科學故事2020合集
科學，分科而學的意思，后指將各種知識通過細化分類(如數(shù)學、物理、化學等)研究，形成逐漸完整的知識體系。它是關于發(fā)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造實踐的學問，它是人類探索研究感悟宇宙萬物變化規(guī)律的知識體系的總稱。下面小編給大家介紹關于科學故事，方便大家學習。
科學故事1
航天飛機是一種載人的太空飛行器。它的最突出優(yōu)點在于可以反復使用，因此是空間技術發(fā)展進程中的一個突破。它為人類探索宇宙、開發(fā)太空領域提供了經(jīng)濟實用的工具，所以航天飛機的發(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，還是隨后的太空實驗室，都是通過發(fā)射一個又一個功率巨大的運載火箭來把它們送上太空的。運載火箭是使衛(wèi)星和飛船進入預定軌道運行的主要運輸工具。
研究、設計和制造這樣的運載火箭需要耗費大量的人力、物力和財力，這種代價高昂的運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甚至幾個運載火箭。1969年，美國發(fā)射的第一次把人送上月球的“土星”5號運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1750萬美元。正因為如此，所以美國的“阿波羅計劃”到1972年12月19日，“阿波羅”17號宇宙飛船運載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。美國宇航局的科學家還利用“阿波羅計劃”中已造好而沒有來得及利用的“土星”5號火箭，成功地發(fā)射了太空實驗室。然而，由此也帶來了麻煩：施放到太空圍繞地球運轉的人造衛(wèi)星并不能保證百分之百地投入使用，有時由于裝在它“肚子”里的儀器設備發(fā)生了意料不到的故障，導致整個衛(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，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，還會引起一場爆炸，那時它們就是十足的“闖禍坯”了。還有那種比人造衛(wèi)星更復雜、高級、造價更高的太空實驗室，一旦它貯存的食物、氧氣、實驗物品花盡用完以后，無法得到補充，結果也逃脫不了被丟棄的命運。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”的運轉軌道的位置。
當然，也可以另外派一艘宇宙飛船到軌道上去給實驗室送貨上門;但這樣一來，問題義涉及到每次要動用一枚只能用一次、價值幾千萬美元的運載火箭，花費太大了啊!
這種被動局面嚴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。
對于這種未來的運載工具應該具備什么特點呢?各方面的專家為當時還沒有出生的“胎兒”勾勒了一副大致的“面貌”：
它必須可以重復使用、經(jīng)久耐用，在完成了各項任務以后，能像普通飛機一樣飛回來在常規(guī)機場跑道上平穩(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，而隨機的科學家只須通過短距離的通道就能夠進入貨艙，進行各項理化實驗。
它能隨時改變自身的運行軌道，跟正在繞地球運轉的各種人造衛(wèi)星、太空實驗室靠攏甚至對接，從而對那些失效的人造衛(wèi)星進行修理保養(yǎng)工作，為太空實驗室運送物資，擔負太空緊急救援任務。
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，它是一種具有運載火箭性質(zhì)、來回于太空與地球之間、像飛機—樣的宇宙運輸工具，它的名稱就叫“航天飛機”。
美國是最早研究航天飛機各種可行方案的國家。從1969年停止“阿波羅計劃”以后，就立即集中5萬名高級技術人員，花了差不多10年時間和將近100億美元的研制費用，終于把一張張藍圖上的東西變成了一架真正的航天飛機。1981年4月12日上午7時，在美國佛羅里達州的卡納維拉爾角肯尼迪空間中心第39號發(fā)射臺上，升起了世界第一架航天飛機“哥倫比亞”號。從此，宇宙航行的新紀元開始了。
1981年4月12日，世界上第一架航天飛機“哥倫比亞”號，在一片歡呼聲中徐徐上升，進入太空，在軌道上遨游了54小時后，安全返回地面。至1991年止有5架航天飛機曾在太空遨游，其中美國有4架，前蘇聯(lián)有1架。
航天飛機為人類自由進出太空提供了很好的工具，是航天史上的一個重要里程碑。
航天飛機是往返于地球表面和近地軌道之間。運送有效載荷(如衛(wèi)星、物品等)的飛行器，可以重復使用。
航天飛機設計成用火箭推進的飛機，它發(fā)射時像火箭那樣垂直起飛，返回地面時能像滑翔機或飛機那樣下滑和著陸。航天飛機集中了許多現(xiàn)代科學技術成果，是火箭、航天器和航空技術的綜合產(chǎn)物。它的特點是可以多次使用(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”號航天飛機由一個軌道器、1個外貯箱和2個固體火箭助推器組成。
軌道器是航天飛機最復雜的部分，外形是一個三角翼滑翔機，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。
外貯箱是航天飛機最大的部件，也是唯一不可回收的部件，用于貯存航天飛機的燃料——液氫和液氧，并向發(fā)動機輸送燃料。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，為航天飛機垂直起飛和飛出大氣層提供約78%的動力。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，航天飛機在太空中飛行了40次，完成了許多科學實驗和研究項目，也執(zhí)行了多次軍事飛行任務，取得了許多重大科學技術成果，獲得巨大的經(jīng)濟效益。
科學故事2
柴油機車
魯?shù)婪?狄塞爾是德國著名的熱機工程師、柴油機的發(fā)明家。他在科學上的最大貢獻是發(fā)明了以柴油為燃料的新型內(nèi)燃機。這是19世紀末最重要的機械發(fā)明之一。柴油壓縮點火式發(fā)動機發(fā)明后，成為蒸汽機車的競爭對手。
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柴油機車。機車重85噸，功率為 1200馬力。在此之前，柴油機軌道車已由“汽車之父”-德國人戴姆勒研制成功。但將這一原理運用于牽引列車，卻困難重重，關鍵問題是如何將動力傳遞給輪軸。因為和蒸汽機相比，柴油機的傳動要猛烈得多。后來人們將發(fā)動機和輪軸之間的機械傳動改為電動傳動，即由柴油機帶動發(fā)電機向電動機供電。
柴油機車不僅效率高，且只需蒸汽機車20%的燃料費，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，使用柴油機車的國家日益增多，并逐步取代了蒸汽機車的地位。
科學故事3
地下鐵路
19世紀，人類迸人蒸汽機車時代。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提出了實施方案。但政府拖至1853年才批準建設地下鐵路，并成立了諾斯?梅特羅波利坦鐵路公司。其后，又因財政上的困難，推遲了開工時間。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，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時正式運送乖客。開始通車時，使用6輛機車車頭，各牽引4輛客車，每隔15分鐘運行一次。第一天運行總計120列，所運乘客3萬人。這條地下鐵路中間共設7個站，兩頭終點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)當時的《每日電訊報》報道：“……一等廂內(nèi)煤氣燈很亮，可以毫不費力地讀報紙?！?/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烈反對，只得在一些大城市暫時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優(yōu)秀的電力機車，從此電力機車替代了蒸汽機車用于地下鐵路。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車的地下鐵路子1904年通車。1900年，法國巴黎舉”萬國博覽會，地下鐵路同時通車，與此同時，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的海域中，你自然會借助燈塔的幫助，從它那熠熠光芒中領略脈脈深情，駕船經(jīng)過時總會情不自禁地拉響船笛，以回報航海者的滿腔敬意。
追根溯源，自人類開始航海起，航標便應運而生并逐漸發(fā)展起來，日趨成熟后產(chǎn)生了它的高級形式??燈塔。燈塔源于土耳其，公元前7世紀，土耳其人在達達尼爾海峽的巴巴角上安裝了最早的燈塔。它象一個鐘樓，樓頂上有一盛放木炭的容器，人們將木炭點燃，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130米，樓頂內(nèi)的木柴火焰通宵達旦，它屹立了 1500年之久，不幸毀于 1302年的地震。
18世紀以前的燈塔，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，使油燈技術有了新發(fā)展;戴維?胡德又對其作了改進，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，可增大光信號的強度。1821年，德國工程師奧古斯坦?菲涅爾設計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。
隨著科學技術的不斷發(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;美國的幾百個燈塔已改用遙控裝置;法國的一座新燈塔，光強達到5000萬燭光，白天在40公里遠處也能看到;蘇聯(lián)則在燈塔上安裝鱗激光導航器，光束不散射，透霧力度強;英國已在大海的燈塔旁建起了直升飛機的停機坪;而澳大利亞則出現(xiàn)～座上部半圓形呈了望臺狀的燈塔，樣式更為別具一格。
燈塔多彩多姿，光芒四射，它永遠是航海者的忠實伴侶，是茫茫大海中永不疲倦的眼睛。
科學故事5
磁懸浮列車
磁懸浮列車的原理并不深奧。它是運用磁鐵‘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家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統(tǒng)上，使列低耆?牙牘斕藍??⌒惺唬?晌?拔蘼幀繃諧擔?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的形式：～種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導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，便車體懸浮運行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵，在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10一15毫米的間隙，并使導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軌面上運行。
磁懸浮列車與當今的高速列車相比，具有許多無可比擬的優(yōu)點：由于磁懸浮列車是懸浮于軌道上行駛，導軌與機車之間不存在任何實際的接觸，成為“無輪”狀態(tài)，故其幾乎沒有輪、軌之間的摩擦，時速高達幾百公里;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、飛機的四分之一;噪音小，當磁懸浮列車時速達 300公里以上時，噪聲只有65分貝，僅相當于一個人大聲地說話，比汽車駛過的聲音還小;由于它以電為動力，在軌道沿線不會排放廢氣，無污染，是一種名副其實的綠色交通工具。
1911年，俄國托木斯克工藝學院的一位教授曾根據(jù)電磁作用原理，設計并制成了一個磁墊列車模型。該模型行駛時不與路軌直接接觸，而是利用電磁排斥力使車輛懸浮而與鐵軌脫離，并用電動機驅動車輛快速前進。
1960年美國科學家詹姆斯?鮑威爾和高登?丹比提出磁懸浮列車的設計，利用強大的磁場將列車提升至離軌幾十毫米，以時速300多公里行駛而不與軌道發(fā)生摩擦。遺憾的是，他們的設計沒有被美國所重視，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年研制成常導電磁鐵吸引式磁浮模型試驗車。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”，由一臺異步線性電動機驅動，運行時高出軌面15毫米，它由兩個車廂組成，每個車廂能載40名乘客。列車上無駕駛員，由計算機自動控制。
隨著超導和高溫超導熱的出現(xiàn)，推動了超導磁懸浮列車的研制。這種超導磁懸浮列車利用超導磁石使車體上浮，通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。日本于1977年制成了ML500型超導磁浮列車的實驗車，1979年在宮崎縣建成全長7000米的試驗鐵路線，1979年12月達到了每小時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，最高時速為420公里。車上裝備的超導體電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力與地面槽形導軌上的線圈所產(chǎn)生的電磁力互相排斥，從而使車體上浮。槽形導軌兩側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。由于是懸空行駛，因而基本上不使用車輪。但在起動時或剎車時，還需有車輪做輔助支撐。一這和飛機起降時需要輪子相似。這列超導磁懸浮列車由于試驗線路太短，未能充分展示出它的卓越性能。 我國從70年代開始進行磁懸浮列車的研制，首臺小型磁懸浮原理樣車在1989年春“浮”起來了。1995年5月，我國第一臺載人磁懸浮列車在軌道上空平穩(wěn)地運行起來。這臺磁懸浮列車長3.36米，寬3米，軌距2米，可乘坐20人，設計時速500公里。1996年7月，國防科技大學緊跟世界磁懸浮列車技術的最新進展，成功地進行了各電磁鐵運動解耦的獨立轉向架模塊的試驗。
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”設計最高時速為2.25萬公里，是音速的20多倍。它橫穿美國大陸只需21分鐘，而噴氣式客機則需5小時。這項計劃要求首先在地下挖出隧道，鋪設兩根至四根直徑為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，將成為對世紀人類理想的交通工具。
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