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为什么烘手机中的细菌这么多呢,在不同的参照

发布时间:2019-10-18 20:26编辑:马后炮太湖钓叟字谜浏览(98)

    于1978年7月被美国研究人员发现的“卡戎”,在冥王星赤道上空约1.9万公里的圆形轨道上运转,其运行周期与冥王星自转周期相等。近年来的观测表明,“卡戎”其实与冥王星构成了双行星系统,同步围绕太阳旋转。另外,“卡戎”的直径超过1000公里,质量约为190亿亿吨,大约是冥王星的一半,其密度与冥王星相似。有专家推测,远古时冥王星与一颗庞大天体发生了碰撞,导致一大块碎片从中分离出来,最后形成了“卡戎”

    1955年4月18日,20世纪最伟大的科学家阿尔伯特·爱因斯坦因患动脉瘤在美国普林斯顿逝世。说起爱因斯坦,都知道他提出了著名的相对论。但是你可知道,相对论为什么有“狭义”和“广义”之分呢? 了解“相对论”对于研究现代物理学的人来说,是十分必要的。 据说,相对论的创始人阿耳伯特?爱因斯坦从小就思考这样两个问题:如果有人跟着光线跑,并努力赶上它,那么,这个人将看到些什么现象呢?如果把一个人关在一架自由下落的升降机内,他将看到什么呢?经过二十多年的思考和钻研,爱因斯坦终于找到了第一个问题的答案,创立了狭义相对论,并将他的这一成果于1905年公诸于世。但爱因斯坦并不满足于已取得的成就,他又围绕着第二个问题进行了深入的探索,经过十一年坚持不懈的努力,于1916年,进一步建立了广义相对论。 相对论为什么有“狭义”和“广义”之分呢?这和物理学中“相对性原理”的推广范围有关。我们知道,为了观察和描述物体的运动,需要有一个参照的标准。例如,从飞机内部看机上的乘客,他是坐在那儿不动的;从地面上观察,乘客却随飞机一起飞行。究竟这乘客是静止还是在运动,就看观察者所参照的标准了。物理学上,把这种参照标准称作参照系。任何事物都可以当作参照系,海中的岛屿、天上的星星、行驶的火车、静止的路标……参照系选得好,观察和研究起来就方便。 根据参照系相对于观察者的运动情况,参照系又可以分为惯性系和非惯性系两大类。相对于观察者是静止的或在作匀速直线运动的参照系统称为惯性系。静止或作匀速直线运动在物理学上称作加速度为零的运动。因此,惯性系又可以看作是参照系相对于观察者不作加速运动的情况;而非惯性系则可看成是参照系相对于观察者在作加速运动的情况,并可称之为加速系。我们在观察地面上的运动物体时,可以把地球近似地当作惯性系。在研究地球或其他行星的运动时,就要以太阳或其他恒星作惯性系。 相对论的核心思想之一是“相对性原理”。上面已经讲到,在不同的参照系里描述同一事物的运动形式,其情况也不同。但是,在不同的参照系里运动的物体是否遵循同样的规律呢?例如,在一艘作匀速直线航行的海轮上,和一个在地面上的静止实验室里分头作力学实验:两只摆长相同的摆钟,它们的摆动周期是否一样呢?在两根一样的弹簧下各挂1千克的砝码,它们的伸长是否一样呢?在相同的高度上,让两块一样质量的铁块自由下落,它们是否同时落到地上呢?……早在力学发展的初期,物理学家们就总结出,在所有的惯性系中,力学运动的规律都相同,这就是经典力学的相对性原理。 19世纪中期,电磁学有了很大的发展,经典的电磁理论建立起来并趋于完备。这不仅使人类从蒸汽时代进入电气时代,而且也为相对论的诞生准备了摇篮。爱因斯坦在他创立的狭义相对论中,把经典力学中的相对性原理推广到包括电磁学在内的整个物理学领域,建立了新的相对性原理,即:物理规律(不仅是力学规律,也包括电磁运动的规律)在所有的惯性系中都是一样的。而在广义相对论中,爱因斯坦又把这个原理作了进一步的推广,即:物理规律不仅在所有的惯性系中都一样,而且在所有的加速系中也相同。换句话说,物理规律在所有的参考系中都一样。 由于相对性原理先是在惯性系中,从力学规律推广到所有的物理规律,后来又在广泛的意义上推广到所有的参照系,这就使相对论有了“狭义”和“广义”之分。

    在全国“两会”上,人大代表、中国航天科技集团六院院长刘志让表示,该院正联合国内核动力相关研究设计单位,开展空间核动力方案论证和关键技术研究工作,后续将形成核热、核电等多种方案,拓展空间任务的适应性。 一枚体态巍峨的火箭腾空而起后,最终却只能将重量相对火箭小很多的航天器送入轨道。以刚刚成功首飞的猎鹰重型火箭为例,其起飞时的整体重量高达1420吨。而即便在放弃可回收功能来换取更高运载能力的情况下,这种火箭也仅仅能将63.8吨的载荷送到近地轨道上,仅相当于其起飞重量的4.5%左右。近地轨道距离地面的高度一般在几百公里左右,对于去往更遥远太空中的飞行,火箭能够运载的有效载荷会进一步下降。例如,发射去往火星的载荷时,猎鹰重型火箭的运载能力为16.8吨,仅相当于其起飞重量的1.2%。 造成当前火箭运载效率低下的一个重要原因是燃料的比冲(单位质量推进剂所产生的冲量)太低。目前使用的火箭,是通过将燃料的化学能转化成热能的方式,加热加速气体来使火箭获得推力的。以这种方式工作的火箭被称为“化学火箭”。目前化学火箭常用的液氧-液氢推进剂,其理论最大比冲为510秒。 据估计,如果使用核燃料驱动火箭,其理论最大比冲可以高达约一百万秒,比液氧-液氢化学火箭足足高了4个量级。因此,要在未来将大型航天器送到深空之中,真正实现科幻电影中所畅想的星际旅行,核能是目前可知的唯一选择。 热核火箭:技术跨度最小 在所有核能火箭的实现方式中,热核火箭是结构和原理与现有化学火箭最相似的一种。因此,其技术跨度也较小,实现也相对容易。 热核火箭的发动机和化学火箭的发动机构造基本相似,其基本原理也是将推进剂加热后向后喷出,让火箭获得前进的动力。但和化学火箭不同的是,热核火箭加热推进剂的热量由核反应释放,而不像化学火箭那样由化学反应释放。 根据反应堆材料的不同,热核火箭可以分为固体堆芯、液体堆芯和气体堆芯三种。固体堆芯火箭发动机的构造和传统化学火箭发动机最像。在反应堆中,通过与核电厂中的核反应类似的方式控制核反应发生的速度:反应堆周围布置了一圈用于控制堆内中子流的控制棒。当控制棒抽出时,中子流增加,链式核反应就进行得较快,发动机可以输出较高功率。如果暂时需要减小发动机的推力或停机,则将控制棒推入反应堆来减小堆内的中子流即可。 限制固体堆芯核火箭能力发挥的一个因素是发动机材料所能承受的最高温度。由于核反应能够产生的温度一般远远高于目前可用的材料能够承受的温度,因此不得不将核反应的速率限制得比较低,不能充分发挥核反应释放能量的本领。为了在有限的温度下获得尽可能高的比冲,需要选择分子量尽量小的推进剂,因此固体堆芯核火箭发动机一般使用液氢作为燃料。但此时,液氢承担的任务仅仅是带走核反应产生的热能,自身并不燃烧。 由于热核火箭仍然需要使用推进剂,且核反应的能力不能被完全发挥,其比冲目前只能达到1000秒左右。但这已经是液氧-液氢发动机实际能够达到的比冲的2倍多。此外,由于固体堆芯发动机的体积和重量较大,其推力与重量的比大概只能达到10左右,低于目前化学火箭70左右的推重比。受这些限制,热核火箭发动机还不能完全取代化学火箭发动机来执行从地面发射航天器的任务。但其高比冲的特点特别适合推动已经进入近地轨道的飞行器向深空探测的轨道转移。 美国航天局曾经提出过这样的设想:先使用重型化学火箭将BNTR热核火箭的各个组成部分送入近地轨道中,在近地轨道上完成热核火箭组装后,等待航天飞机将宇航员及其住舱一并发射上来。在完成最终的组合后,热核火箭提供的动力将把重约137吨的组合体从近地轨道摆渡到火星轨道,并在完成任务后返回。为了进一步提升热核火箭的性能,研究者们已经开始了对液体堆芯火箭和气体堆芯火箭的研究,这两种类型的热核火箭有望进一步提高比冲和推重比,使热核火箭的应用前景更加广阔。 电推进核火箭:将缩短星际旅行时间 普罗米修斯是希腊神话中为人类盗来火种的神灵。在美国航天局以普罗米修斯命名的航天计划中,研究者们希望能像他一样从恒星释放能量的核能中汲取力量,让人类的航天器能飞得更远。在该计划中,研究者们采用了全新的核能发电+离子电推进的技术方式,试图设计一种能够胜任深空探测任务的飞船。这种飞船的时速可达到目前常规探测飞船的3倍以上,能够在60天左右的时间内从地球抵达火星,还能完成去往太阳系外的任务。 在普罗米修斯计划所采用的电推进技术中,首先使用电能将推进剂原子中的电子剥离,使其成为带有正电荷的离子。之后,离子在电场或电磁场的作用下被加速到极高的速度并喷出,使航天器获得推力。由于离子的速度很高,因此在获得同样的推力需要的推进剂质量仅仅是传统化学推进方式的十分之一。1998年美国航天局发射的“深空一号”探测飞船,仅仅携带了81.5公斤的推进剂就可以进行20个月的长时间飞行,这对于化学推进剂来说简直是不可想象的。离子电推进剂能够产生的瞬时推力没有化学推进剂大,但它能让飞船连续稳定的加速数月至数年,最终使飞船达到比较快的速度,缩短星际旅行时间。例如,如果欧洲的“罗塞塔号”飞船改用离子电推进技术,其飞行时间有望从实际的9年缩短到两年半。 我国前不久发射的“实践十三号”卫星也采用了电推进技术,从而能够以少量燃料在轨道上工作更长时间。像“实践十三号”这种在地球附近工作、对推力需求不是很大的航天器,太阳能就足够提供卫星离子电推进所需要的电能。但是对于需要飞向遥远太空的飞船来说,太阳光在地球附近给予的能量就不充足。而普罗米修斯所计划使用的飞船,将用核能发电,为离子电推进系统送去比太阳能更充足、更稳定的能源。在普罗米修斯计划中,设计了更高效的热-声-电核能转换方式。氦气在被核燃料加热后,其膨胀和收缩产生滚滚惊雷一样的强大声波,驱动发电机中的活塞运行,产生电流。 在2003年进行的试验中,普罗米修斯计划研发的大功率离子电推进发动机获得了12千瓦的功率和高达6000秒的比冲,比“深空一号”上使用的离子发动机性能有了较大的提升。遗憾的是,由于美国整体航天政策的调整和该计划本身的一些技术难题,美国于2005年终结了普罗米修斯计划。但在计划实施期间所积累的技术,为今后核能电推进火箭的进一步应用打下了基础。

    在公共场所上完厕所洗完手,很多人会选择用纸巾擦手,还有一些人则习惯把湿漉漉的手放在烘手机上吹干,他们觉得相对于用纸擦,用烘手机烘干手不会与其他东西接触,似乎更加干净卫生。然而事实真的如此吗? 最近美国一位大学生尼科尔较了下真,她将一个培养皿放在一洗手间的烘手机下吹了3分钟,然后静置48小时后,发现竟培育出超级多的细菌,当她把照片发到网上后,网友们都懵了,难道这么多年一直在用错误的方法干手? 烘手机为什么这么脏 其实在尼科尔之前,美国费城托马斯·杰斐逊大学医院的爱德·罗伯茨博士等人曾做过类似实验。他们收集当地各处烘干机上附着的灰尘和污垢在实验室分析研究,发现烘干机“潜伏”的细菌数量惊人,而且很多都是大量存在于粪便中的细菌,非常容易致病。如克雷伯氏菌可能会引起发热、恶心、呕吐;阴沟肠杆菌可能导致严重的呼吸道感染,甚至还发现了金黄色葡萄球菌,其可能引起中毒性休克综合征、蜂窝织炎、食物中毒等。 为什么烘手机中的细菌这么多呢?研究发现,洗手间和马桶被认为是细菌滋生和传播的高危场所。每冲一次马桶,一团气雾就会被喷到空气中,其中可能会包含各种致病的粪便细菌。此外,北京一位疾控专家表示,安装烘手机的地方一般比较潮湿,这就使得烘手机内容易滋生细菌。要想降低烘手机细菌滋生的风险,就要经常对它进行消毒,保持其周围环境的干燥清洁。 用纸擦手怎么就更干净 那么洗完手后到底用什么把手弄干才最好呢?有研究者运用网上电子数据库对1970年以来的多项研究进行分析和比对,证明用纸巾擦干是最好的方法。一般烘手机需要45秒才可以使手的湿度减少97%,而纸巾只需10秒即可达到相同程度。大多数人使用烘手机的时间只有22秒,手的干燥程度则低于70%。 此外,使用纸巾擦手时,其表面与手的摩擦对除菌也起着关键作用,大多细菌都因此被蹭到卫生纸上。与各种烘手机相比,用纸巾擦干是手部除菌的最好办法。 虽然从环保方面来看,纸巾还是不如烘手机。不过,网上有人提出了一种省纸的擦手方法:洗手后,狠狠甩12次,再用对折后的纸巾擦拭。

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