主题：【原创】物理知识版系列活动之一：物理知识竞赛第一期 No.1--2009\04\24

1 如何实现“开水煮不死”小鱼呢？

2 什么是“病毒电池”？

3 什么是“无灯照明”？

4 趣味问题：“一只熊在低上行走突然落入一个大坑.从坑口落入坑底用了2秒时间.已知这个大坑深20米.问这只倒霉的熊是黑熊,白熊还是灰熊?，为什么”

5 “高空的气温低还是高”，原因？

6 “静电的产生原因”

7 请简述激光原理

8 何谓超声波和次声波，简述他们的应用

9 何为“石墨烯”，为什么引起人们的广泛关注？

10 再谈“水变油”，请简述原理？

交卷啦
1 如何实现“开水煮不死”小鱼呢？
取一个大试管，里面装满水，再放入一条小鱼，为了不让小鱼跑到试管上部，在试管中间横放一个隔离网。然后用酒精灯加热试管上部。可以看到，试管上部的水沸腾了，底部的小鱼却依然游来游去，若无其事。 之所以煮死是因为水极不容易传热，即使试管上部的水温升到100℃，下面的水仍然是凉的，所以下面的鱼不会被煮死。
2 什么是“病毒电池”？
将长条状的Ｍ１３病毒进行基因编程，使其表面可以生长出作为电极的无定形磷酸铁。无定形磷酸铁一般来说并非良好的导体，但它在纳米尺度下则成为一种有用的电池材料。这些病毒的末端被设计成与碳纳米管连接，从而形成一种可在电池内增进导电性能的网络结构。 这种与碳纳米管“绑定”的转基因病毒可以使磷酸铁电极的充放电率与目前最尖端的结晶状磷酸锂铁电极相媲美，称为“病毒电池”。
3 什么是“无灯照明”？
使用LED作为照明光源。
4 趣味问题：“一只熊在低上行走突然落入一个大坑.从坑口落入坑底用了2秒时间.已知这个大坑深20米.问这只倒霉的熊是黑熊,白熊还是灰熊?，为什么”
白色的。根据自由落体运动公式s=1/2*g*t*t可以得出该处的重力加速度是10m/s*s ，这个重力加速度只有在两极才有；南极没有熊只有北极才有 ，所以是北极熊，白色的 。
5 “高空的气温低还是高”，原因？
高空的气温低，我们的大气分为对流层、平流层和高层大气等许多层，由低到高顺序分布，对流层的辐射来源不是大气辐射，而是地面辐射，所以越靠近地面受到的辐射越强 。
6 “静电的产生原因”
物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。
7 请简述激光原理
激光的形成必须具备三个条件：(1)具有能形成粒子数反转状态的工作物质——增益介质；(2)具有供给能量的激励源；(3)具有提供反复进行受激辐射场所的光学谐振腔。激光的特性：方向性强，亮度高；单色性好；相干性好。
8 何谓超声波和次声波，简述他们的应用
超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。应用主要是：超声焊接；超声雾化 ；超声钻孔；超声分散；超声切削；超声电火化联合加工；超声波清洗等。次声波，顾名思义就是振动频率低于声波，频率在20HZ以下的一种低频率波。次声波的应用前景大致有这样几个方面：
(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。
(2)利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。
(3)预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。
(4)次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。
(5)通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果，探测这些活动特性。例如，在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰，可以通过测定次声波的特性，进一步揭示电离层扰动的规律。
(6)人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应，而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。
9 何为“石墨烯”，为什么引起人们的广泛关注？
石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。是目前世界上已知的强度最高的材料。还是目前已知导电性能最出色的材料。
10 再谈“水变油”，请简述原理？
由水的化学式(H2O)可知水分子是由2个氢原子和一个氧原子组成的.然而汽油在燃烧之后的产物是水和二氧化碳.而氧化碳中的碳不可能由水提供,故水不可能变成汽油.

答案暂不公布哦，有对有错啊，个人见解，根据版内帖子所评注哦，望见谅

还有啊，得用自己的语言来表达啊，谢谢哦

受教啦，下次一定用自己的语言，唉，打小落的毛病，一听竞赛两字就激动，只图快啦

原文由 ss20050675 发表:
受教啦，下次一定用自己的语言，唉，打小落的毛病，一听竞赛两字就激动，只图快啦

呵呵，没事

都被二楼的老兄答完了，再答得花算不算抄袭呢

对第五题有不同见解。在对流层高度升高，温度降低，能量来源为地面长波辐射；在平流层高度增加，温度升高，能量来源为宇宙射线。

1 如何实现“开水煮不死”小鱼呢？

2 什么是“病毒电池”？

3 什么是“无灯照明”？

4 趣味问题：“一只熊在低上行走突然落入一个大坑.从坑口落入坑底用了2秒时间.已知这个大坑深20米.问这只倒霉的熊是黑熊,白熊还是灰熊?，为什么”

5 “高空的气温低还是高”，原因？
高空气温低，根据高中地理知识和自然现象可判断，地表有吸收和辐射热量的作用，里地表越远受影响就小，相对温度就低；一般高山的上端要比下面的温度高，山顶有积雪现象也是高空气温低的有力证明。

6 “静电的产生原因”
摩擦起电 物体的分子在摩擦时 原子核对荷外电子束缚能力强的,会把原子核对荷外电子束缚能力若的原子的荷外电子吸引过来.原子不带电是因为质子带正电 荷外电子带负电 质子数等于核外电子数,所以对外不显电性.但是当原子得到或失去电子时,质子数不等于核外电子数,所以带上了静电.


7 请简述激光原理
激光就是一种辐射，通过我们创造一种条件，譬如采用适当的媒质、共振腔、足够的外部电场，使受激辐射得到放大从而比受激吸收要多，那么相对而言，就会有光子射出，从而产生激光。
8 何谓超声波和次声波，简述他们的应用
超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。 应用很多，比如超声波焊接、超声波探测、超声波清洗等等。

次声波，顾名思义就是振动频率低于声波，频率在20HZ以下的一种低频率波。由于次声波的振动频率低于人耳的正常接收范围，所以大部分人听不到它振动发出的声音。又因为次声波的波长在1500公里以上，所以又被叫做超度长波。次声波最典型应用：潜艇的航行就是利用了声纳（超长波）技术，作为定向导航信息。
9 何为“石墨烯”，为什么引起人们的广泛关注？
石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性及电学质量。石墨烯的可能应用包括：电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管；进一步减小器件开关时间，THz超高频率的操作响应特性；探索单电子器件；在同一片石墨烯上集成整个电路。其它潜在应用包括：复合材料；作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料领域、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域

10 再谈“水变油”，请简述原理？

原文由 ss20050675 发表:
交卷啦
1 如何实现“开水煮不死”小鱼呢？
取一个大试管，里面装满水，再放入一条小鱼，为了不让小鱼跑到试管上部，在试管中间横放一个隔离网。然后用酒精灯加热试管上部。可以看到，试管上部的水沸腾了，底部的小鱼却依然游来游去，若无其事。 之所以煮死是因为水极不容易传热，即使试管上部的水温升到100℃，下面的水仍然是凉的，所以下面的鱼不会被煮死。
2 什么是“病毒电池”？
将长条状的Ｍ１３病毒进行基因编程，使其表面可以生长出作为电极的无定形磷酸铁。无定形磷酸铁一般来说并非良好的导体，但它在纳米尺度下则成为一种有用的电池材料。这些病毒的末端被设计成与碳纳米管连接，从而形成一种可在电池内增进导电性能的网络结构。 这种与碳纳米管“绑定”的转基因病毒可以使磷酸铁电极的充放电率与目前最尖端的结晶状磷酸锂铁电极相媲美，称为“病毒电池”。
3 什么是“无灯照明”？
使用LED作为照明光源。
4 趣味问题：“一只熊在低上行走突然落入一个大坑.从坑口落入坑底用了2秒时间.已知这个大坑深20米.问这只倒霉的熊是黑熊,白熊还是灰熊?，为什么”
白色的。根据自由落体运动公式s=1/2*g*t*t可以得出该处的重力加速度是10m/s*s ，这个重力加速度只有在两极才有；南极没有熊只有北极才有 ，所以是北极熊，白色的 。
5 “高空的气温低还是高”，原因？
高空的气温低，我们的大气分为对流层、平流层和高层大气等许多层，由低到高顺序分布，对流层的辐射来源不是大气辐射，而是地面辐射，所以越靠近地面受到的辐射越强 。
6 “静电的产生原因”
物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。
7 请简述激光原理
激光的形成必须具备三个条件：(1)具有能形成粒子数反转状态的工作物质——增益介质；(2)具有供给能量的激励源；(3)具有提供反复进行受激辐射场所的光学谐振腔。激光的特性：方向性强，亮度高；单色性好；相干性好。
8 何谓超声波和次声波，简述他们的应用
超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。应用主要是：超声焊接；超声雾化 ；超声钻孔；超声分散；超声切削；超声电火化联合加工；超声波清洗等。次声波，顾名思义就是振动频率低于声波，频率在20HZ以下的一种低频率波。次声波的应用前景大致有这样几个方面：
(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。
(2)利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。
(3)预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。
(4)次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。
(5)通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果，探测这些活动特性。例如，在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰，可以通过测定次声波的特性，进一步揭示电离层扰动的规律。
(6)人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应，而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。
9 何为“石墨烯”，为什么引起人们的广泛关注？
石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。是目前世界上已知的强度最高的材料。还是目前已知导电性能最出色的材料。
10 再谈“水变油”，请简述原理？
由水的化学式(H2O)可知水分子是由2个氢原子和一个氧原子组成的.然而汽油在燃烧之后的产物是水和二氧化碳.而氧化碳中的碳不可能由水提供,故水不可能变成汽油.

这么快就交卷啊，答案够准确啊，不过我感觉第十题的答案不够准确，当今的科技手段要想水变油的确很困难，不过等到N年之后，人类科技能够实现原子水平，水变油就可能就可以实现了，汽油是是烷烃，由C、H、O组成，水和二氧化碳通过分子重组有可能实现油的转变。

水变油是不可能实现的，因为要开发的能源至少要比开发能源消耗的能源少。对水变油问题，先将水变分解，在利用化合的时放出的能源做功。这个过程总得来说，消耗的能源肯定比得到的多。这就像水可以点解成氢气和氧气，而氢气和氧气燃烧可放出能量一样。