市场上的夜明珠主要由一种叫“萤石”的物质加工而成,其中含有稀土、锶和钙,而萤石在加热或有紫外线照射下会显出荧光,具有不同程度的反射性。前面我们也已经知道了放射性的危害,所以如果你获得了一颗夜明珠,最好不要放在室内,拿去做个放射性检测是很有必要的!

除夜明珠外,骨头制成的艺术品也往往含有高辐射。原因很简单,动物吃了某种含铀、镭等物质的食物,而镭等物质沉淀在骨骼里就会造成放射性高。

不过,近几年,人们发现,微量的核辐射对人体也是有益的!浙江一带有个氡温泉,氡是由镭衰变产生的一种天然放射性气体。按理说,这样的温泉肯定有辐射,是不能接近的。但实际上,人们发现,由于温泉中氡气的浓度不高,并不会对人造成危害,相反,若温泉通风良好,它甚至可以治疗皮肤病,还可以帮人减肥!

这个消息是不是很不错呢?人人听到就感到恐慌的核辐射,正在慢慢地被人们理解,并出现了对人有益的影响。这样,慢慢地,人们就不会那么害怕核辐射,而核辐射头上那个“魔鬼”的帽子说不定什么时候也可能被摘掉了!

当然,我们也不能被射线的功用给迷惑了,它其实也有危害性!研究表明,长期受射线辐射的人,尤其是妇女和儿童,很容易受到侵蚀。此外,射线还是诱发癌症和冠心病的主要原因,因此更应该加强防范和注意。

【物理碰碰车】世界上最大的夜明珠

世界上最大的夜明珠重达6吨,直径1.6米,2010年首次在海南文昌市公开与世人见面。这颗夜明珠来自中国内蒙古,以萤石矿物为主,发现时是不规则形状,工匠用了3年时间把它加工而成现形,在黑暗的环境中能发出晶莹透亮的光芒,专家估计这颗夜明珠价值22亿人民币。

身在辐射中的悲剧

辐射非常危险,简直跟魔鬼一样。但实际上,真正的核辐射并不像人们看到的这样可怕。

核辐射,也称为放射性,是放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量,分天然辐射和人工辐射。天然辐射主要有宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质三种。而人工辐射,则包括放射性诊断和放射性治疗辐射源,如核磁共振、核武器爆炸落下的灰尘及核反应堆和加速器产生的照射等。

现在知道了吧?并非所有的核辐射都那么可怕!实际上,核辐射存在于所有物质中,是亿万年来存在的客观事实。你平常喝的水、吸的空气其实都是有辐射的,不过,少量辐射不会危及人类健康,只有过量的核辐射才会使人致病、致癌、致死。例如,核泄漏产生的核辐射,就会引发基因异变,使人出现畸形,如脸部整个被肉瘤遮住的无脸人,或只有半个脑袋的半头人等。

所以,客观来讲,核辐射并不是魔鬼,它只是存在于我们生活中的一种正常存在。只不过,由于核事故中核辐射产生的危害太大,所以人们放大了对核辐射的恐惧,把它“妖魔化”了!

我们从小就经常听到的著名科学家居里夫人就是一直致力于放射性现象的研究,发现了镭和钋两种放射性元素,两次获得诺贝尔奖。她是个伟大的女性,在丈夫不幸去世后,她一边独立抚养孩子,一边继续放射性现象的研究,甚至不顾放射物质对自身的伤害,一边与病魔作斗争一边工作。虽然,最终由于过度接触放射性物质,她去世了,但她对科学的贡献和不断攀登的科学精神,值得我们所有人学习!

【物理碰碰车】居里夫人的笔记本

日本研究人员通过精密测定发现居里夫人的笔记本上,至今仍零星分布着放射性物质镭,并且依然在放射着微量放射线。笔记本中记录了1919年至1931年的实验结果。研究人员通过特种胶片测定封面和扉页的放射线后,在其中发现了放射性物质镭,以及该物质生成的氡和钋等物质。这本笔记本每平方厘米的放射能量,稍低于人类接触后不会发生危险的极限值。

辐射在身中的喜剧

辐射虽然很危险,但是在现在医学中,辐射已经是一种很好的治疗工具了。

定维是位工人,平时身体很结实,在一次体检中查出他患了癌症。命运好像和他开了个玩笑,他是家里的顶梁柱,他倒下了,全家人该怎么办呢。

紧接着,他的病加重了,一直高烧不退,绝望的家人都为他准备后事了。几天几夜过去了,他又奇迹般地活过来了,并且癌肿完全消失了。 这件怪事引起了医学界的重视,经过研究发现:癌细胞比一般的正常细胞对热更敏感。高烧杀死了癌细胞,这就是高烧后在癌症病人身上发生的奇迹。

不过温度的控制是十分重要的,不然就会损坏正常的细胞。1975年,德国科学家佩蒂克大胆地采用一种全身麻醉加热的方法。他把麻醉后的病人放到50摄氏度的石蜡液体中,同时让他吸入高温气体,使体内达到 41.5~41.8度,据说治愈了很多肿瘤病人。

经过研究发现,有的癌细胞要更高的温度才能杀死。例如:用热杀死脑癌的温度阈值是43.5℃。但是人体不能长期处在这样的高温下,应该有一种局部加热的办法才行。科学家想到微波加热的原理,但是把整个人放在微波下烘烤,是非常有害的。后来想到,把微波辐射器做得很细很小,再送到有肿瘤的部位,这就是先进的微波介入治疗法。对于肝癌的病人,医生先用超声仪器判断肿瘤的位置,精确地引导探针穿刺到病变的部位,再植入微波辐射器,利用微波产生的热量消灭肿瘤细胞。细小的微波辐射器可以从口腔中送到食道里,这种微波发生器可以把食道中的癌细胞杀死,使堵塞的食道畅通。对于前列腺肿大也可以用类似方法治疗。还可以把极细的微波发生器送到血管里烧去血管壁的多余物质,使血管内壁变得光滑和富有弹性,目前在许多医院里已经可以进行上述手术了。

【物理碰碰车】微波做暖气

现在有人提出用微波代替居室内暖气加热的设想。低量的微波对人体无害,只能穿透人体皮肤的浅层,但是能使人感到温暖。由于家具不吸收微波,仍然是冰冷的,可以在家具的表面涂上吸收微波的材料,使沙发等的表面温暖宜人。