閱讀下面短文，完成后面的題目：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 雪花落水也有聲
　 生活中的很多現(xiàn)象都是有科學道理的，但是卻缺少發(fā)現(xiàn)它們的眼睛．耐心地讀一讀這篇文章，也許你會有所發(fā)現(xiàn)．
相信大部分讀者看到本文題目，都會認為，這篇文章登錯了地方，因為它看起來不講科學而含詩意．要知道，一般的常識告訴我們，雪花落水靜悄悄，毫無聲響．不過，雪花落水真的發(fā)生聲波，在3月份一期的《自然》雜志上，幾個科學家聯(lián)名發(fā)表文章，宣布了他們的上述結(jié)論．
　 首先要說明的是，雪花落水發(fā)出的聲波頻率在50000Hz到2×10⁵Hz之間，高于人們能聽見的聲波頻率．但是，海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響，并且這些聲響令鯨魚異常煩躁．然而，請不要想當然，這些聲音不是雪花與水面撞擊發(fā)出的，而是…
　 冷戰(zhàn)時期，當時美國海軍要監(jiān)視蘇聯(lián)潛水艇的活動，他們發(fā)現(xiàn)，在下雨的時候，水下聲吶工作效果不好，常有噪聲干擾，甚至干脆無法監(jiān)聽．
　 著名的約翰?霍甫金斯大學機械工程系的普羅斯佩勒提教授是個奇才．普羅斯佩勒提斷定，這些聲音不是雨滴撞擊水面發(fā)出，而是含在雨滴中的氣泡振動發(fā)出的．克拉姆有一個設(shè)備：一個每秒可拍攝1000張照片的高速水下攝影機．利用這臺攝影機，他們確實在下雨時發(fā)現(xiàn)水中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡還在不斷地收縮、膨脹、振動．普羅斯佩勒提的理論基礎(chǔ)和數(shù)學能力也很高，他通過計算得出，下雨時哪些噪聲的頻率和衰減情況確實與氣泡的振動狀況協(xié)調(diào)一致，從而證實他們的理論完全正確．他還發(fā)現(xiàn)，大氣泡振動產(chǎn)生低頻聲波，小氣泡振動產(chǎn)生高頻聲波．普羅斯佩勒提通過理論分析指出，氣泡是要將自己的體積與水的密度相適應，才不斷收縮和膨脹的．
　　 事情還沒有結(jié)束，人們告訴他們，漁民常抱怨，在下雪時他們的聲吶也常常偵聽不到魚群．一開始，他們也不信，因為雪花中含有90%以上的水，空氣不多．但是，他們不是簡單否認，而是要用實驗來驗證．在一個風雪的夜晚，他們在一個汽車旅館的游泳池找到了證據(jù)，雪花落水時也產(chǎn)生氣泡，同樣，這些氣泡也振動，從而發(fā)出聲波．其實，無論是人們打水漂時所聽到的細微聲響，還是瀑布的隆隆震響，都不是（或主要不是）來自石塊及巖石與水的碰撞，而是由于氣泡．你看，大自然是何等奇妙，而從事科研的人們在發(fā)現(xiàn)真理的時候又是多么幸福．
（1）雪花落水發(fā)出的聲波屬于________（選填“超聲波”、“次聲波”）．
（2）聲吶裝置是利用仿生學原理制成的，它模仿的是下列哪種生物________；
A．蝙蝠　　 B．貓　　　C．狗　　 D．大象
（3）雪花落水發(fā)出的聲音對人來講不是噪音，站在鯨魚的角度看________（是/不是）噪聲．
（4）科學家們發(fā)現(xiàn)，不論是雪花落水，還是雨滴落水，都會引起氣泡的________，這個聲音能被鯨魚聽到，說明________能傳播聲音．
（5）在探究雨滴落水產(chǎn)生聲音的過程中，科學家們進行了下列的過程，請你把它們按正確的順序排列起來________（填序號即可）．
a　歸納分析　 b 進行實驗　c 提出假設(shè)　d 得出結(jié)論．

焦耳

　　焦耳（James　Prescort　Joule,1818～1889）英國杰出的物理學家。1818年12月24日生于曼徹斯特附近的索爾福德。父親是個富有的啤酒廠廠主。焦耳從小就跟父親參加釀酒勞動，學習釀酒技術(shù)，沒上過正規(guī)學校。16歲時和兄弟一起在著名化學家道爾頓門下學習，然而由于老師有病，學習時間并不長，但是道爾頓對他的影響極大，使他對科學研究產(chǎn)生了強烈的興趣。1838年他拿出一間住房開始了自己的實驗研究。他經(jīng)常利用釀酒后的業(yè)余時間，親手設(shè)計制作實驗儀器，進行實驗。焦耳一生都在從事實驗研究工作，在電磁學、熱學、氣體分子動理論等方面均作出了卓越的貢獻。他是靠自學成為物理學家的。

　　焦耳是從磁效應和電動機效率的測定開始實驗研究的。他曾以為電磁鐵將會成為機械功的無窮無盡的源泉，很快他發(fā)現(xiàn)蒸汽機的效率要比剛發(fā)明不久的電動機效率高得多。正是這些實驗探索導致了他對熱功轉(zhuǎn)換的定量研究。

　　從1840年起，焦耳開始研究電流的熱效應，寫成了《論伏打電所生的熱》、《電解時在金屬導體和電池組中放出的熱》等論文，指出：導體中一定時間內(nèi)所生成的熱量與導體的電流的二次方和電阻之積成正比。此后不久的1842年，俄國著名物理學家楞次也獨立地發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，所以被稱為焦耳－楞次定律。這一發(fā)現(xiàn)為揭示電能、化學能、熱能的等價性打下了基礎(chǔ)，敲開了通向能量守恒定律的大門。焦耳也注意探討各種生熱的自然“力”之間存在的定量關(guān)系。他做了許多實驗。例如，他把帶鐵芯的線圈放入封閉的水容器中，將線圈與靈敏電流計相連，線圈可在強電磁鐵的磁場間旋轉(zhuǎn)。電磁鐵由蓄電池供電。實驗時電磁鐵交替通斷電流各15分鐘，線圈轉(zhuǎn)速達每分鐘600次。這樣，就可將摩擦生熱與電流生熱兩種情況進行比較，焦耳由此證明熱量與電流二次方成正比，他還用手搖、砝碼下落等共13種方法進行實驗，最后得出：“使1磅水升高1°F的熱量，等于且可能轉(zhuǎn)化為把838磅重物舉高1英尺的機械力（功）”（合460千克重米每千卡）�？偨Y(jié)這些結(jié)果，他寫出《論磁電的熱效應及熱的機械值》論文，并在1843年8月21日英國科學協(xié)會數(shù)理組會議上宣讀。他強調(diào)了自然界的能是等量轉(zhuǎn)換、不會消滅的，哪里消耗了機械能或電磁能，總在某些地方能得到相當?shù)臒�。這對于熱的動力說是極好的證明與支持。因此引起轟動和熱烈的爭議。

　　為了進一步說服那些受熱質(zhì)說影響的科學家，他表示：“我打算利用更有效和更精確的裝置重做這些實驗�！币院笏�改變測量方法，例如，將壓縮一定量空氣所需的功與壓縮產(chǎn)生的熱量作比較確定熱功當量；利用水通過細管運動放出的熱量來確定熱功當量；其中特別著名的也是今天仍可認為是最準確的槳葉輪實驗。通過下降重物帶動量熱器中的葉片旋轉(zhuǎn)，葉片與水的摩擦所生的熱量由水的溫升可準確測出。他還用其他液體（如鯨油、水銀）代替水。不同的方法和材料得出的熱功當量都是423.9千克重·米每千卡或趨近于423.85千克重·米每千卡。

　　在1840～1879年焦耳用了近40年的時間，不懈地鉆研和測定了熱功當量。他先后用不同的方法做了400多次實驗，得出結(jié)論：熱功當量是一個普適常量，與做功方式無關(guān)。他自己1878年與1849年的測驗結(jié)果相同。后來公認值是427千克重·米每千卡。這說明了焦耳不愧為真正的實驗大師。他的這一實驗常數(shù)，為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律提供了無可置疑的證據(jù)。

　　1847年，當29歲的焦耳在牛津召開的英國科學協(xié)會會議上再次報告他的成果時，本來想聽完后起來反駁的開爾文勛爵竟然也被焦耳完全說服了，后來兩人合作得很好，共同進行了多孔塞實驗（1852），發(fā)現(xiàn)氣體經(jīng)多孔塞膨脹后溫度下降，稱為焦耳－湯姆孫效應，這個效應在低溫技術(shù)和氣體液化方面有廣泛的應用。焦耳的這些實驗結(jié)果，在1850年總結(jié)在他出版的《論熱功當量》的重要著作中。他的實驗，經(jīng)多人從不同角度不同方法重復得出的結(jié)論是相同的。1850年焦耳被選為英國皇家學會會員。此后他仍不斷改進自己的實驗。恩格斯把“由熱的機械當量的發(fā)現(xiàn)（邁爾、焦耳和柯爾丁）所導致的能量轉(zhuǎn)化的證明”列為19世紀下半葉自然科學三大發(fā)現(xiàn)的第一項。

選自：《物理教師手冊》

打印本文