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生活中的科普之——自然界的科学

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    發表於 2023-8-18 15:19:21 |只看該作者 |倒序瀏覽

    1. 为什么看鳞能知道鱼的年龄?

    好像鱼全身就长满了细小的鳞片。鳞片由许多大小不同的薄片构成,中间厚,边上薄,最上面一层最小,但是最老;最下面一层最大,但是最年轻。一年四季中,鱼的生长速度不同。通常,春夏生长快,秋季生长慢,冬天则停止生长,第二年春天又重新恢复生长。鳞片也是这样,春夏生成的部分较宽阔,秋季生成的部分较狭窄,冬天则停止生长。宽窄不同的薄片有次序地叠在一起,围绕着中心,一个接一个,形成许多环带,叫做“生长年带”。生长年带的数目,正好和鱼所经历的年数相符合。春夏生成的宽阔薄片排列稀,秋季生成的狭窄薄片排列紧密,两者之间有个明显界限,是第一年生长带和第二年生长带的分界线,叫做“年轮”。年轮多的鱼年龄大,年轮少的鱼年龄小。 所以,看鱼鳞,根据年轮的多少,就能够推算出鱼的准确年龄来。

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    2. 鱼鳞为什么能发光?

    在鱼类皮肤的真皮内和鳞片上下,分布着色素细胞与光彩细胞。但是只有色素细胞,并不能使鱼体呈现灿烂光彩。鱼类的皮肤里,还有一种光彩细胞。这种细胞内含有无色或白色的结晶体。它们堆积在细胞内,当光线照射到鱼体时,通过光彩细胞内的反射和干扰,映现在我们的眼前时,便成为亮银般的闪光。所以,鱼的鳞片能够闪闪发光,主要是光彩细胞的作用。

    3. 为什么鸟会飞?

    鸟类之所以能够自由飞行,除了有翅膀外,还有适应于飞行的一系列身体结构。鸟骨非常轻,但却十分坚硬。鸟骨里大多没有骨髓,而是有很多空隙,备有气囊,能贮存很多空气,互相连通。鸟儿吸气时,空气不仅进到肺内,而且一直深入骨腔。这样既减轻体重,又便于飞翔。鸟类头骨的所有骨片完全融合联接。脊椎骨和脸骨结合成一个坚固无比的“架子”,肋骨由强有力的肌肉韧带固定在这个“架子”上。它的两根有力的肩胛骨由锁骨锁在胸前,锁骨则与叉骨融接。善飞的鸟在胸骨上都长有三角形的龙骨突起,以增加胸肌及两翼肌肉的联接力。鸟类这幅独特的骨架,既坚固有力,又不影响活动,能很好地适应空中飞行。

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    鸟怎样降落?

    鸟是通过降低飞行速度来降落的。减速时,它们将身体转向使其变成朝上的姿势,并将尾部羽毛朝下展开。此外,它们还将双腿朝前下方放置,起辅助制动的作用。还有一些鸟在降落时要朝相反的方向轻轻扇动翅膀,仿佛是要将自己向后推似的。

    4. 为什么鸟在树上睡觉时不会摔下来?

    鸟和人类一样,睡眠时全身放松,但它却不会从树上掉下来。其实,奥妙就在鸟的腿脚上。树栖鸟类的脚,有一个锁扣机关,长有屈肌和筋腱,非常适合抓住树枝。当鸟全身放松蹲下睡觉时,它能用身体的重压使脚趾自动紧握住树枝,这样只管放心睡觉,万无一失,摔不下来。当鸟儿睡醒后站立起来时,它腿上的肌腱又重新舒展开。同时,鸟类为了适应环境的需要,在长期的飞翔生活中练就了一套高超的平衡本领,这也是它能在睡眠时不会从树上摔下来的重要原因。

    5. 为什么马要站着睡觉?

    家养的马都是由野马驯化而来的,它站着睡觉是继承了野马的生活习性。

    生活在复杂的自然环境中的动物,都有特定的睡觉姿势,是它们在激烈的自然界生存竞争中形成的睡眠习惯。野马是生活在草原上的食草动物,经常受到食肉猛兽的威胁,随时都有被吃掉的危险,因此,它们睡觉从不躺下,而是像白天那样扬着头站着,闭上眼睛睡觉。这样的睡觉姿势,具有防御敌害、逃跑方便、警戒及时、保证安全等作用。马一次奔波以后,站在树荫下休息的时候,低头闭眼就可以打一次“瞌睡”。

    6. 为什么竹子开花后会死?

    竹子是多年生的木质化植物,具有地上茎(竹杆)和地下茎(竹鞭)。通常情况下,竹叶制造的养分可以用来使竹杆长高、长粗、长枝叶及长根,多余的养分运到竹鞭。竹鞭上的芽萌发,在土中逐渐肥大,并不屈不挠地向上顶,出土后,就是鲜嫩的竹笋。它长大后又变成郁郁葱葱的竹子。竹子一般要活十几年或几十年才开花、结籽。但是,如果遇到特殊不良环境,如干旱异常、严重的病虫害或营养不足等,竹子也会提前开花,竹子开花时,竹叶制造的所有养分都用来开花、结籽。竹子尽其所能,把所有的精华都浓缩到种子中。开完花结完籽,竹子中贮藏的养分也耗光了,它也完成了自己的使命。

    7. 为什么花有各种不同的颜色?

    花儿为什么这样多姿多彩?仔细地观察一下,就可以发现,大多数花儿的颜色,是在红、紫、蓝之间变化着,另外一些是在黄、橙、红之间变化着。花色之所以能够在黄、橙、红之间变化,那是由于类胡萝卜素在起作用。类胡萝卜素的种类很多,大约有60种。像枯黄的叶子、成熟的烟叶里所含的黄色的叶黄素,就是类胡萝卜素中的一种。花色能够在红、紫、蓝之间变化,是因为花朵细胞里的花青素在起作用。花青素是一种有机色素,它极易变色,只要温度、酸碱度稍有变化,就会呈现不同的颜色。在植物体里,有酸性的物质,也有碱性的物质。即使在同一植物体内,酸碱度也会因光照、温度和湿度等不同而产生不同的变化。因此花朵便会出现不同的颜色。

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    植物的花由哪些部分组成?

    花的颜色、形状相差很大,但是它们的基本结构是相同的。一朵完整的花可分为五个部分,即花柄、花托、花被、雄蕊群、雌蕊群。

    8. 为什么有的植物开花,有的植物不开花?

    植物的花、果实和种子都与植物体的生殖有关,它们的生理活动保证了被子植物的种族得以延续和发展。不开花的孢子植物虽没有种子,但它可以通过向空中释放成千上万个活性小颗粒——孢子来繁衍后代。有花植物的繁殖方式较孢子植物高级,它通过自身或外界授粉后,结出果实,果实保护着种子,就又是一株新植物的诞生。还有一部分有花植物不是通过种子繁殖后代,而是利用自己的根、茎或叶,把这些部位的一部分转化成新的植物体。所以说,不管植物开花还是不开花,都不会影响它们的繁殖和生长,开花和不开花只是植物种类不同而已。

    9. 为什么荷花“出淤泥而不染”?

    荷花是我国十大名花之一,为多年水生植物,可分为藕莲、子莲和花莲三大系统。它“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”。在人们心中,荷花是高尚纯洁的象征。那么荷花、荷叶为什么能“出淤泥而不染”呢?原来,在它们的外表层布满了蜡质,而且有许多乳头状的突起,突起之间充满着空气,挡着污泥浊水的渗入。当它们的叶芽和花芽从污泥中抽出来的时候,由于它们的表层有蜡质保护着,污泥浊水很难沾附上去,即使有少量的污泥沾附在叶芽或花芽上,也被荡动的水波冲洗干净,待到挺出水面时,自然是光洁可爱的了。

    10. 为什么含羞草会害羞?

    在许多人看来,植物是没有知觉的。但是,轻轻地碰一下含羞草的叶子,它就会像害了羞一样,把叶子合拢起来,垂下去。含羞草真的会动!这真是一件奇妙的事。你触得轻,它动得慢,折叠的范围也小;你触得重,它动得快,不到10 秒钟,所有的叶子就会全折叠起来。为什么含羞草会动呢?原来这全靠它叶子的“膨压作用”。在含羞草叶柄的基部,有着一个充满水分的薄壁细胞组织——叶枕。一触动含羞草,叶子震动,叶枕下部细胞里的水分就会立即向上部与两侧流去。于是,叶枕下部就像漏了气的自行车胎一样瘪下去,上部则像打足气的皮球似的鼓起来,叶柄也就下垂,合拢了。在含羞草的叶子受到刺激合拢的同时,会产生一种生物电,将受到刺激的信息传递给其他叶子,其他叶子就跟着依次合拢起来。当刺激消失后,叶枕下又逐渐充满水分,叶子就重新张开恢复原状。

    11. 为什么发芽的马铃薯不能吃?

    马铃薯身上有许多芽眼,每个芽眼里都有一个芽,在顶端还有一个顶芽。平时,我们不易看到芽眼里的芽,因为马铃薯收获后有二三个月休眠期,也就是在这二三个月里不会发芽。过了这个时期,有些马铃薯(尤其是发绿变青的马铃薯)会从芽眼里长出嫩芽来。如果把发芽的马铃薯做菜吃,吃了往往会使人呕吐、发冷,造成中毒。这是因为马铃薯在发芽的芽眼周围产生一种剧毒物质,叫做龙葵碱,人吃了就会中毒。但是只要把芽眼周围的马铃薯挖去,就可大胆放心吃,不会中毒了。由于马铃薯发芽会产生毒素,现在科学家发明了一种叫α-萘乙酸甲酯的植物生长刺激剂,把它喷洒在收藏起来的马铃薯上面,就能使马铃薯在贮藏期内不再发芽。

    12. 为什么会发生地震?

    绝大多数的地震由地壳运动所引起。刚硬的岩石在地壳运动中受到力的作用,发生形变甚至破裂,往往就会产生地震。虽然目前对地壳运动的推动力从何而来还有争论,对地震产生的根本原因也有许多推测,但关于“地震是由于该处的岩石发生破裂而直接引起”这一论断是毫无疑问的。绝大多数地震的发生是由于该处地下的岩石产生了新的断裂,或原有的裂缝再次发生错动,强烈的地震则多发生在地下原有断裂的地方。当地下的岩石接近破裂时,太阳和月亮引力作用、大气或水(水库)对地面压力的变化,都可促成破裂,从而引发地震。地震也常常伴随着火山爆发,大量炽热的岩浆从地层深处喷出,其体积迅速膨胀,冲击地壳,因此常常引起地震。

    13. 为什么会发生海啸?

    俗话说“无风不起浪”,在一般情况下的确如此。但有时尽管海上没有风暴,波涛却特别汹涌,高达数米的巨浪会冲上海岸,然后退回海中,有时巨浪甚至几进几退。这种现象被称为海啸。产生海啸的最主要的原因是海底的地壳发生了断裂,有的地方下陷,有的地方升起,从而引起剧烈的震动,产生波长特别长的巨大波浪。波浪传至岸边或港湾,会使水位暴涨,冲向陆地,产生巨大的破坏。1923年9月1日发生了著名的日本大地震,横滨当时受到了海浪的冲击,几百所房屋被带到海里。后来发现,那里附近的海底断裂开来,并出现了巨大的移动,隆起与坍陷部分的高度差达270米,由此自然产生了海浪滔天的景象。

    14. 为什么桂林山水如此奇丽秀美?

    桂林位于我国广西壮族自治区的东北部,是世界著名的风景区。桂林的山非常奇丽,有的像大象、有的像莲花、有的像刀剑。在大山的岩洞里,有各种形态的钟乳石、石柱、石笋,玲珑剔透,千姿百态。一条秀美的漓江,在柱立的奇峰中流动。桂林山水甲天下,就是在于山青、水秀、洞奇、石美的特点。桂林山水之所以这样奇丽秀美,是因为那里有很多很多的石灰岩。石灰岩特别容易被含有二氧化碳的雨水和河水溶解。经过千百年雨水、河水的浸蚀,桂林就形成了现在这样山青水秀、洞奇石美的风景奇观。

    15. 为什么水总也用不完?

    “黄河之水天上来,奔流到海不复回”, 这是唐朝诗人李白所写的一首诗。

    诗中所写的内容对吗?滚滚黄河水向东奔流,源源不断,河水不断注入海洋,为什么却不见海水增高?海洋水在强烈的阳光照射下,不断地蒸发上升,到达高空。其中一部分凝结成小水滴,以降雨的形式,回落到大海中。一部分水汽在风的吹送下,运动到陆地,以降水的形式降落地表。降落到地表的水一部分以河水的方式返回大海,一部分下渗到地下,成为地下水,也返回大海中去,如此循环往复。看来黄河之水是从天上来的,但决不会奔流到海不复回,而是通过水汽的输送,以降水的方式返回。每年陆地上空的降水量为9.9万立方千米,蒸发6.3 万立方千米,而每年注入海洋3.6 万立方千米,加上海洋每年的降水量41.2万立方千米,与海水的蒸发量大约相等,所以海水并不见增高。

    16. 为什么会产生龙卷风?

    龙卷风是个非常利害的家伙,它里面的风速,往往大到每秒几十米到100米以上。龙卷风是空气里的旋涡。在发展强烈的积雨云中,空气扰动很利害,里面温度、湿度、风向和风速差别很大。例如,下沉气流风速往往达到8 级以上,而上升风速一般只有3-4级,这就使得积雨云内部空气扰动剧烈,产生旋转作用,当旋转作用增大到一定程度时,就应成了龙卷风。还有,上下温度相差悬殊,冷空气急速下降,热空气猛烈上升,上下层空气交流扰动,形成许多小旋涡。这些小旋涡逐渐扩大,上下激荡越发利害,终于形成了大旋涡,也会形成龙卷风。

    17. 为什么会形成云?

    形成云的原因很多,主要是由于潮湿空气上升。在上升的过程中,外界气压随高度降低,使它的体积逐渐膨胀,在膨胀过程中要消耗自己的热量。这样,空气就边上升,边降温。 空气含水汽的能力是有一定限度的,在一定的温度下,与单位体积空气所含水汽的水汽压,称为饱和水汽压。饱和水汽压是随气温的降低而减小的。所以上升空气的气温降低了,饱和水汽压就不断地减小, 当饱和水汽压降到实有的水气压之下时,就会有一部分水汽以空中的尘埃为核(称为凝结核)凝结成为小水滴(当温度低于0℃时,可形成小冰晶)。这些小水滴在云体中称为云滴,平均半径只有几个微米,但浓厚度却很大,下降的速度极小,被空气中的上升气流顶托着,因此能够悬浮在空中成为浮云。

    18. 闪电是怎样形成的?

    闪电是发生在积雨云层中的一种放电现象。最常见的是线状闪电,有的像大树枝丫,有的弯曲如蛇;有时单条出现,有时双条出现。还有链状闪电,它像一条光链在空中挥舞,不时改变开头和位置。此外,还有片状闪电。这种闪电是一片片地散布在空中,照亮了周围的云层。最奇特的要数球形闪电了。它就像一个大火球一样在空中出现,有时在空中运动,有时在地上乱窜,有时会袭击人的身体,有时会闯入室内。浓密的积雨云由许多云朵组成,聚集着大量的正负电荷。通常是云层上部带正电荷,云层下部带负电荷。这样,同种相斥、异种相吸,在地面就感应出大量正电荷。当云中的电荷越聚越多,达到一定数量时,云与地面间的空气层就会被击穿,强行汇合。这时,伴随着极强的电流,空气被烧得炽热,就会发出耀眼的白光,产生电火花

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    闪电时如何自我保护?

    闪电时如果停留在窗户紧闭的室内,要避免使用管件设备且远离电话。如在室外,要远离孤树、高树、高的金属物体并且蹲在地上,使身体尽可能少接触地面,或是藏身于树丛中最矮的树下。如果被雷击中,正确的人工呼吸可以拯救人的生命。在一次闪电战中,大约有3000安培的电流,它能够使人暂时停止呼吸,但通常不足以致人于死地。

    19. 为什么天空会出现虹?

    夏天常常下雷雨或阵雨,这些雨的范围不大,往往是这边天空在下雨,那边天空仍闪耀着强烈的阳光。有时候,雨过以后,天空还飘浮着许多小水滴,这些小水滴能偏折日光。当阳光经过水滴时,不仅改变了前进的方向,同时被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光,冬天,天气一般较冷,空气干燥,下雨机会少,阵雨就更少,多数是降雪,而降雪是不会形成虹的,所以冬天不大会出现虹。但在极少的情况下,天空中具有形成虹的恰当条时,也有可能出现虹。就成了我们所看到的虹。空气中的水滴越大,虹越鲜艳;水滴越小,如像雾滴那样大时,虹色越淡,形成白虹。冬天不大会出现虹,是因为天气较冷,空气干燥,下雨机会少,阵雨就更少,多数是降雪,而降雪是不会形成虹的。但在极少的情况下,天空中具有形成虹的恰当条件时,也有可能出现虹。


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