幾種常見物理屬性在生活中的應(yīng)用

你一定打過乒乓球吧?你知道為什么乒乓球拍兩面的顏色不一樣呢?其實(shí)，最初的乒乓球拍都是木板的，由于木質(zhì)制成的球拍缺乏彈力和摩擦力，打球速度慢，只能推來推去，在偶然出現(xiàn)高球的時(shí)候才能猛攻一下，后來人們制作了膠皮球拍，膠皮面上布滿了一粒粒軟體的小顆粒，增加了對球的摩擦力。擊球時(shí)可以使球產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，沿弧線飛行，1952年，又出現(xiàn)了海綿球拍，海綿很柔軟，里面因布滿細(xì)微氣孔而更富有彈性，可這種球拍摩擦力又不夠，于是有人想出了一個(gè)好辦法，在海綿層上再貼一塊不超過2mm厚帶膠粒的膠皮，這種球拍既有海綿的彈性，又有膠皮控制球的黏性，貼在海綿上的膠皮還有講究呢，如果正貼(顆粒在外)，反彈力強(qiáng)，球速就快，適合快攻；如果反貼(顆粒在里)，表面更具有黏性，摩擦力增大，適合拉弧圈球和削球，現(xiàn)在很多球員都用一面正貼、一面反貼的球拍，使攻擊更富變化，為了增加觀賞性，國際乒乓球聯(lián)合協(xié)會(huì)規(guī)定這種球拍兩面必須使用不同的顏色。

你看，正是人們利用了橡膠和海綿的這些性質(zhì)，才使得如今的乒乓球賽那么精彩，物理學(xué)中，把物質(zhì)的彈性、黏性等稱為物質(zhì)的物理屬性，物質(zhì)的物理屬性還包括物質(zhì)的狀態(tài)、密度、硬度、延展性、導(dǎo)電性、透光性、導(dǎo)熱性、磁性等等。

彈 性

首先，我們來認(rèn)識一下“彈性”，我們把材料或物體在外力作用下產(chǎn)生形變，撤去外力后，形變隨即消失，恢復(fù)原來形狀和尺寸的性質(zhì)稱為彈性，很多物質(zhì)具有彈性，比如橡膠，不管是天然橡膠還是合成橡膠，所有的橡膠都至少可以被拉伸到它原來長度的兩倍，正是橡膠減震裝置才使坦克能平穩(wěn)地通過崎嶇的地面，同樣，地震區(qū)的建筑物的承重柱子下面都有天然橡膠，用來吸收地球的震動(dòng)，噢!對了，你喜歡的口香糖里也含有橡膠，甚至有服裝設(shè)計(jì)師將橡膠和日常用品混合做成布，設(shè)計(jì)出了有彈性的婚紗呢!

塑 性

可是有另外一些物質(zhì)，比如金屬銅和雕塑用的黏土則會(huì)在力的作用下發(fā)生永久變形，這種屬性稱為物質(zhì)的塑性，多數(shù)固體在一定程度上都有彈性，但是拉伸過長時(shí)，就不能再恢復(fù)到原來的形狀了，彈性和塑性的這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)被稱為“彈性極限”。

延展性

再來說說“延展性”吧!延展性是指物體可錘煉、可壓延的程度，物體在外力作用下能延伸成細(xì)絲而不斷裂的性質(zhì)叫延性：在外力(錘擊或滾軋)作用下能碾成薄片而不破裂的性質(zhì)叫展性，金屬的延展性較好，其中金、鉑、銅、銀、鎢、鋁都富于延展性，紅熱的金屬在兩個(gè)滾筒之間被軋成薄片，就像一個(gè)面團(tuán)被搟面杖搟平一樣，這種方式叫熱軋，熱軋之后，金屬的強(qiáng)度和延展性都和熱軋前大致相同，人們把軋制好的金屬薄片再制成各種零件。

那同種金屬的延展性就一定相同嗎?炒菜的鍋、勺和切菜的刀都是用鐵做的，可是它們用的“鐵”卻各不相同，做鍋用的叫“生鐵”，是鐵熔化成鐵水在高爐中鑄造而成的，它相對比較脆，炒菜勺是用“熟鐵”，它是從反射爐中鑄造出來的，有韌性而不脆，人們常用大錘鍛打它，制成各種東西，所以又叫鍛鐵，切菜刀是用鋼做成的，它是從煉鋼爐里煉出來的，具有很好的韌性與延展性，可以鍛錘、軋壓、切削，制成各種各樣的機(jī)器用具，同為鐵物質(zhì)，為何三者有如此大的不同呢?原來是鐵中含碳量不同造成的，鐵中的碳，含量雖然很微小，卻決定了鐵的性質(zhì)。

像石英、玻璃等非金屬材料在高溫時(shí)也有一定的延展性，把玻璃加熱至熔融或者紅熱狀態(tài)，可吹制成各種玻璃瓶和玻璃裝飾品。

當(dāng)你用小刀刻畫具有延展性的礦物時(shí)，礦物表面被刻之處立即留下光亮的溝痕，而不會(huì)出現(xiàn)粉末或碎粒，這又是延展性物質(zhì)的一種特點(diǎn)，據(jù)此可區(qū)別于脆性。

導(dǎo)電性

現(xiàn)在，我們的生活已經(jīng)離不開電了，輸送電的導(dǎo)線稱為電線，你一定知道電線里面是金屬做的線芯，而外面是用橡膠包裹的吧!那為什么要這樣呢?

物質(zhì)傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性，了解物質(zhì)的導(dǎo)電性非常重要，導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體，金屬、人體、石墨、大地以及酸堿鹽的水溶液等都是導(dǎo)體，導(dǎo)體導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)存在大量可以自由移動(dòng)的電荷，不導(dǎo)電的物體叫絕緣體，橡膠、玻璃、塑料、陶瓷、油、空氣等都是絕緣體，在絕緣體內(nèi)可以自由移動(dòng)的電荷極少，所以不容易導(dǎo)電。

我們最常見的導(dǎo)體是金屬，各種金屬的導(dǎo)電性各不相同，通常銀的導(dǎo)電性最好，其次是銅和鋁，銀比較稀少，價(jià)格昂貴，所以人們常選用銅做電線的內(nèi)芯線，為了安全，在銅線外面必須套上橡膠絕緣。

人體的導(dǎo)電性也很不錯(cuò)，所以一定要安全用電，人體的電阻主要集中在皮膚上，如果手保持干燥，電阻有幾千歐姆，即使不小心觸到220V的電壓，會(huì)感受到強(qiáng)烈的電擊，一般也不至于危及生命；但是假如手或其他部位是潮濕的，由于不純凈的水具有良好的導(dǎo)電性，皮膚的電阻就會(huì)大大降低，如果這時(shí)再接觸220V電壓，就有可能被電擊，造成生命危險(xiǎn)。

如果一根帶電的高壓電線恰巧落在你乘坐的汽車上，你知道該怎么辦嗎?是繼續(xù)留在車?yán)铮€是迅速離開汽車?雖然汽車外殼是金屬的，但由于輪胎是很好的絕緣體，與大地隔絕，所以并沒有電流通過你的身體，你還是安全的，可是如果你走出汽車，腳一落地，汽車上的電就會(huì)通過你的身體流入大地，你的身體是無法承受這么大的電流的，那是非常危險(xiǎn)的!

絕緣體同樣是重要的電工材料，它常常被用來隔離帶電物體，例如，測電筆、老虎鉗、剝線鉗、螺絲刀等常見的電工工具都有橡膠手柄；電線外面有絕緣層包裹；電管套、電線開關(guān)、避雷針都可以用陶瓷制作；計(jì)算機(jī)硬盤就是利用絕緣的磁性陶瓷來儲(chǔ)存信息的：塑料因其良好的絕緣性被應(yīng)用在了電話和電源插座上等等。

還有一類材料的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，人們稱其為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵等，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力還會(huì)隨物理因素的改變而改變，如：溫度高低、光照強(qiáng)度或摻入一定雜質(zhì)，利用硅材料制作集成電路，在硅晶體中加入少量磷和硼還可以做成光電材料，今天，光電材料已廣泛應(yīng)用在電子計(jì)算器、手表和太陽能電池上了。

1911年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，在－269℃的環(huán)境中水銀的電阻會(huì)變成零，他把這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料就是具有超導(dǎo)電性的材料，不過它們無法用在日常電路中，因?yàn)樗鼈冃枰艿偷臏囟龋茖W(xué)家們正在努力提高材料的超導(dǎo)臨界溫度。目前已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，希望不久的將來我們能實(shí)現(xiàn)在較高溫度下的超導(dǎo)，那將會(huì)出現(xiàn)許多神奇的景象。

透光性

“透光性”是指光線透過物體的程度，很多物體都有一定程度的透光性，如做蔬菜大棚的塑料薄膜、玻璃、橡膠薄膜、像膠水一樣的粘合劑等等，研究發(fā)現(xiàn)，透光性與材料的種類和材料的厚度有關(guān)。

我們都知道。白玻璃能透過所有的色光，有色玻璃只能透過部分色光，例如，一塊綠色玻璃會(huì)吸收紅色和藍(lán)色的光，而允許綠色的光線通過，根據(jù)有色玻璃的這種特性，人們把它放在照相機(jī)鏡頭的前面，叫濾色鏡，如在拍攝藍(lán)天白云時(shí)，在鏡頭前加上黃色濾色鏡，拍攝出的藍(lán)天中的白云就特別清晰：登山運(yùn)動(dòng)員為了保護(hù)眼睛，必須戴一副特制的墨鏡，鏡片玻璃中加入了能夠吸收紅外線和紫外線的氧化鐵和氧化鈷，而這兩種氧化物的加入使玻璃變成了黑色。

普通玻璃透光性非常好，但是在浴室和廁所里使用就不太方便，人們研制出一種“毛玻璃”，既可使室內(nèi)光線充足，又使室外的人看不到室內(nèi)情況，只要用手摸一下，你就能發(fā)現(xiàn)其中的奧秘了：毛玻璃的一面跟細(xì)砂皮紙一樣粗糙不平，光線射入和射出玻璃時(shí)都要發(fā)生折射，因?yàn)橐幻娌黄剑溥^的光線無規(guī)則地四處散射，隔著毛玻璃當(dāng)然就看不清物體了，但只要毛糙的一面沾到了水，水填進(jìn)了低凹部分，就使原來不平的一面變成光滑平整的水面，光線透過時(shí)，折射有規(guī)律，這時(shí)毛玻璃的不透明狀態(tài)得到改善，隔著也能看見對面的物體了，不過，只要水一干，又恢復(fù)成不透明的狀態(tài)了。

作為2008年北京奧運(yùn)會(huì)三大標(biāo)志性建筑之一——“水立方”的建造有太多讓人嘆為觀止的地方，其中，最引人注目的就是外圍形似水泡的ETFE膜(聚四氟乙烯)，ETFE膜是一種透明膜，最早使用于航空工業(yè)中，在業(yè)內(nèi)素有“塑料王”的美譽(yù)，這種材料耐腐蝕性、保溫性俱佳，歐洲有600至800個(gè)建筑都用了這種材料，包括德國的安聯(lián)體育場和英國“伊甸園”植物園，在過去的20多年間，這些建筑中使用的ETFE膜透光性和強(qiáng)度沒有出現(xiàn)絲毫的退化，狀況良好。

這種材料良好的透光性能為場館內(nèi)帶來更多的自然光，陽光通過這層膜材料照射到游泳館內(nèi)，對游泳池里的水進(jìn)行自然加熱，經(jīng)測算，這能節(jié)約大量電能，膜結(jié)構(gòu)還具有較強(qiáng)的抗壓能力、延展性，非常輕巧，并具有良好的自潔性，塵土不容易粘在上面，塵土也能隨著雨水被帶走。

隨著社會(huì)和技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們結(jié)合不同物質(zhì)的物理屬性，取長補(bǔ)短，制造出新材料或改良原有材料，使材料具有更好的性能，未來的世界將是一個(gè)利用新材料的世界。