科學(xué)故事2020合集
科學(xué)，分科而學(xué)的意思，后指將各種知識(shí)通過細(xì)化分類(如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等)研究，形成逐漸完整的知識(shí)體系。它是關(guān)于發(fā)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造實(shí)踐的學(xué)問，它是人類探索研究感悟宇宙萬物變化規(guī)律的知識(shí)體系的總稱。下面小編給大家介紹關(guān)于科學(xué)故事，方便大家學(xué)習(xí)。
科學(xué)故事1
航天飛機(jī)是一種載人的太空飛行器。它的最突出優(yōu)點(diǎn)在于可以反復(fù)使用，因此是空間技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)突破。它為人類探索宇宙、開發(fā)太空領(lǐng)域提供了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工具，所以航天飛機(jī)的發(fā)明被稱為人類通向宇宙之路的又一塊里程碑。
在航天飛機(jī)誕生之前，人類探索太空的工具，不論是人造衛(wèi)星、登月飛船，還是隨后的太空實(shí)驗(yàn)室，都是通過發(fā)射一個(gè)又一個(gè)功率巨大的運(yùn)載火箭來把它們送上太空的。運(yùn)載火箭是使衛(wèi)星和飛船進(jìn)入預(yù)定軌道運(yùn)行的主要運(yùn)輸工具。
研究、設(shè)計(jì)和制造這樣的運(yùn)載火箭需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，這種代價(jià)高昂的運(yùn)載火箭只能使用一次;每發(fā)射一次衛(wèi)星或飛船都要重新制造一個(gè)甚至幾個(gè)運(yùn)載火箭。1969年，美國發(fā)射的第一次把人送上月球的“土星”5號(hào)運(yùn)載火箭和阿波羅登月飛船，起飛總重量為2800多噸，但除了約5噸重的登月指令艙外，全部器件只使用一次就丟棄在宇宙空間。像這樣的發(fā)射，每次要花費(fèi)1750萬美元。正因?yàn)槿绱?，所以美國的“阿波羅計(jì)劃”到1972年12月19日，“阿波羅”17號(hào)宇宙飛船運(yùn)載3名宇航員登月歸來以后,就此告一段落。
不過，有很多宇航方面的專家不肯罷休，他們始終認(rèn)為探索宇宙，能為人類帶來無法估量的好處。所以，每年仍然有一人批人造衛(wèi)星飛上天空。美國宇航局的科學(xué)家還利用“阿波羅計(jì)劃”中已造好而沒有來得及利用的“土星”5號(hào)火箭，成功地發(fā)射了太空實(shí)驗(yàn)室。然而，由此也帶來了麻煩：施放到太空圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星并不能保證百分之百地投入使用，有時(shí)由于裝在它“肚子”里的儀器設(shè)備發(fā)生了意料不到的故障，導(dǎo)致整個(gè)衛(wèi)星失效。像這種局部損壞，只須稍加修理就能正常工作的人造衛(wèi)星不是很少而是有不少。它們不能發(fā)揮作用，只是繞著地球一圈又一圈地轉(zhuǎn)，變成了太空的“流浪漢”;如果碰巧撞上了正在正常飛行的人造衛(wèi)星，還會(huì)引起一場爆炸，那時(shí)它們就是十足的“闖禍坯”了。還有那種比人造衛(wèi)星更復(fù)雜、高級(jí)、造價(jià)更高的太空實(shí)驗(yàn)室，一旦它貯存的食物、氧氣、實(shí)驗(yàn)物品花盡用完以后，無法得到補(bǔ)充，結(jié)果也逃脫不了被丟棄的命運(yùn)。它和失效的人造衛(wèi)星一樣，白白占據(jù)了地球上空目前已經(jīng)顯得很“擁擠”的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的位置。
當(dāng)然，也可以另外派一艘宇宙飛船到軌道上去給實(shí)驗(yàn)室送貨上門;但這樣一來，問題義涉及到每次要?jiǎng)佑靡幻吨荒苡靡淮巍r(jià)值幾千萬美元的運(yùn)載火箭，花費(fèi)太大了啊!
這種被動(dòng)局面嚴(yán)重地阻礙了宇宙航行事業(yè)的蓬勃發(fā)展。因此，研究一種可以重復(fù)使用的工具，以便大大降低宇宙航行的成本，就成了人們發(fā)展宇宙航行事業(yè)的迫切需要。
對(duì)于這種未來的運(yùn)載工具應(yīng)該具備什么特點(diǎn)呢?各方面的專家為當(dāng)時(shí)還沒有出生的“胎兒”勾勒了一副大致的“面貌”：
它必須可以重復(fù)使用、經(jīng)久耐用，在完成了各項(xiàng)任務(wù)以后，能像普通飛機(jī)一樣飛回來在常規(guī)機(jī)場跑道上平穩(wěn)降落。
它必須能攜帶各種各樣的人員，包括沒有受過專門飛行訓(xùn)練的普通人。
它必須有較寬大的貨艙，可以容納各種各樣的物品，而隨機(jī)的科學(xué)家只須通過短距離的通道就能夠進(jìn)入貨艙，進(jìn)行各項(xiàng)理化實(shí)驗(yàn)。
它能隨時(shí)改變自身的運(yùn)行軌道，跟正在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的各種人造衛(wèi)星、太空實(shí)驗(yàn)室靠攏甚至對(duì)接，從而對(duì)那些失效的人造衛(wèi)星進(jìn)行修理保養(yǎng)工作，為太空實(shí)驗(yàn)室運(yùn)送物資，擔(dān)負(fù)太空緊急救援任務(wù)。
它必須能施放和回收各種人造衛(wèi)星，或者作為一種中間站，供飛往其他星球的宇宙飛船起落逗留。
—句話，它是一種具有運(yùn)載火箭性質(zhì)、來回于太空與地球之間、像飛機(jī)—樣的宇宙運(yùn)輸工具，它的名稱就叫“航天飛機(jī)”。
美國是最早研究航天飛機(jī)各種可行方案的國家。從1969年停止“阿波羅計(jì)劃”以后，就立即集中5萬名高級(jí)技術(shù)人員，花了差不多10年時(shí)間和將近100億美元的研制費(fèi)用，終于把一張張藍(lán)圖上的東西變成了一架真正的航天飛機(jī)。1981年4月12日上午7時(shí)，在美國佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角肯尼迪空間中心第39號(hào)發(fā)射臺(tái)上，升起了世界第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)。從此，宇宙航行的新紀(jì)元開始了。
1981年4月12日，世界上第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)，在一片歡呼聲中徐徐上升，進(jìn)入太空，在軌道上遨游了54小時(shí)后，安全返回地面。至1991年止有5架航天飛機(jī)曾在太空遨游，其中美國有4架，前蘇聯(lián)有1架。
航天飛機(jī)為人類自由進(jìn)出太空提供了很好的工具，是航天史上的一個(gè)重要里程碑。
航天飛機(jī)是往返于地球表面和近地軌道之間。運(yùn)送有效載荷(如衛(wèi)星、物品等)的飛行器，可以重復(fù)使用。
航天飛機(jī)設(shè)計(jì)成用火箭推進(jìn)的飛機(jī)，它發(fā)射時(shí)像火箭那樣垂直起飛，返回地面時(shí)能像滑翔機(jī)或飛機(jī)那樣下滑和著陸。航天飛機(jī)集中了許多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果，是火箭、航天器和航空技術(shù)的綜合產(chǎn)物。它的特點(diǎn)是可以多次使用(火箭都是一次使用的)，發(fā)射成本較低，用途廣泛。
美國“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)由一個(gè)軌道器、1個(gè)外貯箱和2個(gè)固體火箭助推器組成。
軌道器是航天飛機(jī)最復(fù)雜的部分，外形是一個(gè)三角翼滑翔機(jī)，長約37米，高17.3米，翼展24米，它的貨艙能把29.5噸重的有效載荷送上地球軌道，并能把15噸重的有效載荷帶回地面。它可乘坐3?7名航天員，在軌道上連續(xù)飛行7?30天。
外貯箱是航天飛機(jī)最大的部件，也是唯一不可回收的部件，用于貯存航天飛機(jī)的燃料——液氫和液氧，并向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃料。它長47.1米，直徑8.38米，裝滿燃料后重約740噸。
固體火箭助推器內(nèi)裝固體燃料，為航天飛機(jī)垂直起飛和飛出大氣層提供約78%的動(dòng)力。它長45.5米，直徑3.7米，重約566噸，使用壽命為20次。
從1981年4月?1991年4月，航天飛機(jī)在太空中飛行了40次，完成了許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究項(xiàng)目，也執(zhí)行了多次軍事飛行任務(wù)，取得了許多重大科學(xué)技術(shù)成果，獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
科學(xué)故事2
柴油機(jī)車
魯?shù)婪?狄塞爾是德國著名的熱機(jī)工程師、柴油機(jī)的發(fā)明家。他在科學(xué)上的最大貢獻(xiàn)是發(fā)明了以柴油為燃料的新型內(nèi)燃機(jī)。這是19世紀(jì)末最重要的機(jī)械發(fā)明之一。柴油壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明后，成為蒸汽機(jī)車的競爭對(duì)手。
1912年，瑞士溫特圖爾市的絮爾澤工廠制造出了世界上第一臺(tái)柴油機(jī)車。機(jī)車重85噸，功率為 1200馬力。在此之前，柴油機(jī)軌道車已由“汽車之父”-德國人戴姆勒研制成功。但將這一原理運(yùn)用于牽引列車，卻困難重重，關(guān)鍵問題是如何將動(dòng)力傳遞給輪軸。因?yàn)楹驼羝麢C(jī)相比，柴油機(jī)的傳動(dòng)要猛烈得多。后來人們將發(fā)動(dòng)機(jī)和輪軸之間的機(jī)械傳動(dòng)改為電動(dòng)傳動(dòng)，即由柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向電動(dòng)機(jī)供電。
柴油機(jī)車不僅效率高，且只需蒸汽機(jī)車20%的燃料費(fèi)，還能制造數(shù)馬力至數(shù)萬馬力大小不同的引擎。所以第二次世界大戰(zhàn)以后，使用柴油機(jī)車的國家日益增多，并逐步取代了蒸汽機(jī)車的地位。
科學(xué)故事3
地下鐵路
19世紀(jì)，人類迸人蒸汽機(jī)車時(shí)代。1830年以后，鐵路以英國為中心，在歐洲和美國等地獲得了蓬勃發(fā)展。然而，蒸汽機(jī)車噴出的滾滾濃煙不僅污染城市，而且使得城市里的各種交通工具出現(xiàn)混雜?導(dǎo)凡徽浚?鴣滴薹ǜ咚僭誦小6源耍?腥頌岢觶航ㄉ韙嘸芴?坊虻叵綠?貳W鈐緄牡叵綠?飛杓普呤怯⒐?錐氐囊幻?墑Σ槎?埂てぐ⒀貳K??46年向英國首都鐵路委員會(huì)提出了實(shí)施方案。但政府拖至1853年才批準(zhǔn)建設(shè)地下鐵路，并成立了諾斯?梅特羅波利坦鐵路公司。其后，又因財(cái)政上的困難，推遲了開工時(shí)間。1860年 1月，倫敦地下鐵路采用明挖法開始施工，在猶斯頓廣場埋下第一根樁。以后又遭到一些市的反對(duì)，歷經(jīng)波折與坎坷，終于在1863年修建成功。 1863年1月10日上午9時(shí)正式運(yùn)送乖客。開始通車時(shí)，使用6輛機(jī)車車頭，各牽引4輛客車，每隔15分鐘運(yùn)行一次。第一天運(yùn)行總計(jì)120列，所運(yùn)乘客3萬人。這條地下鐵路中間共設(shè)7個(gè)站，兩頭終點(diǎn)站是法林頓大街和帕廷頓站，全程行駛32分鐘。車廂內(nèi)使用煤氣燈照明，根據(jù)當(dāng)時(shí)的《每日電訊報(bào)》報(bào)道：“……一等廂內(nèi)煤氣燈很亮，可以毫不費(fèi)力地讀報(bào)紙?！?/p>
1872年，在美國紐約城建起了世界第一條高架鐵路。而這種鐵路的隆隆噪聲又受到了市民們的強(qiáng)烈反對(duì)，只得在一些大城市暫時(shí)利用有軌馬車作為市內(nèi)交通工具。
1890年，德國和美國先后制造出一些相當(dāng)優(yōu)秀的電力機(jī)車，從此電力機(jī)車替代了蒸汽機(jī)車用于地下鐵路。美國為解決高架鐵路的喧鬧問題，在波士頓建筑了使用了電力機(jī)車的地下鐵路子1904年通車。1900年，法國巴黎舉”萬國博覽會(huì)，地下鐵路同時(shí)通車，與此同時(shí)，德國在柏林修建的地下鐵路也千1900年竣工。
地下鐵路按施工方式可分為明挖和暗挖式兩種，按地下鐵路所處的位置又可分為地下、地面及高架線路，地下線路是地下鐵路線路的基本形式。地下鐵路可分成許多段，在不同深度的地下建造。例如：有些段是建筑在道路的表面之下，而有些段則建筑在地下數(shù)公尺處。地下鐵路的車站是沿路線建在地下，靠一般樓梯或電扶梯與地面連通_軌道是使用一般的鐵軌。
今天，世界上許多大城市已擁有一條或數(shù)條地下鐵路，這是解決大城市交通擁塞以及大量、快速、安全地運(yùn)送乘客的一種現(xiàn)代化的交通工具。從地下鐵路的長度來看，超過100d里的城市有：紐約、倫敦、巴黎、東京、莫斯科、芝加哥、舊金山、斯德哥爾摩和柏林等，其中，世界首建地下鐵路的英國倫敦已具有長達(dá)365公里的地下鐵路，美國紐約具有480公里、法國巴黎具有190公里地下鐵路。
科學(xué)故事4
燈塔
燈塔輝映四海，巍峨挺拔，象一顆提燦奪目的夜明珠。假若航行在狹窄或危險(xiǎn)的海域中，你自然會(huì)借助燈塔的幫助，從它那熠熠光芒中領(lǐng)略脈脈深情，駕船經(jīng)過時(shí)總會(huì)情不自禁地拉響船笛，以回報(bào)航海者的滿腔敬意。
追根溯源，自人類開始航海起，航標(biāo)便應(yīng)運(yùn)而生并逐漸發(fā)展起來，日趨成熟后產(chǎn)生了它的高級(jí)形式??燈塔。燈塔源于土耳其，公元前7世紀(jì)，土耳其人在達(dá)達(dá)尼爾海峽的巴巴角上安裝了最早的燈塔。它象一個(gè)鐘樓，樓頂上有一盛放木炭的容器，人們將木炭點(diǎn)燃，用火焰指引航路。曾被稱為世界聞名的七大奇觀之一的亞歷山大帕諾斯燈塔，建于公元前280年，燈塔高達(dá)130米，樓頂內(nèi)的木柴火焰通宵達(dá)旦，它屹立了 1500年之久，不幸毀于 1302年的地震。
18世紀(jì)以前的燈塔，一直以柴火為光源。1780年，瑞士人阿爾崗制成具有扁平燈芯的油燈;阿瑟?基特森發(fā)明了煤油燈頭，使油燈技術(shù)有了新發(fā)展;戴維?胡德又對(duì)其作了改進(jìn)，使這種燈至今沿用在非電器化燈塔上。1752年，英國人威廉?哈欽森研制成拋物面反光鏡，可增大光信號(hào)的強(qiáng)度。1821年，德國工程師奧古斯坦?菲涅爾設(shè)計(jì)的凸透鏡代替了燈塔上原有的普通透鏡。從1859年開始，一些燈塔逐步采用了電氣照明，從而大大改善了照明效果。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代燈塔已打破了那些傳統(tǒng)的由水泥和磚塊砌制而成高塔的舊模式。如：日本已使用塑料燈塔，重量輕，耐腐蝕、易修理;美國的幾百個(gè)燈塔已改用遙控裝置;法國的一座新燈塔，光強(qiáng)達(dá)到5000萬燭光，白天在40公里遠(yuǎn)處也能看到;蘇聯(lián)則在燈塔上安裝鱗激光導(dǎo)航器，光束不散射，透霧力度強(qiáng);英國已在大海的燈塔旁建起了直升飛機(jī)的停機(jī)坪;而澳大利亞則出現(xiàn)～座上部半圓形呈了望臺(tái)狀的燈塔，樣式更為別具一格。
燈塔多彩多姿，光芒四射，它永遠(yuǎn)是航海者的忠實(shí)伴侶，是茫茫大海中永不疲倦的眼睛。
科學(xué)故事5
磁懸浮列車
磁懸浮列車的原理并不深?yuàn)W。它是運(yùn)用磁鐵‘間性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”?？茖W(xué)家將“磁性懸浮”這種原理運(yùn)用在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)上，使列低耆?牙牘斕藍(lán)??⌒惺唬?晌?拔蘼幀繃諧擔(dān)?彼倏紗錛赴俟?鏌隕稀U餼褪撬?降摹按判?×諧怠保?喑浦??按諾娉怠薄?br> 由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應(yīng)的形式：～種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計(jì)的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導(dǎo)電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，便車體懸浮運(yùn)行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計(jì)的電動(dòng)力運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10一15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。
磁懸浮列車與當(dāng)今的高速列車相比，具有許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：由于磁懸浮列車是懸浮于軌道上行駛，導(dǎo)軌與機(jī)車之間不存在任何實(shí)際的接觸，成為“無輪”狀態(tài)，故其幾乎沒有輪、軌之間的摩擦，時(shí)速高達(dá)幾百公里;磁懸浮列車”可靠性大、維修簡便、成本低，其能源消耗僅是汽車的一半、飛機(jī)的四分之一;噪音小，當(dāng)磁懸浮列車時(shí)速達(dá) 300公里以上時(shí)，噪聲只有65分貝，僅相當(dāng)于一個(gè)人大聲地說話，比汽車駛過的聲音還小;由于它以電為動(dòng)力，在軌道沿線不會(huì)排放廢氣，無污染，是一種名副其實(shí)的綠色交通工具。
1911年，俄國托木斯克工藝學(xué)院的一位教授曾根據(jù)電磁作用原理，設(shè)計(jì)并制成了一個(gè)磁墊列車模型。該模型行駛時(shí)不與路軌直接接觸，而是利用電磁排斥力使車輛懸浮而與鐵軌脫離，并用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛快速前進(jìn)。
1960年美國科學(xué)家詹姆斯?鮑威爾和高登?丹比提出磁懸浮列車的設(shè)計(jì)，利用強(qiáng)大的磁場將列車提升至離軌幾十毫米，以時(shí)速300多公里行駛而不與軌道發(fā)生摩擦。遺憾的是，他們的設(shè)計(jì)沒有被美國所重視，而是被日本和德國捷足先登。德國的磁懸浮列車采用磁力吸引的原理，克勞斯?馬菲公司和MBB公司于1971年研制成常導(dǎo)電磁鐵吸引式磁浮模型試驗(yàn)車。英國于1984年在伯明翰建成低速磁力懸浮式鐵路并投入使用，其磁浮列車稱為“瑪戈萊夫”，由一臺(tái)異步線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行時(shí)高出軌面15毫米，它由兩個(gè)車廂組成，每個(gè)車廂能載40名乘客。列車上無駕駛員，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。
隨著超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)熱的出現(xiàn)，推動(dòng)了超導(dǎo)磁懸浮列車的研制。這種超導(dǎo)磁懸浮列車?yán)贸瑢?dǎo)磁石使車體上浮，通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力。日本于1977年制成了ML500型超導(dǎo)磁浮列車的實(shí)驗(yàn)車，1979年在宮崎縣建成全長7000米的試驗(yàn)鐵路線，1979年12月達(dá)到了每小時(shí)517公里的高速度，證明了用磁懸浮方式高速行駛的可能性。1987年3月，日本完成了超導(dǎo)體磁懸浮列車的原型車，其外形呈流線型，車重問噸，可載44人，最高時(shí)速為420公里。車上裝備的超導(dǎo)體電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力與地面槽形導(dǎo)軌上的線圈所產(chǎn)生的電磁力互相排斥，從而使車體上浮。槽形導(dǎo)軌兩側(cè)的線圈與車上電磁鐵之間相互作用，從而產(chǎn)生牽引力使車體一邊是浮一邊前進(jìn)。由于是懸空行駛，因而基本上不使用車輪。但在起動(dòng)時(shí)或剎車時(shí)，還需有車輪做輔助支撐。一這和飛機(jī)起降時(shí)需要輪子相似。這列超導(dǎo)磁懸浮列車由于試驗(yàn)線路太短，未能充分展示出它的卓越性能。 我國從70年代開始進(jìn)行磁懸浮列車的研制，首臺(tái)小型磁懸浮原理樣車在1989年春“浮”起來了。1995年5月，我國第一臺(tái)載人磁懸浮列車在軌道上空平穩(wěn)地運(yùn)行起來。這臺(tái)磁懸浮列車長3.36米，寬3米，軌距2米，可乘坐20人，設(shè)計(jì)時(shí)速500公里。1996年7月，國防科技大學(xué)緊跟世界磁懸浮列車技術(shù)的最新進(jìn)展，成功地進(jìn)行了各電磁鐵運(yùn)動(dòng)解耦的獨(dú)立轉(zhuǎn)向架模塊的試驗(yàn)。
目前，美國正在研制地下真空磁懸浮超音速列車。這種神奇的“行星列車”設(shè)計(jì)最高時(shí)速為2.25萬公里，是音速的20多倍。它橫穿美國大陸只需21分鐘，而噴氣式客機(jī)則需5小時(shí)。這項(xiàng)計(jì)劃要求首先在地下挖出隧道，鋪設(shè)兩根至四根直徑為12米的管道，然后抽出管道中的空氣，使其接近真空狀態(tài)，最后再用超導(dǎo)方式行駛磁懸浮列車。
展望末來，隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，高速、平穩(wěn)、安全、無污染的磁懸浮列車，將成為對(duì)世紀(jì)人類理想的交通工具。
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