只有第一没有第二,如何正确科学测量气温
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什么是气温 气温是一气象术语,一般指大气的温度。天气预报中的气温,指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度。国际上标准气温度量单位是摄氏度。最高气温是一日内气温的最高值,一般出现在14-15时,最低气温一般出现在早晨5-6时。中国用摄氏温标,以℃表示摄氏度。一般一天观测4次(02、08、14、20四个时次),部分测站根据实际情况,一天观测3次(08、14、20三个时次)。气温是用来衡量地球表面大气温度分布状况和变化态势的重要指标。它可根据需要分为日均温,月均温和年均温。它还是指导人们正常生活和生产活动的重要参考依据。 气温测量方法 气温是衡量空气冷热程度的物理量,表示空气分子运动的平均动能的大小。我们通常用摄氏温标来表示,也有用华氏温标表示的,理论研究工作中常用绝对温度表示,其换算关系为: t = 5* /9 t = T ─ 273.15 地面气温一般指距地面1.25—2.0米处的大气温度。测量时,为了防止太阳辐射对观测值的影响,测温仪器必须放在百叶箱或防辐射罩内,并且还要满足测量元件有良好的通风条件。 测量气温的仪器常用的有以下几种: 最高温度表 a) 最高温度表:是专门用来测定一定时间间隔的最高温度的,它的构造是在球部底处置一根玻璃针,直伸到毛细管口,使毛细管口变狭。温度上升时,水银膨胀,压力增大,迫使水银挤过狭管上升。温度下降时,因无足够压力使水银挤过狭管回到球部,水银柱就在狭管处断裂,于是狭管以上这段水银柱的顶端,就保持在过去一段时间内温度表曾感受到的最高温度示度上,因而可测得最高温度。 最低温度表 b) 最低温度表:是专门用来测定一定时间间隔的最低温度的,它用酒精作测温液,在毛细管内放一枚游标,温度上升时,酒精膨胀可越过游标上升,而游标本身由于顶端对管壁有足够的摩擦力,能维持在原处不动。温度下降时,酒精柱收缩到与游标顶端相接触时,由于酒精液面的表面张力比游标对管壁的摩擦力要大,使游标不致突破酒精柱顶而借液面的表面张力带动游标下滑。也就是说,游标只能降低,不能升高。所以,游标离球部较远一端的示度,就是一定时间间隔内曾经出现过的最低温度。 干湿球温度表 c) 干湿球温度表:也就是普通的温度表,它的测温液体为水银,用普通的温度表可以测定任一时刻的气温变化。阿斯曼通风干湿球温度表是德国人R·阿斯曼1887年所创,两支棒状温度表放置在防辐射性能极好的通风管道内,机械或电动通风速度为2.5米/秒。仪器测量精度高,使用方便,常用作野外测量气温和湿度。 气温测量工具: 玻璃温度计: 感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱,与感应部分相连的示度部分是一端封闭、粗细均匀的玻璃毛细管,测温液体通常用水银、酒精或甲苯等。由于玻璃球内液体的热胀系数远大于玻璃,毛细管中的液柱会随温度变化而升降。常用的玻璃温度计有最高温度表,最低温度表和干湿球温度表。 金属温度计: 是能够自动记录气温连续变化的仪器。感应元件是双金属片,由膨胀系数相差较大的两片金属焊接成,将其一端固定,另一端随温度变化而发生位移,位移量与气温接近线性关系。自记系统由自记钟,自记笔组成,自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵。 金属电阻温度表: 利用金属丝的电阻正比于温度变化的原理制成。常用的金属丝有铂丝、铜丝、铁丝等三种,阻值在几十到一百欧之间,其中铂丝稳定性最好,可用来作标准温度表。电阻温度表适用于遥测。 热敏电阻温度表: 感应元件由几种金属氧化物混合烧结成的导体电阻,电阻值通常几十千欧,其电阻温度系数大,灵敏度高于金属电阻温度表,但稳定性稍差,广泛应用于高空遥测。 温差电偶温度表: 利用温差电现象制成,将A和B两个物理和化学性质不同金属导体,连接成一个闭合回路,称为热电偶。测量时,将热电偶一个接点置于恒温条件称参考端,另一个接点放在欲测物体上称工作端,两个接点的温度不同,就会产生温差电动势,电动势正比于两接点的温度差。气象常用的铜-康铜热电偶温差电动势只有几十微伏,所以,为了提高测温灵敏度,常将几十对热电偶串接起来组成热电堆。热电偶温度表可用于遥测,在日射仪器和小气候观测中被广泛应用。

天空中的云是一种自然现象,它给我们带来的雨水滋润着地球上的万物生长、同时也构成了水循环中重要的一环。晴朗的天空经常因为有富于变化的、多姿多彩的云的装扮更增添了诗情画意和人们无限的遐想,而当阴云密布、遮天蔽日时恐怕是雷暴和暴雨天气就要来临了。雾,可称为接地的云,当大雾弥漫时,不但为人们的交通出行带来种种不便,而且由于水汽含量增加,附着更多的有害气溶胶颗粒物和病毒细菌,为人类健康带来隐患。云和雾与我们的日常生活息息相关,它们的形成都与大气中的水汽凝结有关。 大气里中水汽并不多,最多时也只占大气的百分之四。我们在日常生活中经常会觉得空气有时比较潮湿,有时却很干燥,就是因为空气中的水汽有时多、有时少的缘故。我们用空气湿度的大小来表示大气中所含水汽多少,该物理量可以通过仪器测量出来。 由于地心引力的作用,地面附近空气比较稠密,越往高处,空气越稀薄。大部分空气聚集在从地面往上大约十公里的这层大气里,而大气中的水汽则几乎全部聚集在这一层次里。雨、露、霜、雪是由大气中的水汽形成的,所以它们主要产生于大气层的下部。 大气中的水汽主要来自地球表面。江河湖海中的水,潮湿的土壤,动、植物中的水分,时刻被蒸发到空气中。寒冷地区的冰雪,也在缓慢地升华。这些水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发,再凝结下降。因此,在自然界里,水分周而复始地循环着,并在循环运动中不断改变着自身的状态。液态的水,可以凝固为固态的冰,也可以蒸发为气态的水汽;气态的水汽可以凝结为液态的云、雾、雨、露,也可以凝华为固态的冰晶、雪、霜;而固态的冰、雪、雹、霜可以融化为液态的水,也可以升华为气态的水汽因而雨、露、霜、雪就是这种水分循环过程中的产物。 水汽在不但水循环中扮演着重要的角色,作为大气中含量最丰富和最不稳定的温室效应气体,在地球的辐射收支平衡、能量传输中起着重要作用。在大气辐射传输过程中,水汽既吸收来自太阳的短波辐射,也吸收来自地球的长波辐射。水的相变在大气物理过程中起到了重要的作用,某地在水汽蒸发过程中消耗能量,而在完全不同的地方会因水汽的凝结而释放能量。在大气能量传输过程中,由于水的蒸发输送产生的潜热是能量从赤道向高纬度地区输送的重要途径。 因此全球性的水循环驱动了能量在全球的重新分配,大气水汽影响着云的生成和降水的分布。大量的水汽是形成云的先决条件,组成云体的单个云雾滴和冰晶是通过凝结或凝华作用产生的,当相对湿度大于100%时,水汽凝结成水滴或直接凝华成冰晶,这些云雾滴和冰晶又通过蒸发和降水过程而消失,云体或云系之所以能持续存在是由于新的云粒子,包括云雾滴和冰晶的不断产生而实现的。水汽凝结生成云的过程中释放能量,这影响着大气的动力学结构,使大气垂直稳定度发生改变,从而影响了天气系统的形成和降水的类型,引起气候和天气系统的演变。

丁肇中,1936年1月生,祖籍山东日照,现为美国麻省理工学院物理学教授,美国国家科学院院士,1976年获诺贝尔物理学奖,近年因领导“阿拉法磁谱仪”实验探索反物质而闻名海外。

核心提示

不要盲从专家的结论,权威专家的实验结果未必都是正确的。

做你认为正确的事情,不要畏惧困难,不要因为大多数人的反对而改变。

科学是很难推测的,对意料之外的现象要有充分的准备。

科学是多数服从少数,只有少数人把多数人的观念推翻以后,科学才能向前发展。

各位老师!各位同学!非常高兴能够到东南大学来与大家交流。今天我报告的题目是“我所经历的实验物理”,介绍我的五个实验及体会。

实验是自然科学的基础,如果没有实验的证明,理论是没有意义的。当实验证明了理论以后,才可以建立新的理论,这是一个很重要的观念。在过去400年里,我们对物质结构的了解,大都来自于实验物理,所以我想跟大家讲一讲我所经历的五个物理实验。

电子有没有半径?

不要盲从权威专家的结论

第一个实验是测量电子的半径。1948年,有三个物理学家,一个是费曼,一个是施温格,第三个是朝永振一郎,他们通过实验,得出这样一个结果:电子是没有体积的,换句话说电子是没有半径的。这个理论被当时所有的实验所证明,后来他们因此获得了诺贝尔奖。但是1964年,哈佛大学和康奈尔大学的著名教授和多年专门从事这种实验的专家,用若干年时间做实验,得出了相反的结果:量子电动力学是错误的,电子是有体积的,电子的半径在10的负13至14厘米之间,也就是说测出了电子的大小。他们的实验结果受到了物里学界的认可和重视。这是关于物里基本观念的实验,而且都是权威科学家的实验结果,究竟谁是谁非?

我决定用不同的方法来测量电子半径。那时候,我刚得到博士学位,所以没有人相信我能做出这样的实验,更没有人支持我。尽管如此,1965年,我还是决定放弃在美国大学的前途,到德国新建的加速器实验室用不同的方法重新做这个实验。8个月以后,我的实验证明量子电动力学是正确的,电子是没有体积的,它的半径小于10的负14厘米。

我的第一个体会是:不要盲从专家的结论,在我以前做实验的都是世界很有名的科学家,他们的实验结果未必都是正确的。

世界只有三种夸克?

做正确的事,不要畏惧困难

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