趣味物理學(xué)資料

（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

目錄

第1章速度和運(yùn)動..............................................................7

1.1我們行動得有多快？............................................................8

1.2與時間賽跑...................................................................10

1.3千分之一秒...................................................................12

1.4時間放大鏡...................................................................15

1.5我們什么時候繞太陽轉(zhuǎn)得更快一些：在白晝還是在黑夜？..........................16

1.6車輪的謎.....................................................................18

1.7車輪上最慢的部分.............................................................19

1.8不是開玩笑的問題.............................................................20

1.9帆船從什么地方駛來？........................................................23

第2章重力和重量?杠桿?壓力.................................................25

2.1請站起來！...................................................................26

2.2步行和奔跑...................................................................28

2.3從開動著的車子里下來，要向前跳嗎？..........................................31

2.4順手抓住一顆子彈.............................................................32

2.5西瓜炮彈.....................................................................33

2.6在臺秤的平臺上...............................................................35

2.7物體在什么地方比較重？......................................................36

2.8物體落下時候的重量...........................................................37

2.9《炮彈奔月記》................................................................38

2.10儒勒?凡爾納怎樣描寫他的月球旅行以及這旅行應(yīng)該怎樣進(jìn)行？..................40

2.11用不正確的天平進(jìn)行正確的稱量...............................................42

2.12比自己更有力量..............................................................43

2.13為什么尖銳的物體容易刺進(jìn)別的物體？.........................................44

2.14跟巨鯨相仿..................................................................45

第3章介質(zhì)的阻力.............................................................46

3.1子彈和空氣...................................................................47

3.2超遠(yuǎn)程射擊...................................................................48

3.3紙鶯為什么會飛起？...........................................................50

3.4活的滑翔機(jī)...................................................................51

3.5植物的沒有動力的飛行.........................................................52

3.6遲緩跳傘.....................................................................54

3.7飛旋標(biāo).......................................................................55

第4章旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?“永動機(jī)”.....................................................57

4.1怎樣辨別生蛋和熟蛋？.........................................................58

4.2“魔盤”.......................................................................59

4.3墨水滴畫成的旋風(fēng).............................................................60

4.4受騙的植物...................................................................61

4.5“永動機(jī)”.....................................................................62

4.6"發(fā)脾氣”.....................................................................65

4.7蓄能器.......................................................................66

4.8“見怪不怪”...................................................................67

4.9仍然關(guān)于“永動機(jī)”..........................................................68

4.10彼得一世時代的永動機(jī).......................................................70

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

第5章液體和氣體的性質(zhì).......................................................77

5.1兩把咖啡壺的題目.............................................................78

5.2古人不知道的事情.............................................................79

5.3液體會向..上壓！............................................................80

5.4哪一邊比較重？...............................................................81

5.5液體的天然形狀...............................................................82

5.6為什么鉛彈是圓形的？.........................................................84

5.7“沒底”的酒杯.................................................................85

5.8煤油的奇異特性...............................................................87

5.9不沉的銅圓...................................................................88

5.10篩子盛水....................................................................90

5.11泡沫替技術(shù)服務(wù)..............................................................91

5.12想象的“永動機(jī)”..............................................................92

5.13肥皂泡......................................................................94

5.14什么東西最細(xì)最??？.........................................................97

5.15要從水里拿東西不濕手........................................................98

5.16我們怎樣喝水？..............................................................99

5.17漏斗的改善.................................................................100

5.18一噸木頭和一噸鐵...........................................................101

5.19沒有重量的人...............................................................102

5.20“永動”的時鐘...............................................................104

第6章熱的現(xiàn)象...............................................................106

6.1十月鐵路在什么時候比較長——在夏季里還是在冬季里？.........................107

6.2不受處罰的盜竊..............................................................108

6.3艾菲爾鐵塔的高度............................................................109

6.4從茶杯談到水表管............................................................110

6.5關(guān)于洗完澡穿不進(jìn)靴子的故事..................................................111

6.6“神仙顯圣”是怎樣造成的？....................................................112

6.7不要發(fā)動的時鐘..............................................................114

6.8值得研究的香煙..............................................................116

6.9在開水里不熔化的冰塊........................................................117

6.10放在冰上還是冰下？.........................................................118

6.11為什么緊閉了窗子還覺得有風(fēng)？...............................................119

6.12神秘的紙片.................................................................120

6.13皮襖會給你溫暖嗎？.........................................................121

6.14我們腳底下是什么季節(jié)？.....................................................122

6.15紙制的鍋子.................................................................123

6.16為什么冰是滑的？...........................................................124

6.17冰柱的題目.................................................................125

第7章光線...................................................................127

7.1捉影........................................................................128

7.2雞蛋里的雞雛................................................................130

7.3滑稽的照片..................................................................132

7.4日出的題目..................................................................134

第8章光的反射和折射.........................................................135

8.1隔著墻壁看得見東西..........................................................136

8.2傳說中“被砍掉的頭顱”......................................................138

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8.3放在前面還是后面？..........................................................140

8.4鏡子可以看得見嗎？..........................................................141

8.5我們在鏡子里看到了誰........................................................142

8.6在鏡子前面畫圖..............................................................145

8.7捷徑........................................................................147

8.8烏鴉的飛行路線..............................................................149

8.9關(guān)于萬花鏡的新舊材料........................................................150

8.10迷宮和幻宮.................................................................152

8.11光為什么和怎樣折射？.......................................................154

8.12什么時候走長的路比短的路更快？............................................156

8.13新魯濱孫...................................................................160

8.14怎樣用冰來取火？...........................................................162

8.15請?zhí)柟鈦韼兔?............................................................164

8.16關(guān)于海市蜃樓的新舊材料.....................................................165

8.17“綠光”.....................................................................168

第9章一只眼睛和兩只眼睛的視覺..............................................171

9.1在沒有照相術(shù)的時候..........................................................172

9.2很多人還不知道應(yīng)該怎樣看照片................................................173

9.3看照片的藝術(shù)................................................................174

9.4應(yīng)該把照片放在多遠(yuǎn)的地方看？...............................................175

9.5放大鏡的驚人作用............................................................176

9.6照片的放大..................................................................177

9.7電影院里的好座位............................................................178

9.8給畫報讀者一個忠告..........................................................179

9.9實體鏡是什么？..............................................................180

9.10我們的天然實體鏡...........................................................181

9.11用一只眼睛和兩只眼睛.......................................................184

9.12揭露假票據(jù)的簡單方法.......................................................186

9.13巨人的視力.................................................................187

9.14實體鏡里的星空.............................................................189

9.15三只眼睛的視力.............................................................190

9.16光輝是什么？...............................................................191

9.17在很快動作時候的視覺.......................................................193

9.18通過顏色眼鏡...............................................................194

9.19“影子的奇跡”...............................................................195

9.20顏色的意外變化.............................................................196

9.21書的高度...................................................................197

9.22鐘樓上時鐘的大小...........................................................198

9.23白的和黑的.................................................................199

9.24哪一個字母更黑些？........................................................201

9.25活的像片...................................................................202

9.26插在紙上的針和視覺上的別種錯覺............................................203

9.27近視眼怎樣看見東西？......................................................208

第10章聲音和聽覺...........................................................209

10.1怎樣尋找回聲？.............................................................210

10.2聲音代替量尺...............................................................212

10.3聲音的鏡子.................................................................213

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10.4劇院大廳里的聲音..........................................................215

10.5從海底來的回聲.............................................................216

10.6昆蟲的嗡嗡聲...............................................................217

10.7聽覺上的幻象...............................................................218

10.8蟋蟀在哪里叫？.............................................................219

10.9聲音的怪事.................................................................221

10.10關(guān)于“腹語”的奇聞.......................................................222

后記............................................................................223

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內(nèi)容提要

本書內(nèi)容包括跟物理學(xué)有關(guān)的各種傷腦筋的題目，煞費(fèi)思考的問題，引人入勝的故事，有

趣的難題，以及各種奇談怪論。本書的敘述方法和知識范圍，都適合中等學(xué)校學(xué)生和同樣程度

的自學(xué)的人閱讀。

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原書第十三版著者序言摘要

在這部書里，著者所努力希望做到的，不是告訴讀者多少新的知識，而是要幫助讀者“認(rèn)識

他所知道的事物”，也就是說，幫助讀者對他在物理學(xué)方面已有的基本知識能夠更深入了解，并

且能夠活用，教會他自覺地掌握這些知識，激發(fā)他把這些知識應(yīng)用到各方面去。為了達(dá)到這個

目的，書里討論了五光十色的各種傷腦筋的題目，煞費(fèi)思考的問題，引人入勝的故事，有趣的

難題，各種奇談怪論，以及從各種日常生活現(xiàn)象或者科學(xué)幻想小說里找到的各種出人意外的對

比。著者對于后一類材料選用得特別廣泛，認(rèn)為這種材料最適合這部書的目的：書里選用了儒

勒?凡爾納、威爾斯、馬克?吐溫等人所著小說和故事里的片斷。這些小說和故事里描寫的幻想

性的各種試驗，除了它本身的強(qiáng)烈吸引性之外，還可以做生動的教材，在授課上起重大作用。

著者曾經(jīng)盡他的能力，努力使書里的說明具有趣味的形式，使每段內(nèi)容能引人入勝。著者

是被心理學(xué)上這樣一種理論所指導(dǎo)的，就是：對于一門學(xué)科如果發(fā)生興趣，就會加倍注意，也

容易理解，因，就能夠更自覺地去深入領(lǐng)會。

這部《趣味物理學(xué)》跟同一類書籍的習(xí)慣寫法不同，在敘精彩有趣的物理學(xué)實驗方面，只

花了極少的篇幅。這部書有跟提供實驗材料的書籍不同的用處。《趣味物理學(xué)》的主要目的是，

激發(fā)科學(xué)想象的活動，教會讀者科學(xué)地思考，并且在他的記憶里創(chuàng)造無數(shù)聯(lián)想，把物理知識跟

他經(jīng)常碰到的各種生活現(xiàn)象結(jié)合起來。著者在編寫這部書的時候所努力遵守的方向，是列寧說

的這幾句話：“通俗作家應(yīng)該引導(dǎo)讀者去了解深刻的思想、深刻的學(xué)說，他們從最簡單的、眾所

周知的材料出發(fā)，用簡單易懂的推論或恰當(dāng)?shù)睦觼碚f明從這些材料得出的主要結(jié)論，啟發(fā)肯

動腦筋的讀者不斷地去思考更深一層的問題。通俗作家的對象不是那些不動腦筋的、不愿意或

者不善于動腦筋的讀者，相反地，他的對象是那些確實愿意動腦筋、但還不夠開展的讀者，幫

助這些讀者進(jìn)行這件重大的和困難的工作，引導(dǎo)他們，幫助他們開步走，教會他們獨(dú)立地繼續(xù)

前進(jìn)。”（《評“自由”雜志》，《列寧全集》第五卷，第278頁。）

由于讀者對本書的歷史感覺興趣，下面談?wù)勱P(guān)于本書的一些材料。

《趣味物理學(xué)》“誕生”在四分之一個世紀(jì)以前，它是本書著者許多著作里的第一部，在著

者的著作“家族”里，現(xiàn)在已經(jīng)有了幾十個成員了。

這部書的大量流傳，說明了廣大群眾對于物理知識的活躍的興趣，這使得著者對書里材料

的質(zhì)量感到嚴(yán)重的責(zé)任。《趣味物理學(xué)》內(nèi)容在各次再版時候的許多改動和增補(bǔ)，說明了著者對

這個責(zé)任的態(tài)度。可以說，這部書是在它問世以來二十五年的全部歲月里寫成的。在最近這一

版里，文字上只保存了第一版原書內(nèi)容不到二分之一，至于插圖，幾乎一幅也沒有留存了。有

些讀者寫信給著者，要求不要再把內(nèi)容改動，免得要他們“為了幾十頁新的書頁去購買每一個新

的版本”。這種想法是不會使著者放棄他盡全力把他的著作改善的責(zé)任的?！度の段锢韺W(xué)》不是

藝術(shù)創(chuàng)作，而是科學(xué)著作，雖說它是通俗的。它的內(nèi)容——物理學(xué)——即使在最基本的材料上

也不停地有新鮮的材料在充實，在豐富，因此這部書也一定得把這些材料陸續(xù)添加進(jìn)去。

另一方面，我又時常聽到一些責(zé)難，說《趣味物理學(xué)》沒有花一些篇幅討論像無線電最新

成就、原子核分裂、現(xiàn)代物理學(xué)理論等等的題材。這種責(zé)難完全是誤會的結(jié)果?！度の段锢韺W(xué)》

有它一定的目的，至于上面所說這些問題的研討，卻是另外一些著作的任務(wù)。

雅?別萊利曼

1936年

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第1章速度和運(yùn)動

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1.1我們行動得有多快?

優(yōu)秀的徑賽運(yùn)動員跑完1500米，大約需要3分35秒（1978年的世界紀(jì)錄是3分32.2秒）。

如果想把這個速度跟普通步行速度——每秒鐘1.5米——做一個比較，必須先做?個簡單的計

算。計算的結(jié)果告訴我們，這位運(yùn)動員跑的速度竟達(dá)到每秒鐘7米之多。當(dāng)然，這兩個速度實

際上是不能夠相比的，因為步行的人雖然每小時只能走5千米，卻能連續(xù)走上幾小時，而運(yùn)動

員的速度雖然很高，卻只能夠持續(xù)很短一會兒。步兵部隊在急行軍的時候，速度只有賽跑的人

的三分之一；他們每秒鐘走2米，或每小時走7千米多些，但是跟賽跑的人相比，他們的長處

是能夠走很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的路程。

假如我們把人的正常步行速度去跟行動緩慢的動物，像蝸?；蛘邽觚?shù)乃俣认啾?，那才?/p>

趣哩。蝸牛這東西，確實可以算是最緩慢的動物：它每秒鐘一共只能夠前進(jìn)1.5毫米，也就是

每小時5.4米——恰好是人步行速度的千分之一！另外一種典型的行動緩慢的動物，就是烏龜,

它只比蝸牛爬得稍快一點，它的普通速度是每小時70米。

人跟蝸牛、烏龜相比，雖然顯得十分敏捷，但是，假如跟周圍另外一些行動還不算太快的

東西相比，那就又當(dāng)別論了。是的，人可以毫不費(fèi)力地追過大平原上河流的流水，也不至于落

在中等速度的微風(fēng)后面。但是，如果想跟每秒鐘飛行5米的蒼蠅來較量，那人就只有用滑雪橇

在雪地上滑溜的時候，才能夠追得上。至于想追過一頭野兔或是獵狗的話，那么人即使騎上快

馬也辦不到。如果想跟老鷹比賽，那么人只有一個辦法：坐上飛機(jī)。

人類發(fā)明了機(jī)器，這就成了世界上行動最快的一種動物。

相比較而言，蘇聯(lián)生產(chǎn)的帶潛水翼的客輪速度可以達(dá)到60?70千米/時。而在陸地上人的

移動速度可以更快。在某些路段上蘇聯(lián)的客運(yùn)火車速度可以達(dá)到100千米/時.新型轎車吉爾一

111（圖1）時速可達(dá)170千米/時，而“海鷗”牌可以達(dá)到160千米/時。

圖1吉爾-111型轎車

而現(xiàn)代飛機(jī)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過剛才的數(shù)字。在蘇聯(lián)的很多民用航線上使用的圖一104和圖一

114（圖2）的平均速度約800千米/時。在不久前對于飛機(jī)制造而言，超越聲速（330米/秒，即

1200千米/時）還是一個難題，但如今這個難題已經(jīng)被克服了。小型噴氣式飛機(jī)的速度已經(jīng)達(dá)到

2000千米/時。

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圖2圖-104型客機(jī)

人類制造的工具還可以達(dá)到更快的速度。在接近濃密大氣層的邊緣處飛行的人造地球衛(wèi)星

速度大約8千米/秒。飛向太陽系行星的宇宙飛船獲得的初始速度已經(jīng)超過第二宇宙速度（11.2

千米/秒，地球表面）。

讀者現(xiàn)在可以看一看下面這個速度比較表:

米/秒千米/時米/秒千米/小時

蝸牛0.00150.0054野兔1865

烏龜0.020.07鷹nit；2486

魚13.5獵狗2590

步行的人1.45火車28100

騎兵常步1.76小汽車56200

騎兵快步3.512.6競賽汽車（紀(jì)錄）174633

蒼蠅518大型民航飛機(jī)250900

滑雪的人518聲音（空氣中）3301200

騎兵快跑8.530輕型噴氣飛機(jī)5502000

水翼船1760地球的公轉(zhuǎn)30,000108,000

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1.2與時間賽跑

能否在上午8點從符拉迪沃斯托克出發(fā)，然后同樣在上

午8點到達(dá)莫斯科？這個問題還是很有有意義的。答案是，當(dāng)

然可以。要弄明白這個問題，只需要知道這樣一個事實:在莫

斯科與符拉迪沃斯托克之間有9小時時差。如果飛機(jī)用9個小

時穿越莫斯科與符拉迪沃斯托克之間的距離,它到達(dá)莫斯科

的時間正好是從符拉迪沃斯托克起飛的時間。

符拉迪沃斯托克與莫斯科之間的距離大約是9000千米。

這就是說，飛機(jī)的速度大約是9000/9=1000千米/時。在現(xiàn)代

技術(shù)水平下這個速度是完全可以達(dá)到的。

為了實現(xiàn)沿著緯線飛行“超過太陽”（或者，準(zhǔn)確地說，超

過地球），其實不需要很高的速度。在77度緯線上，飛機(jī)只要

按照約450千米/時的速度飛行就能夠在地球自轉(zhuǎn)的同時在相

應(yīng)固定的時間間隔里經(jīng)過某一固定點。對于這架飛機(jī)的乘客

而言，太陽是靜止不動地掛在天上，而永遠(yuǎn)不會落下的（當(dāng)

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

然,飛機(jī)必須按照合適的方向飛行）。

“超過”圍繞地球旋轉(zhuǎn)的月球也不是件難事。月球繞地旋

轉(zhuǎn)的速度只是地理自轉(zhuǎn)速度的1/29（當(dāng)然此處是指角速度,

而不是線速度）。因此一艘普通的輪船按照25~30千米/時的

速度航行就能夠在中緯地區(qū)沿緯線“趕上”月亮。

而馬克?吐溫在自己的隨筆中也提到了這一現(xiàn)像。在穿

越大四洋從紐約到亞速爾群島的航程中一路是夏日晴朗的

天氣，而晚上甚至比白天天氣還要好。我們觀察到了一種奇

怪的現(xiàn)像：月亮在每晚的同一時刻出現(xiàn)在天空的同一位置。

對于我們來說這一現(xiàn)像最初是令人費(fèi)解的，但我們很快就理

解了其中原委:我們按照每小時在經(jīng)度上跨越20分的速度向

東行駛，就是說正好是使我們與月球保持同步的速度。

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1.3千分之一秒

我們已經(jīng)習(xí)慣使用人類的計時單位，因此，對于我們，千分之一秒的意義簡直就等于零。

但是，這個微小的計時單位，卻在不久之前開始在我們的實際生活上找到了應(yīng)用。當(dāng)人類還只

是根據(jù)太陽的高度或者陰影的長短來判定時間的時候，即使想計算時間準(zhǔn)確到幾分鐘也是不可

能的（圖3）；當(dāng)時，人們把一分鐘看成是無所謂的時間，根本不值得去量它。古時候，人們過

著毫不著急的生活，在他們的日唇、滴漏、沙漏等等時計上，根本就沒有“分鐘”的分度（圖4）。

直到十八世紀(jì)初葉，時計面上才出現(xiàn)了指示“分鐘”的指針——分針，而秒針還直到十九世紀(jì)初

年才出現(xiàn)。

圖3根據(jù)太陽的高低（左）或者陰影的長短（右）來判定時間。

千分之一秒，在這樣短促的時間里能夠做些什么事情呢？能夠做的事情多得很！是的，火

車在這一點時間里只能跑3厘米，可是聲音就能夠走33厘米，超音速飛機(jī)大約能夠飛出50厘

米；至于地球，它可以在千分之一秒里繞太陽轉(zhuǎn)30米，而光呢，可以走300千米。

在我們四周生活著的微小生物，假如它們會思想，大概它們不會把千分之一秒當(dāng)作“無所謂”

的一段時間。對于?些小昆蟲來說，這個時間就很可以察覺出來。?只蚊子，在一秒鐘之內(nèi)要

上下振動它的翅膀500-600次之多；因此，在千分之一秒里，它來得及把翅膀抬起或放下一次。

人類自然不可能把他的器官做出像昆蟲那樣快的動作。我們最快的一個動作是“眨眼”，就

是所謂“轉(zhuǎn)瞬”或“一瞬”的本來意思。這個動作進(jìn)行得非常之快，使我們連眼前暫時被遮暗都不

會覺察到。但是，很少人知道這個所謂無比快的動作，假如用千分之一秒做單位來測量的話，

卻是進(jìn)行得相當(dāng)緩慢的。“轉(zhuǎn)瞬”的全部時間，根據(jù)精確的測量，平均是0.4秒，也就是400個千

分之一秒。它可以分做幾步動作；上眼皮垂下（75-90個千分之一秒），上眼皮垂下以后靜止不

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（俄）別萊利嗖《趣味物理學(xué)》

圖4左面是古時候用的滴

漏時計，右面是舊時的懷

表。這兩種時計上都還沒有

“分鐘”的劃分。

動（130-170個千分之一秒），以后上眼皮再抬起（大約170個千分之一秒）。這樣你可以知道,

所謂“一瞬”其實是花了一個相當(dāng)長的時間的，這其間眼皮甚至還來得及做一個小小的休息。所

以，假如我們能夠分別察覺在每千分之一秒里所發(fā)生的景象，那么我們便可以在眼睛的“一瞬”

間看到眼皮的兩次移動以及這兩次移動之間的靜止情形了。

假如我們的神經(jīng)系統(tǒng)果真有了這樣的構(gòu)造，我們所看到的周圍事物會使你驚奇到想象不到

的程度。作家威爾斯在他的小說《最新加速劑》里，對于在這種情形所看到的驚人圖畫有過動

人的描寫。這部小說的主人公喝下了一種神奇的藥酒，這酒對于人的神經(jīng)系統(tǒng)會發(fā)生一種作用,

使視覺能夠接受各種極快的動作。

下面是從這篇小說里摘錄下來的幾段：

“在這以前，你可曾看見過窗簾像這樣貼牢在窗子上嗎？”

我向窗簾望了一望，看見它仿佛凍僵了似的，而且它的一角給風(fēng)卷起來以后，就這樣保留

著卷起的樣子.

“我從來沒有看見過,”我說，“真是多么奇怪呀!”

“還有這個呢？"他說，一面把他那握著玻璃杯的手指伸直開來。

我以為杯子一定馬上要跌碎了，但它卻沒有動一動：它一動不動地懸在空中。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

“你一定知道,”希伯恩說，“自由落下的物體在落下的第一秒里要落下5米。這只林子也

正在跑它的這5米路，一一但是，你是明白的，現(xiàn)在一共還沒有過百分之一秒'，這件事情可以

使你對我這‘加速劑’的功效有更深一步的認(rèn)識J

玻璃杯慢慢地落下去了。希伯恩把手在杯子四周以及上下方繞轉(zhuǎn)著……

我向窗外望了望。一個僵化在那兒的騎自行車的人，正追著一輛也是寸步不動的小車，自

行車后面彌漫著一片僵化了的塵土?！覀兊淖⒁獗灰徊拷┗说鸟R車吸引住了。車輪的上

緣、馬蹄、鞭子的上端以及車夫的下頷（他正在打呵欠）一一這一切，雖然慢，還都在動著；

但是這輛車上的其余一切卻完全僵化了，坐在車上的人恰似石膏像一般?！幸粋€乘客在想

迎風(fēng)把報紙折起的時候僵化了，但是對于我們，這陣風(fēng)是根本沒有的。

……方才我所談、所想以及所做的一切，都是當(dāng)“加速劑”滲透到我身體機(jī)能之后所發(fā)生

的事，這些，對于別人以及對于整個宇宙，都只是發(fā)生在一瞬間的事。

讀者們一定很愿意知道，現(xiàn)代科學(xué)儀器究竟能夠測到多么短的時間？還在我們這世紀(jì)開

始的時候，就已經(jīng)可以測出10,000分之一秒來；現(xiàn)在物理實驗室里可以測到100,000,000,000分

之i秒。這個時間跟一秒鐘的比值，大約和一秒鐘跟3000年的比值相等！

1這里應(yīng)該注意，一個自由落下的物體，在落下第一秒的第一個百分之一秒的時間里，所落下的距離并不是5

米的百分之一，而是5米的萬分之一，就是0.5毫米（按s=gg/計算）；至于在第一個千分之一秒里，那一

共只落下0.005毫米。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.4時間放大鏡

當(dāng)威爾斯寫這篇《最新加速劑》的時候，他可曾想到，這樣的事情以后竟會在實際生活里

實現(xiàn)？但是，他真算幸運(yùn)—他居然活到了這一天，能夠有機(jī)會用他自己的兩只眼睛——雖說

只是在電影銀幕上——看到當(dāng)時他的想象所構(gòu)成的圖畫。這可以叫做“時間放大鏡“，是把平時

進(jìn)行得非?？斓默F(xiàn)象用緩慢的動作在銀幕上表演出來。

所謂“時間放大鏡”其實只是一種電影攝影機(jī)，它和普通電影攝影機(jī)不同的地方，只在于不

像普通攝影機(jī)每秒鐘只拍攝24張照片，而是要拍出多好多倍的照片來。假如把這樣拍得的片子

仍舊用普通每秒鐘24片的速度放映出來，那么觀眾就可以看到拖長了的動作，就可以看到比原

來速度慢了許多的動作。關(guān)于這一點，讀者們大概在電影上也已經(jīng)看到過，例如表演跳高姿勢

的緩慢動作以及別種滯延動作。在比較復(fù)雜的同類儀器的幫助之下，人們已經(jīng)可以達(dá)到更緩慢

的程度，簡直可以看到像威爾斯的小說里所描寫的那些情形了。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.5我們什么時候繞太陽轉(zhuǎn)得更快一些：在白晝還是在黑夜？

巴黎的報紙有一次曾經(jīng)刊出一則廣告，里面說每個人只要花二十五生丁?錢，就可以得到又

經(jīng)濟(jì)又沒有絲毫困憊痛苦的旅行方法。果然就有一些輕率的人按址寄了二十五生丁錢去。這些

人每人得到一封回信，內(nèi)容是這樣的：

先生，請您安靜地躺在您的床上，并且請您記牢：我們的地球是在旋轉(zhuǎn)著的。在巴黎的緯

度一一49度一一上，您每晝夜要跑25,000千米以上。假如您喜歡看看沿路美好的景致，就請

您打開窗簾，盡情地欣賞星空的美麗吧。

這位先生終于被人用欺詐的罪名告到法院。他聽完判決，付出所判的罰金之后，據(jù)說曾經(jīng)

用演劇的姿態(tài)站了起來，鄭重地復(fù)述了伽利略的話：

“可是，無論如何它確實是在轉(zhuǎn)著的呀！”

這位被告在一定意義上是正確的，因為地球上的居民不只繞著地軸在“旅行”，同時還給地

球帶著用更大的速度繞著太陽轉(zhuǎn)。我們的地球帶著它的全數(shù)居民在空間每秒移動30千米，同時

還要繞地軸旋轉(zhuǎn)。

這里可以提出一個有趣的問題：我們住在地球上的人——究竟在什么時候繞太陽轉(zhuǎn)得

更快一些：在白晝還是在黑夜？

這不問題很容易引起誤會，地球的一面如果是在白晝，那么它的另一面就必然是在黑夜，

那么，這個問題的提出究竟有什么意義呢？恐怕是毫無意義的吧。

然而這不是這么一個問題。這兒要問的并不是整個地球在什么時候轉(zhuǎn)得比較快，而是問，

我們——地球上的居民——在眾星之間的移動究竟在什么時候要更快一些。這樣一個問題是不

能夠認(rèn)為毫無意義的。我們在太陽系里是在進(jìn)行兩種運(yùn)動的：繞太陽公轉(zhuǎn)，同時還繞地軸自轉(zhuǎn)。

這兩種運(yùn)動可以加到一起，但是結(jié)果并不始終相同，要看我們的位置在地球的白晝或黑夜的一

面來決定。請注意圖5,你就可以明白在午夜的時候，地球的自轉(zhuǎn)速度要和它的公轉(zhuǎn)前進(jìn)速度

相加，但是在正午時候剛剛相反，地球的自轉(zhuǎn)速度要從它的公轉(zhuǎn)前進(jìn)速度里減去。這樣看來，

我們在太陽系里的移動，午夜要比正午更快些。

1生丁是以前的法國貨幣單位，一百生丁等于一法郎。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

午夜

圖5人們繞日的趨動，在地球的夜豐球上要比在象半球上更快些。

赤道上的每一點，每一秒大約要跑半千米，因此，在赤道地帶，正午跟午夜速度的差數(shù)竟

達(dá)到每秒鐘整整一千米。而一個懂幾何學(xué)的人也會不難算出，在列寧格勒（它是在緯度60度上）,

這個差數(shù)卻只有一半：列寧格勒的居民，午夜在太陽系里每秒所跑的路，比他們在正午跑的多

半千米。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.6車輪的謎

試把一張顏色紙片貼在手車的車輪（或者自行車的車胎）匕就可以在手車（或者自行車）

行動的時候看到一件不平常的現(xiàn)象；當(dāng)紙片在車輪跟地面相接觸的那一端的時候，我們可以清

楚地辨別紙片的移動；但是，當(dāng)它轉(zhuǎn)到車輪上端的時候，卻很快閃過去了，使你來不及把它看

清楚。

這樣看來，車輪的上部仿佛要比下部轉(zhuǎn)動得快些。這種情形你也可以在隨便哪輛行駛著的

車子的上下輪輻上看到，你看到的是輪子的上半部輪輻幾乎連成一片，而下半部的卻仍舊可以

一條?條辨別清楚。這兒又使人產(chǎn)生一個印象，仿佛車輪的上半部要比下半部旋轉(zhuǎn)得快些。

那么，這個奇怪的現(xiàn)象要怎樣解釋呢？這個解釋很簡單，只不過由于車輪的上半部的確要

比下半部移動得更快一些罷了。這件事實初看的確不大好懂，但是只要這樣想一下就會對這個

結(jié)論完全相信：你知道滾動著的車輪上的每一點都在進(jìn)行兩種運(yùn)動——繞軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動和跟軸

同時向前移動的運(yùn)動。因此，就跟前節(jié)所說地球的情形一樣，兩個運(yùn)動應(yīng)該加合起來，而這加

合的結(jié)果對于車輪的上半部和下半部并不相同。對于車輪的上半部，車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動要加到它

的前進(jìn)運(yùn)動上，因為這兩個運(yùn)動都是向同一方向的。但是對于車輪的下半部，車輪的旋轉(zhuǎn)卻是

向相反方向的，因此也就要從前進(jìn)運(yùn)動里減了下來。就一個靜止的觀測的人看來，車輪上半部

移動得比下半部更快一些，原因就在這里。

為了證明事情的確是這樣，可以做一個簡單的實驗（圖6）。把一根木棒插在一輛車子的車

輪旁邊的地上，使這根木棒恰好豎直通過車輪的軸心，然后，用粉筆或炭塊在輪緣的最上端和

最下端各劃出一個記號，這兩個記號應(yīng)該恰好是木棒通過輪緣的地方?，F(xiàn)在，把車輪略略滾動,

使輪軸離開木棒大號B卻一共只離開木棒一點兒——上面的A點比下面的B點顯然是移動了更

大的?段距離。

圖6怎樣證明車輪上半部的確比它的下半部移動得更快，請比較滾開

了的車輪上4、5兩點跟固定不動的木棒之間的距離（右圖1

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.7車輪上最慢的部分

方才我們已經(jīng)知道，行駛著的車子的車輪上所有各點，并不移動得一樣快慢。那么，一個

旋轉(zhuǎn)車輪上究竟哪部分移動得最慢呢？

移動得最慢的，不難想象是跟地面接觸那一部分的各點。嚴(yán)格地說，這些點在跟地面接觸

的一瞬間，它們是完全沒有向前移動的。

當(dāng)然，以上所說的一切，都只是對于向前滾動的車輪說來是對的，但是對于那些只在固定

不動的輪軸上旋轉(zhuǎn)的輪子卻不適用。例如一只飛輪，輪緣上的隨便哪一點都是用相同的速度在

移動的。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.8不是開玩笑的問題

下面還有一個很有趣的問題：有一列火車假定從甲地駛向乙地，在這列車上有沒有這樣的

一些點，在跟路軌的相對關(guān)系上說，正在向反方向——從乙地向甲地——移動著？

你覺得這個題目出得荒唐嗎？但是事實上這列車的每一個車輪每一瞬間有這種向反方向移

動的點。你可知道它們究竟在什么地方嗎？

你當(dāng)然知道火車輪緣上有一個凸出的邊。好，那么讓我來告訴你，當(dāng)火車向前行進(jìn)的時候,

這個凸出邊的最低一點竟不是向前移動，而是向后移動的！

你覺得奇怪嗎？好，那么做完下面這個實驗?zāi)憔兔靼琢?。找一個圓形的東西，例如一枚硬

幣或者一個鈕扣，把一根火柴用蠟粘在這圓東西的直徑上，讓它有長長的一段露出在外面。現(xiàn)

在，把這個圓東西放在尺邊上的C點（圖7）,把它從右向左滾動，你就可以看到火柴的F、E、

D各點不但沒有跟著向前移動，倒相反地向后退去，火柴上離圓東西的邊越遠(yuǎn)的點，在圓東西

向前滾動時候倒退的現(xiàn)象也越顯著（D點移到了。'點）。

圖7硬幣和火柴的實驗。硬幣向左

方滾去的時候,火柴露在硬幣外面的

部分F、E、D各點卻向反方向移動°

火車的車輪凸出部分的下端當(dāng)火車前進(jìn)的時候，也恰好跟我們這個實驗里的火柴露出的部

分一樣，是向反方向移動的。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

現(xiàn)在，我說在飛駛著的火車上有一些不是向前而是向后移動的點，你已經(jīng)不會覺得奇怪了。

這個反方向的移動固然一共只延續(xù)幾分之一秒，盡管在我們的印象里一向都沒有這種認(rèn)識，但

是在飛駛的火車上向反方向移動的點終究是有的。這一點，圖8和圖9可以給我們很好的解釋。

圖8當(dāng)火車車輪向左滾動的

時候，它的凸出部分下端卻向

右方（反方向）移動。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

圖9上圖表示滾動車輪上每一點所畫出的曲線（擺線），下圖表示火車

車輪凸出部分各點所畫出的曲線。

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（俄）別萊利曼《趣味物理學(xué)》

1.9帆船從什么地方駛來?

假定有一只鼬板，正在湖上劃行，并且