水是什麼顏色?

 

 

大家都說水是無色透明的液體,即使倒在杯子裡看也是一樣,但若以機器分析就可得知水其實是有顏色的。大量的水集中在一起時,連我們的肉眼都可看出它的顏色,例如投射在大型水槽的光、水池和海洋、湖泊都有一種獨特的顏色,這就是「水色」。

 

潛入深海裡盡是一片藍色世界,紅的東西看起來就像黑色。用分光器這種分析機器觀察水,就會發現水吸收了波長六00-六一O毫微米和六五五毫微米 以上的光,這些光的顏色從紅色到橙色都有,當白色光線照在水面上時﹝有色光線是所有種類的光混合而成的﹞,紅色、橙色的光被吸收,其餘的光便透過水面反射 出來,呈現一種名為「水色」的顏色。

 

但是海洋、河川、湖泊的水卻因場所或季節的不同呈現出異於水色的各種色彩,大家都說水是無色透明的液體,即使倒在杯子裡看也是一樣,但若以機器分析就可得知水其實是有顏色的。

 

大量的水集中在一起時,連我們的肉眼都可看出它的顏色,例如投射在大型水槽的光、水池和海洋、湖泊都有一種獨特的顏色,這就是「水色」。

煙火與色彩煙火是科學和藝術的結晶

 

你玩過煙火嗎?你盼望中秋節的來臨嗎?你曾於元宵節遠赴臺南鹽水去見識那璀燦奪人、威力十足的蜂炮嗎?你知道 煙火的成分和結構嗎?你知道為何有些煙火(如響尾蛇煙火)會發出咻咻的聲響嗎?還有最重要的,煙火的顏色是怎麼來的?欲知究竟,請看下去吧!利用化學物質 的混合物來製造爆炸物是一項古老的科學和藝術。

 

遠在公元1000年前,中國人即以硝酸鉀、碳粉和硫磺三種物質混合製成黑色火藥,一直到現在仍有人使黑色火藥作為軍事上的炸藥、建築用的爆破物以及煙火的製造。

 

美國的杜邦公司(即是想在鹿港設立二氧化鈦廠而造成鹿港事件的公司)是一個主要的化學品製造廠商,當它開始建時,以製造黑火藥為主,因此我們可以說杜邦是以黑火藥起的。

金屬的超導現象

 


通常金屬的導電能力隨溫度的升高而降低,此種現象可以用動力學的觀點來解釋。當金屬受熱時,金屬原子核的振動增加, 阻礙了價電子的流動速度。但是當金屬冷卻近絕對零度(0K)時,金屬原子核幾乎停止不動,此時價電子可以在毫無阻礙的狀態下流動,達成無電阻狀態,我們稱 此溫度為該金屬的超導溫度。在此溫度金屬成為超導體,價電子傳遞時並無能量損失。

 

鈮(Nb)的超導溫度為9.17K,而鉛為7.23K。為了使這兩種金屬達到超導現象,我 們需用昂貴的液態氨(沸點4K)作為冷卻劑。因此尋找高溫超導的材料是目前非常熱門的研究題材。

 

超導材料的另一特性是當達超導溫度時,價電子的流動會產生與原置放於其上的磁鐵方向可反的磁場,而使磁鐵浮於超導體之上。

 

問目前在日本嘗試成功的磁浮火車便是在火車車廂底部裝置超導材料,以液態氦為冷卻劑,磁鐵作為鐵軌,不載人的央車可以在離鐵軌 10公分之上以每小時 550公里的速度前進,而央車滿載乘客時,其速亦可達400公里。

科學家利用原理而得到諾貝爾物理獎

 

1986年科學家穆勒(K. A. Muller, 1927 )及貝諾茲(J. G. Bednorz, 1950 )發現鑭 - 鋇 - 銅鹽的超導溫度為 35K。在此之後發現與此類偶的金屬化合物黃超導溫度高 達 125K此種發現大大地減少冷卻劑的花費,因為液態氮(沸點77K)的 價只有液態氦的 1/70。

 

化學實驗室用來了解分子結構的核碌共振儀( unclear magnetic reso-nance spectrometer) 即由超導材料產三一的強大電 流所形成的巨大磁場而設計成的。

 

此超導材料係以液態氦為冷卻劑, 經提供電流達到足夠電磁場強度後,電源即可關掉。往後只要定時壩液態氦即可,其外層並以液態氮保護,以避免液態氦揮發太快。

 

以磁場為 400MHz (400 ×1000000Hz) 的核磁共振儀而言,大約每半年需補充一次液態氦,而每一星期需添加液態氮,即能使電磁場維持十年,期間不需要再提供電源。而穆勒與貝諾茲也因對超導材料的研究而得到諾貝爾物理獎。

arrow
arrow
    全站熱搜

    kk 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()