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有什么问题,赶紧来问吧。
我们将把读者提出的问题交给各个领域的专家、科学家来回答。问题被选中的读者都将获得由本刊送出的精美礼品,还有机会获得有科学家签名的精致书签。来信请注明“科学问与答”栏目。
月亮的成因
问:月亮是地球的好朋友,它是怎么形成的?
答:月球是怎样形成的,一向是科学界所争论的问题。目前有三个假说:1.地球分裂说,2.地球俘获说,3.共同形成说。
地球分裂说认为,在太阳系形成的初期,地球和月球原是一个整体,那时地球还处于熔融状态,自转极快。由于太阳对地球强大潮汐力作用,在地球赤道附近形成一串细长的膨胀体,最终分裂而形成月球。在19世纪末,乔治·达尔文在研究了地月系统的潮汐演化后认为,月球是从地球分离出去而形成的,并提出太平洋盆地就是月球脱离地球时所造成的一个巨大遗迹。在此期间,支持分裂说的人已经知道太平洋地区地壳缺失硅铝层,由于形成月球的物质分离出去,使得该地区地壳的硅镁层暴露出来,所以他们推测月球从地球上分离出去的具体位置是在太平洋地区。
地球俘获说认为,月球可能是在地球轨道附近运行的一颗绕太阳运行的小行星,后来被地球所俘获而成为地球的卫星。支持俘获说的人认为,由于月球的平均密度只有每立方厘米为3.34克,与陨星、小行星的平均密度十分接近。因此,很有可能月球原是一颗小行星,在围绕太阳运行中,由于接近地球,地球的引力使它脱离原来的轨道而被地球所俘获。他们认为,月球的运动轨道显著地偏离地球赤道面,而比较接近各行星绕太阳运行的公转平面,因此,月球是给地球俘获的可能性较大。
共同形成说的研究者则认为,地球和月球是由同一块原始行星尘埃云所形成。它们的平均密度和化学成分不同,是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。在形成地球时,一开始以铁为主要成分,并以铁作为核心。而月球则是在地球形成后,由残余在地球周围的非金属物质凝聚而成。
罗布泊之迷
问:罗布泊真的存在过吗?为什么会消失呢?
答:新疆若羌县境东北部的罗布泊,海拔780米,面积大约占3000平方千米,地处塔里木盆地东部的古丝绸之路要塞。
罗布泊在古代是西域最著名的大湖,烟波浩淼,鱼肥虾美,由于人类活动的影响和自然生态环境的恶化,到1972年,罗布泊最终干涸了。不过现在的罗布泊也并非完全是一片不毛之地,这里有胡杨、罗布麻、甘草生长,还有野骆驼、马鹿、野猪等动物。
两千多年来,不少中外探险家到罗布泊考察过。意大利商人马可波罗,俄国探险家普尔热瓦尔斯基、瑞典地理学家斯文赫定、美国人哥丁顿、英国人斯坦因、日本人桔瑞超和法国人邦瓦洛等,都考察过罗布泊,并留下精彩的描写。1930~1934年,我国科学工作者黄文弼,赴罗布泊实地考察,还实测了地图。1959年,1980~1981年中国科学院组织过规模的罗布泊考察,其间1980年5~7月彭加木同志为寻找水源,在库木库都克地区遇难。
这里,曾经是一个人口众多,颇具规模的古代楼兰王国。如今,从卫星像片上反映出来的罗布泊是一圈一圈的盐壳组成的荒漠!是活生生的湖泊消亡的实例。它警告人们在西部生态脆弱地带进行开发必须以保护生态环境为首要目标。
太阳上发生核聚变不需要氧气
问:氧气是助燃剂,太阳上发生核聚变需要氧气参与吗?
答:不需要。氧气为无色无臭气体,是助燃气体,常用于切割、焊接金属和冶金,还用于制造医药、染料、炸药等。太阳上发生的是氢-氚聚变反应,原理和氢弹爆炸是一样的,它需要上亿摄氏度的高温。氘和氚都是氢的同位素。在一定条件下,它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核——氦核,同时把核中贮存的巨大能量(核能)释放出来。1个氘原子核和1个氚原子核结合成1个氦原子核时能放出1780万电子伏特的能量。据计算,1公斤氘燃料,至少可以抵得上4公斤铀燃料或l万吨优质煤燃料。普通核电站是通过核裂变——铀或钚通过原子核的分裂,变为较轻的原子核,放出能量,也不要氧气参与。因此,太阳上发生核聚变,不要氧气参与,放出的能量比核裂变更多。目前科学家正在试验可控核聚变反应,一旦成功,世界能源问题将彻底解决。
干电池的原理
问:日常生活中,干电池的用处很大,随身听、半导体收音机、电筒里面都需要。请问干电池的内部结构是怎么样的?它的工作原理是什么?废旧电池对人体有危害吗?
答:手电筒中的干电池一般是普通的锌-锰干电池,它的结构和反应原理如下:
负极(锌筒):
Zn-2e-=Zn2
正极(碳棒):
2MnO2 2NH4 2e-=Mn2O3 2NH3↑ H20
总反应:
Zn 2MnO2 2NH4 =Zn2 Mn2O3 2NH3↑ H20
电池的外壳是金属锌,作负极,中心碳棒(石墨)是正极,碳棒周围由一层纸质包裹的黑色物质,这是石墨粉和二氧化锰的混合物,纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液,其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。
干电池放电主要是通过锌筒上失去电子,而被氧化成Zn2 而进入电解质溶液中,电解质溶液中的NH4 获得电子被还原成NH3,从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。
废旧电池的危害非常的大。资料表明,一枚指甲盖大小的废旧纽扣电池,能污染60万升水;一节1号电池烂在地里,可使1m2的土地草木不生。在我国,废电池造成的环境问题一直没有引起足够的重视。废电池的环境管理基本处于空白,人们回收利用的意识薄弱,处理技术的研究开发也几乎为零,每年报废的上百亿只电池大部分“一扔了之”,对生态环境构成了严重威胁。干电池一般都含有汞、铅、镉、锌、锰等对人体、对环境有毒有害物质。铅中毒会引起神经系统病、痛风、反应迟钝、肾衰、甚至死亡。铅对儿童的危害更严重,它会影响儿童智力发育,损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能,严重者造成痴呆。孕妇铅中毒可导致胎儿流产、死胎和胎儿致畸等。
我们将把读者提出的问题交给各个领域的专家、科学家来回答。问题被选中的读者都将获得由本刊送出的精美礼品,还有机会获得有科学家签名的精致书签。来信请注明“科学问与答”栏目。
月亮的成因
问:月亮是地球的好朋友,它是怎么形成的?
答:月球是怎样形成的,一向是科学界所争论的问题。目前有三个假说:1.地球分裂说,2.地球俘获说,3.共同形成说。
地球分裂说认为,在太阳系形成的初期,地球和月球原是一个整体,那时地球还处于熔融状态,自转极快。由于太阳对地球强大潮汐力作用,在地球赤道附近形成一串细长的膨胀体,最终分裂而形成月球。在19世纪末,乔治·达尔文在研究了地月系统的潮汐演化后认为,月球是从地球分离出去而形成的,并提出太平洋盆地就是月球脱离地球时所造成的一个巨大遗迹。在此期间,支持分裂说的人已经知道太平洋地区地壳缺失硅铝层,由于形成月球的物质分离出去,使得该地区地壳的硅镁层暴露出来,所以他们推测月球从地球上分离出去的具体位置是在太平洋地区。
地球俘获说认为,月球可能是在地球轨道附近运行的一颗绕太阳运行的小行星,后来被地球所俘获而成为地球的卫星。支持俘获说的人认为,由于月球的平均密度只有每立方厘米为3.34克,与陨星、小行星的平均密度十分接近。因此,很有可能月球原是一颗小行星,在围绕太阳运行中,由于接近地球,地球的引力使它脱离原来的轨道而被地球所俘获。他们认为,月球的运动轨道显著地偏离地球赤道面,而比较接近各行星绕太阳运行的公转平面,因此,月球是给地球俘获的可能性较大。
共同形成说的研究者则认为,地球和月球是由同一块原始行星尘埃云所形成。它们的平均密度和化学成分不同,是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。在形成地球时,一开始以铁为主要成分,并以铁作为核心。而月球则是在地球形成后,由残余在地球周围的非金属物质凝聚而成。
罗布泊之迷
问:罗布泊真的存在过吗?为什么会消失呢?
答:新疆若羌县境东北部的罗布泊,海拔780米,面积大约占3000平方千米,地处塔里木盆地东部的古丝绸之路要塞。
罗布泊在古代是西域最著名的大湖,烟波浩淼,鱼肥虾美,由于人类活动的影响和自然生态环境的恶化,到1972年,罗布泊最终干涸了。不过现在的罗布泊也并非完全是一片不毛之地,这里有胡杨、罗布麻、甘草生长,还有野骆驼、马鹿、野猪等动物。
两千多年来,不少中外探险家到罗布泊考察过。意大利商人马可波罗,俄国探险家普尔热瓦尔斯基、瑞典地理学家斯文赫定、美国人哥丁顿、英国人斯坦因、日本人桔瑞超和法国人邦瓦洛等,都考察过罗布泊,并留下精彩的描写。1930~1934年,我国科学工作者黄文弼,赴罗布泊实地考察,还实测了地图。1959年,1980~1981年中国科学院组织过规模的罗布泊考察,其间1980年5~7月彭加木同志为寻找水源,在库木库都克地区遇难。
这里,曾经是一个人口众多,颇具规模的古代楼兰王国。如今,从卫星像片上反映出来的罗布泊是一圈一圈的盐壳组成的荒漠!是活生生的湖泊消亡的实例。它警告人们在西部生态脆弱地带进行开发必须以保护生态环境为首要目标。
太阳上发生核聚变不需要氧气
问:氧气是助燃剂,太阳上发生核聚变需要氧气参与吗?
答:不需要。氧气为无色无臭气体,是助燃气体,常用于切割、焊接金属和冶金,还用于制造医药、染料、炸药等。太阳上发生的是氢-氚聚变反应,原理和氢弹爆炸是一样的,它需要上亿摄氏度的高温。氘和氚都是氢的同位素。在一定条件下,它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核——氦核,同时把核中贮存的巨大能量(核能)释放出来。1个氘原子核和1个氚原子核结合成1个氦原子核时能放出1780万电子伏特的能量。据计算,1公斤氘燃料,至少可以抵得上4公斤铀燃料或l万吨优质煤燃料。普通核电站是通过核裂变——铀或钚通过原子核的分裂,变为较轻的原子核,放出能量,也不要氧气参与。因此,太阳上发生核聚变,不要氧气参与,放出的能量比核裂变更多。目前科学家正在试验可控核聚变反应,一旦成功,世界能源问题将彻底解决。
干电池的原理
问:日常生活中,干电池的用处很大,随身听、半导体收音机、电筒里面都需要。请问干电池的内部结构是怎么样的?它的工作原理是什么?废旧电池对人体有危害吗?
答:手电筒中的干电池一般是普通的锌-锰干电池,它的结构和反应原理如下:
负极(锌筒):
Zn-2e-=Zn2
正极(碳棒):
2MnO2 2NH4 2e-=Mn2O3 2NH3↑ H20
总反应:
Zn 2MnO2 2NH4 =Zn2 Mn2O3 2NH3↑ H20
电池的外壳是金属锌,作负极,中心碳棒(石墨)是正极,碳棒周围由一层纸质包裹的黑色物质,这是石墨粉和二氧化锰的混合物,纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液,其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。
干电池放电主要是通过锌筒上失去电子,而被氧化成Zn2 而进入电解质溶液中,电解质溶液中的NH4 获得电子被还原成NH3,从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。
废旧电池的危害非常的大。资料表明,一枚指甲盖大小的废旧纽扣电池,能污染60万升水;一节1号电池烂在地里,可使1m2的土地草木不生。在我国,废电池造成的环境问题一直没有引起足够的重视。废电池的环境管理基本处于空白,人们回收利用的意识薄弱,处理技术的研究开发也几乎为零,每年报废的上百亿只电池大部分“一扔了之”,对生态环境构成了严重威胁。干电池一般都含有汞、铅、镉、锌、锰等对人体、对环境有毒有害物质。铅中毒会引起神经系统病、痛风、反应迟钝、肾衰、甚至死亡。铅对儿童的危害更严重,它会影响儿童智力发育,损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能,严重者造成痴呆。孕妇铅中毒可导致胎儿流产、死胎和胎儿致畸等。