期刊详情

卷首语 | 从一块玻璃看无限的物理世界

只要留心观察，你会发现，生活中处处都涉及物理学知识：力学、光学、电学、热学……每一项物理学知识及其应用都经历了漫长的探索与更新，不断改变人类生活，促使人类文明进步。 例如一块玻璃。你能想象到，它从新石器时代就开始了自己的使命吗？智人（现存所有人类以及更新世晚期化石人的种名，也是已知人属中唯一现存的人种）发现并利用了玻璃质的材料，他们利用源自火山的黑曜石做成切割石刃，打磨精美的手斧。 科学研究发

特别策划 | “百变”物理迎玉兔

物理学是现代学科中与哲学最接近的科学之一，因为都能涉及生命与宇宙的起源，生活中方方面面都能找到物理的影子。 时钟的停摆“魔法” 不知道大家注意过没有，家里的石英钟在电池用尽停摆后，秒针基本停在“9”的刻度位置上，好像被专门设计过一样。其实，这里有一个物理学知识点：在钟表盘“9”的刻度位置上，重力矩最大，所以失去动力的秒针会在这里被“拦住”。用通俗的话讲就是，钟表盘上的“9”对于秒针来说，是

特别策划 | 知兔儿， 迎兔年

中国农历兔年就要到啦！说到兔子，人们脑海里马上会出现一只毛茸茸的小可爱：长耳朵、红眼睛、三瓣嘴，前腿短、后腿长……你知道它为什么总在咀嚼吗？你还知道有哪些“与众不同”的兔子？让我们跟随笔者，一起去看看！ 人类的亲密好友：兔子 自古以来，兔子与人类的关系就非常紧密。它们不仅在许多成语中有一席之地，流传千百年的故事里也有其身影：龟兔赛跑、守株待兔等成语，蕴含着丰富的人生哲理；传统的十二生肖中，

特别策划 | 嫦娥探月中的“三体”

“劳模小玉兔” 玉兔二号是中国第二辆月球车。2019年1月3日，搭载玉兔二号的月球探测器——嫦娥四号在月球背面着陆。玉兔二号就此开启了它不平凡的月球探索之旅。 截至2022年7月5日，玉兔二号已在月球行进了1239.88米，不仅实现了人类历史上首次月球背面探测，还成为迄今为止在月球上工作时间最长的月球车。 它像“劳模”一样，将大量数据传回地球，为科学家提供了许多宝贵资料。这些资料成为我们

特别策划 | 蝴蝶之翼中的色彩奥秘

颜色艳丽的翅膀是蝴蝶最引人瞩目的部分。这些五彩斑斓的颜色主要源于其翅面上的鳞片，可分为色素色和结构色两种。那么，什么是色素色、什么是结构色？如何分辨蝴蝶翅膀上是哪种颜色？让我们一起探究蝴蝶翅膀色彩的奥秘吧！ 动植物王国里的色彩“达人” 要想弄清楚蝴蝶翅膀上的花纹和色彩是怎样产生的，需要先介绍一下色素色和结构色。 色素色，又称化学色，是物质对光吸收或反射后直观呈现出的颜色。如图所示，太阳光

特别策划 | 走，种个“太阳”！

2022年10月19日，中国新一代“人造太阳”装置（HL-2M）等离子体电流突破100万安培，创造了中国可控核聚变装置运行新纪录。这标志在“逐日”之路上，中国又向“开发清洁能源”的梦想迈进了一大步。 什么是“人造太阳”？为什么要建造“人造太阳”？这其中蕴含着怎么样的物理学原理呢？ 什么是“人造太阳”？ 可能有朋友会发出这样的疑问，在全球气候变暖的今天，再造一个“太阳”，岂不是更热了

特别策划 | 趣说地磁

特别策划 | 加油枪中的物理学

加油枪为什么和加油站的工作人员如此默契？当油箱加满时，伴随“咔哒”一声，加油枪会自动跳枪（自动关闭），燃料油完全不会溢出来。你可能觉得，这是使用了某种电子传感器，但实际上，它依靠的是文丘里效应和独特的内部机械结构。 越“快”越“小” ——何为文丘里效应 文丘里效应是由意大利物理学家文丘里发现的，它表现在受限流动（如水管内流动的水）通过缩小的过流断面（流体通道的截面积）时，流体出现流速增大

特别策划 | 开可乐与减压病

消防救援队员从事水下搜救工作时，为争取时间，会因来不及做“梯度减压”而快速出水罹患减压病。那么，什么是减压病？其中包含了哪些物理学、化学、生物学知识呢？ 高压下的溶解度“魔术” 减压病是指人体从高气压环境快速进入常压或低压环境，致使原本溶解在体内的气体超过过饱和界限，在血管及组织中析出形成气泡，引发栓塞的全身性疾病。 将身体想象成可乐等碳酸饮料更容易理解——没打开的可乐瓶里没有气泡，但在打开

特别策划 | 雪地上的速度与激情

“快”的奥秘——重力 无舵雪橇、雪车和钢架雪车这3个项目在运动过程中，都在一定程度上受到重力影响：运动员凭借人和雪橇共同的重力从高向低运动。在这个过程中，动能由重力势能转化，在其他条件都完全一致的情况下，重量越大，所具有的重力势能就越大。所以运动员的体重和对车体的合理配重就很重要，如果重量不足，可以适当为车体进行配重，但不能超过最高限制。 另外，由于复冰现象（当一块冰的某一个表面受压，压力

特别策划 | 少年物理学家养成记

我眼中的物理学研究 物理学是用最基本、最普遍的规律或原理来描述客观世界的学科。大自然是复杂而美丽的，物理学家在试图理解它的时候，首先把那些分散注意力的因素去掉，将物理世界吸引我们注意力的那部分描述出来，这样的理论通常具有普适性（普遍适用于同类对象或事物的观念、制度和规律）。 例如，英国物理学家麦克斯韦将所有经典电磁理论归纳为4个简单的方程，用这套方程组可以理解发电、磁铁、化学元素的结合等现

特别策划 | 物理学家的科研日常

再造一个“太阳” “老死不相往来”的两个带正电荷的原子核，如何克服巨大的库伦斥力（同性电荷之间相互排斥的力）？高速运动的粒子如幽灵一般闪烁，如何让这些不听话的“小精灵”按设定的轨迹运动？什么物质可以抵挡上亿摄氏度的高温？这一系列物理问题困扰着我，也促使我踏进了核工业西南物理研究院的大门，与物理学结缘。 自地球诞生以来，太阳照耀着山川，滋润着万物。一代又一代物理学家，踏上探索太阳能量奥秘的道

探索发现 | 千年“隐者”

中国国家植物园南园收藏了一棵神奇的植物。它静静地生长，舒展着两片修长的叶片，和兰花别无二致。它的名字叫“百岁兰“，但它不是兰花，是裸子植物！是树！它原产于世界上最干旱的沙漠，就像隐遁（dùn）的智者，在死亡之地从容地度过了千百年！ 百岁兰生境——纳米布沙漠。图中所示百岁兰年龄在300～400岁，历经风吹日晒，两片叶子已被撕裂成多片 “离经叛道”的沙漠植物 1859年，奥地利探险家、植物学

探索发现 | 刚柔并济的五峰山长江大桥

入选“2022中国新时代100大建筑”的五峰山长江大桥，既是中国第一座公铁两用悬索桥，也是世界首座搭载高速铁路的悬索桥。大桥主跨度1092米，上层是设计时速100千米的双向8车道高速公路，下层为设计时速250千米的4线高速铁路。 位于江苏省镇江市的五峰山长江大桥，开建于2015年10月，2020年12月投入使用。建成时，它是世界上设计运营速度最高、荷载最大的悬索桥，也可以说是目前世界上“力气

探索发现 | 藏在飞行表演中的“机动”奥秘

2022年中国航展，红鹰飞行表演队精彩亮相 在2022年11月举办的第14届中国国际航空航天博览会上，精彩的飞行表演给人们留下了深刻印象！航展上的飞行表演动作通常来自于实际的作战经验，而在表演过程中，飞行员驾驶飞机进行各种复杂惊险的机动飞行，可以将飞机良好的机动性能完全展现出来。 五花八门的机动飞行 飞机在一定时间内改变飞行速度、高度和方向的能力，称为飞机的机动性。在实际的空战中，优良的机

科学微距 | 轻薄如纸的太阳能电池片

近日，美国麻省理工学院的研究人员发明了一种超薄超轻的太阳能电池片。它看起来就像可裁剪的纸张，能够固定在任意平面上。只要平面够大，这种电池片就可以无限铺开。它的问世意味着，人们从此可以迅速而便捷地将一块平面变成电力源，例如将它们运输到偏远地区，支持紧急耗能任务。 这种超薄电池片上附着了比人类发丝还要细的太阳能电池，由半导体墨水打印而成，未来可实现大规模量产。超薄电池片的重量只有传统太阳能电池板

科学微距 | 声音·数字·趣闻

人类在月球建造基地概念图 中国载人航天探索的脚步不会只停留在近地轨道，一定会飞得更稳、更远。 —季启明 中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室主任助理季启明在2022年11月28日的神舟十五号载人飞行任务新闻发布会上表示，中国已经具备开展载人月球探测工程实施的条件，中国人九天揽月的梦想将在不远的将来成为现实。 通过前一阶段的工作，我们突破了新一代载人飞船、新一代载人运载火箭、

科学有料 | 从转鸡蛋到哈勃望远镜

日常生活中的现象是如何与物理学相结合的？当我们学到某一个物理学定律后，能用它来做些什么？让我们听听英国物理学家海伦·切尔斯基（Helen Czerski）是怎么说的。 物理的尺度 如果将现在物理学的内容描绘在一个坐标轴上，可以得到下面这张图。横轴代表时间，纵轴代表被观测物质的大小。 图中左下角是量子力学，它是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，它研究的对象微小而难以捉摸。图中右上角

学海新知 | 给古树做体检

树木的成长是缓慢的，一棵树往往要花费几十年的时间去适应一片土地。人会生病，树犹如此，特别是树木中的“长寿老人”，饱经风雨和病虫害的侵扰，难免“头疼脑热”。让我们一起走进“树木医生”的“诊室”，看看他们是如何给古树做体检的吧！ 古树也有“身份证” 体检之前，“树木医生”要先给古树办“身份证”。每棵古树的身份证编号都是独一无二的，它由33位数字组成，第一部分的11位数字包含了古树所属的绿化行政

学海新知 | 泥炭藓的生存智慧

泥炭藓是泥炭藓科泥炭藓属植物的统称，主要生长在水湿环境及沼泽地带。泥炭藓这个名字的由来，是指其植物体下部枯死后可形成泥炭。泥炭藓能够在这种特殊的环境中生存下来，在庞大的苔藓植物家族里占有一席之地，与其独到的生存智慧是分不开的。 “花”状枝头不止是美丽枝分强弱有奥秘 泥炭藓植株茎的顶端短枝丛生，呈现菊花状，故又名“海花草”。 泥炭藓茎上有强枝和弱枝两种类型。茎顶端丛生的菊花状枝和茎部向上伸展的

学海新知 | 不可思议的“器壁效应”

有一种阻止火焰通过的装置叫作阻火器，一般用在输送可燃气体的管道中。“器壁效应”是阻火器的工作原理之一。我们一起动手制作一个简易装置，模拟阻火器的工作过程，学习什么是器壁效应吧！ 实验材料 打火机、蜡烛、铜线、剪刀、笔或筷子等圆柱形物体 实验步骤 1剪一截大约20厘米长的铜线，在笔或者筷子上缠绕。可以多缠绕几圈，确保铜线圈的高度大于火焰的高度。注意，铜线圈尽量缠得密一些，且直径不要太

艺术中的科学 | 动静相宜

内蒙古大草原上，有种可随时搭拆的“房车”——蒙古包。它是中国北方游牧部落民居的典型代表，经千百年探索形成现在的模样，能满足牧民在草原上定居和迁移的双重需求。是什么神奇的结构让看似简单的蒙古包能做到这些？让我们从“静”“动”两方面，一起参观吧！ 静态安置：日常生活 太阳“钟表”：天窗 当我们进入蒙古包，第一感觉通常是：采光良好、空气新鲜。这些均离不开其穹顶结构，也就是“天窗”。可别小看这天窗，

兵器与谋略 | “出其不意”之经典战例：李愬雪夜袭蔡州

“攻其无备，出其不意”出自《孙子兵法》第一篇《始计篇》（简称《计篇》），主要强调“兵行诡道”（指用兵可以运用诡异和诈伪的战法）所要达到的迷惑敌人的效果。何谓“出其不意”？有什么典型战例？ 兵法解释 “出其不意”，主要针对敌人的精神状态而言，意思是我方采取的军事行动，有突然性和隐蔽性，必须令敌人始料不及，无法应对。 按照孙子的观点，敌人“始料不及”的状态，对我方而言，是最有利的作战态势。因为敌

行知天下 | 马达加斯加科考记（下）

在上一期的《马达加斯加科考记》中，我们跟随作者在马达加斯加的雨林与马岛盲蛇邂逅，见识到了环尾狐猴的调皮可爱，也被许许多多新奇的小生物所震撼。现在我们转个方向，一起去马达加斯加的荒漠和沿海地区，探秘那里的神秘生物和自然风貌吧！ 马达加斯加的风化石 邂逅风化石 马达加斯加的荒漠地区——伊萨卢，怪石嶙峋，随处可见风化石，十分震撼。风化石是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分

科学起航 | 钱学森五年归国路十年两弹成

钱学森（1911年12月—2009年10月），中国共产党党员，空气动力学家、系统科学家，工程控制论创始人之一，中国科学院及中国工程院院士，荣获“国家杰出贡献科学家”“两弹一星”功勋奖章、“终身成就最高荣誉大奖”等荣誉。 让我们一起学史爱党，知史爱国！ 2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功。至此，中国空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成。这一切的起点，离不

生活解码 | 疾行中的广告

当你乘坐地铁时，可能会遇到这种现象：地铁列车在地下隧道中疾驰，窗外有时闪烁着动态广告。地铁车窗外本应该是隧道墙壁才对，为什么会有动态显示的广告呢？显示屏并没有安在车窗上，难道是墙壁上安置了大屏幕？ 神奇的“视觉暂留” 在解答本文最初的疑问前，我们先了解一个名为“视觉暂留”的神奇效应。 我们能看到事物，是因为光线经眼球的一些结构投射到视网膜上，再由视网膜上的视神经将光信号转换为神经冲动，传

青春密语 | 拒绝一味讨好，走向自我关照

日常交往中，你是否一味地讨好他人而忽视了自己的感受？不会拒绝，做什么事情都小心谨慎？是什么导致我们掉入“讨好”他人这个旋涡？我们该如何“自救”？ 案例 沐沐（化名）在学校里不属于朋友特别多的那类人，他时常为此烦恼，想让自己变得更受欢迎。 最近，班里有几位同学主动邀请沐沐加入他们的团体。沐沐一开始玩得非常开心，但慢慢发现，和他们相处中自己会被开一些玩笑，而这些话有时会让他感到不舒服。可想到

漫画科学 | 静脉显像仪

这台看上去和电视机遥控器差不多大小的设备，就是红外静脉显像仪。 人体静脉中的血红蛋白会吸收近红外光（介于可见光和中红外光之间的电磁波），周围组织则会反射近红外光。利用这一原理，只需将红外静脉显像仪的发光端口对准手背或手臂，经过光电转换与图像信息处理后，被照射部位的静脉血管就会马上“投影”到皮肤表面，甚至连血管的粗细、位置、走向都能显示得清清楚楚。 利用红外静脉显像仪，医生能迅速、准

漫画科学 | 科技安全知多少

什么是科技安全？科技安全是指科技体系完整有效，国家重点领域核心技术安全可控，国家核心利益和安全不受外部科技优势危害，以及保障持续安全状态的能力。 小Z在网站上认识了一名“记者”，“记者”称自己的新闻报道需要某军舰照片，希望他帮助提供，并承诺支付丰厚报酬。小Z被报酬吸引，设法进入了某军工企业进行拍摄。经查证，到被采取强制措施时，小Z已拍摄敏感照片百余张。最终，小Z因“为境外窃取、刺探、收买

科幻空间站 | 天堂之眼

屏幕上，出现了一则消息：人类真的可以实现永生吗…… 我反复观看多遍，一直在脑中回荡：永生、科技…… 当我再次睁开眼，发现自己站在一座巨大的建筑前。这座建筑直插云霄，最顶层像一只巨大的眼睛，虽被云雾包裹着，但依旧遮不住其闪耀……我只看了一眼，便被深深吸引。 “您好，女士，这是目前人类最伟大的发明——天堂之眼。”我循声看去，只见一个半人高的机器人已经来到我的身边。 “天堂之眼？”我指着那个“大

科幻空间站 | 神话科幻：本土化与民族化的结晶

1940年12月的一天，美国科幻期刊《惊奇故事》杂志的主编坎贝尔邀请俄裔美国小伙儿艾萨克·阿西莫夫来到他的办公室。他与这位年轻人聊了一整天，两人深入探讨有关机器人小说的新构思，共同拟定了“机器人学三定律”的基本内容。于是，科幻文学中属于机器人和人工智能的黄金时代就此开始…… 科幻小说是属于工业时代的文学类型，但它并不是无源之水、无本之木。 英国学者亚当·罗伯茨在其所著《科幻小说史》一书中，就曾

科幻空间站 | 天降飞车

据传，曾名震一方的木匠徐正明，因着魔研究飞车丢了性命。然而，这并非全部真相！或者说，他是用性命换来了女儿的“不死之身”。 故事要从徐木匠为苏州城一户人家打造家具说起—— 徐木匠是苏浙一带有名的匠人，几乎常年带着徒弟、徒孙在外奔波。 这年农历七月初十，他独自一人坐在雇主家后院纳凉。 “师爷，快尝尝！”名为怀德的小徒孙给徐木匠端来一碗红烧豆腐狮子头。 “师爷，我听说祖师爷鲁班造的大鸟能遨游云

编读互动 | 第41届北京青少年科技创新大赛《知识就是力量》杂志专项奖揭晓

2022年11月22日，第41届北京青少年科技创新大赛《知识就是力量》杂志（北京）专项奖颁奖活动在北京科学中心成功举办。该奖项由《知识就是力量》杂志社于2015年设立，分设2个子奖项，分别为“知力创新奖”和“知力传播奖”。其中，“知力创新奖”，奖励具有科学创新精神并在科学探究过程中取得一定社会实践价值成果的学生；“知力传播奖”，奖励带领青少年发展科学创新活动的优秀科普教师。 大赛旨在引领青少年在

百问百答 | 百问百答

健康是指一个人在生理、心理和社会适应能力等方面都处于良好的状态。对于青少年而言，要如何保护好视力、听力、牙齿？如何科学运动，保持身心健康？2022年11月26日，中科馆大讲堂邀请到北京大学人民医院心内科主任医师张海澄老师，来解答有关青少年健康的方方面面问题。 青少年保护视力有哪些方法和注意事项？ 读书、写字时光线要充足、舒适，避免反光对眼睛的伤害；即使是在家做功课、看电视时也要有课间的概念，每

百问百答 | 一卷在手 学科全有

教育部印发《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》，提出4个跨学科概念和13个学科核心概念。本刊携手权威科学家、一线科研工作者，紧密结合教育部新课标中的核心内容，将本期内容聚焦物理、生物、语文、历史等多个学科，并结合前沿科技进行深度剖析，引导青少年主动学科学、用科学，将科学理念、科学思维转化为行动。 物理方面，《趣说地磁》，利用地球磁场，人们不但能辨别方向，还能寻找矿产油气、探秘地质运