中學(xué)生物理小常識(shí):艾菲爾鐵塔的高度
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假如現(xiàn)在問(wèn)你,艾菲爾鐵塔有多高,你一定會(huì)在回答“300米”之前,反問(wèn)一句:
“在什么季節(jié)──冷天還是熱天?”
因?yàn)槟阒肋@么高的鐵塔,它的高度一定不可能在什么溫度都相同。我們知道,300米長(zhǎng)的鐵桿,溫度每增加1攝氏度,要伸長(zhǎng)3毫米。這座艾菲爾鐵塔在溫度增加1攝氏度的時(shí)候,大約也會(huì)加高這么多。在巴黎,夏天有太陽(yáng)的時(shí)候,這座鐵塔會(huì)給曬熱到40攝氏度,而在陰冷的雨天,它的溫度會(huì)跌到10攝氏度,冬天呢,那要跌到0攝氏度甚至于零下10攝氏度(巴黎嚴(yán)寒的時(shí)日不多)。你看,這座鐵塔一年四季所受到的溫度的變化要在40攝氏度以上,這說(shuō)明了艾菲爾鐵塔的高度可以伸縮3×40=120毫米,就是12厘米(比這本書(shū)上的一行還長(zhǎng))。
直接度量的結(jié)果,使我們知道艾菲爾鐵塔對(duì)于溫度的變化,甚至比空氣更敏感:它要比空氣熱得更快也冷得更快,在陰天太陽(yáng)突然出現(xiàn)的時(shí)候,它比空氣更早地起了反應(yīng)。艾菲爾鐵塔的高度,是用一種幾乎不受溫度變化的影響、始終保持原有長(zhǎng)度的鎳鋼絲來(lái)量度的。這種鎳鋼叫做“因鋼”(這是從拉丁文invar譯音的,原意是“不變的”)。
就是這樣,艾菲爾鐵塔的頂端在熱天要比冷天高出一段來(lái),高出的一段大約有這本書(shū)上的一行這么長(zhǎng),這高出的一段是用鐵做成的,但是這鐵卻不值一文錢(qián)。