第九辑 科技

    为什么汽车上有那么多灯

    繁忙的公路上，往来的车辆川流不息。不知你有没有注意过，这些大大小小、种类各异的汽车上，前前后后都装着许多灯。这些车灯有大有小有圆有方，有的呈又扁又长的形状，连车灯玻璃都装饰得各式各样，闪射出的灯光也很不一样。汽车上为什么要装这么多灯？难道它们都有用吗？

    汽车上的灯各有各的用处，一个也少不得。我们先来看看汽车的前面。两个较大的灯是照明灯，它主要用来在夜晚行驶时照亮前方的路面。照明灯通常分为两档，可通过手控调节。一种是远光，光线很强，能照亮前方几十米的范围；另一种是防炫目光，光线稍弱而向下，这种照明光不会使对面来车的驾驶者感到目炫。如果对面有车开过来，就要打开旁边的两个小灯，这两个小灯叫示宽灯，用来告诉对方：我这辆车有多宽。汽车前面还有两个小黄灯——方向灯，哪边的方向灯亮，就表示汽车要向哪边转弯了。遇到有雾的天气，为了行车安全，还要打开两个黄色的雾灯。

    汽车后面的车灯情况与汽车的前面差不多，两个照明灯是在晚上倒车时用的，两个示宽灯和两个方向灯也是用来表示汽车的宽度和汽车要向哪边转弯的。与汽车的前面不同的是，汽车的后面没有雾灯，却多了两个小红灯，叫刹车灯。当它亮起时，就好像在说：“我要刹车了!”在高速公路上行驶的汽车还要打开车后的一个高尾灯，它可以提醒后面的车辆注意。

    除此以外，在汽车后面挂牌照的地方还有一个牌照灯，在需要的时候，打开牌照灯，即使在晚上也能看清牌照上的字母和数字。汽车上还有四个应急用的双跳灯，前后各两个。双跳灯平时很少使用，只有当汽车在公路上发生事故时，四个双跳灯才会不停地闪烁，提醒来往车辆注意：这里有一辆正在维修或者正在等待维修的车辆。

    知识点：汽车车灯、照明灯、示宽灯、雾灯

    为什么自行车的尾灯里没有灯泡，却能闪闪发亮

    自行车的尾叶上装有一个红色或橘黄色的尾灯。有趣的是，尾灯里并没有灯泡，但它看上去总是一闪一闪地发亮，尤其是到了夜晚，自行车尾灯的亮光更加显眼。这是为什么呢?

    早在20世纪30年代，自行车在英国的一些大城市成了一种时髦的交通工具。但是，穿街走巷的自行车却给夜间行驶的汽车带来了麻烦，交通事故屡屡发生。英国政府于是要求自行车生产商，在自行车的前后要安装照明灯和反光镜。其中，反光镜的设计让生产商伤透了脑筋，因为普通的平面镜常常并不能将汽车灯光“原路”反射回去。通过对光线反射原理的反复研究，人们终于制造出一种理想的光反射装置。它的表面是一块平整的玻璃，里面则有许多棱形锥体，每个锥体由三个互相垂直成直角的锥面组成，形成三个光反射面，这就是角反射器。由于角反射器的三个反射面互相垂直，光线无论从什么角度透过表面的玻璃射来时，反射光总是能“神奇”地沿原方向返回，这就是使行驶在自行车后方的汽车司机，在任何角度都能看到反射光。而且，角反射器上选用了红色或橘黄色的玻璃，使反射光为“穿透力”很强的红光或黄光，更能引起视觉的注意。此外，美观的红玻璃做成的角反射器，还是一个不错的装饰品呢!

    角反射器所具有的光学特性引起了科学家的关注，它们已被应用在航天探索中。用石英制成的大型角反射器，被安装在人造卫星上，还被设置在月球表面的不同地方。当人们从地球上向其发射激光时，这些角反射器总能把光线返回到发射仪器上，科学家可借此进行宇宙科学方面的研究。可见，小小角反射器的用途还真不小呢!

    知识点：自行车尾灯、角反射器

    为什么要建立体交叉路

    随着城市人口的高度密集，车辆的猛增和地面道路的有限形成了尖锐的矛盾。尤其是在上下班高峰时间，许多道路交叉处都出现了汽车排长龙的堵车现象，拥塞在路口的自行车更是层层密密，再加上来自四面八方的人流，交叉路口成了阻碍交通的“咽喉”。

    据有关部门测算，机动车在城市中心区运行的时间，有2／3花在交叉路口，同时，有一半的交通事故，也发生在交叉路口上。此外，机动车在启动和停车时放出的尾气，持续而集中，其污染比在行驶中要严重得多。什么叫立体交叉路呢?

    立体交叉是指两条道路，或一条道路与一条铁路，在不同水平面上的交叉。它将互相冲突的车流，分别设置在不同高度的道路上，使车子各行其道，互不干扰。立体交叉路又简称立交，它由立交桥、引道和坡道三部分组成。立交桥是指跨越道路的高架桥；引道是立交桥向地面过渡的部分路段；坡道是引道下方与地面道路连接的路段。

    立交有很多种形式，根据功能和结构的不同，大致可分为分离式立交和互通式立交。但不管是哪一种立交，都使道路交通从平面交叉变为立体交叉，保证了高效的交通速度，也提高了行车的安全性。建立美观大方的立体交叉路，已成为道路发展的必然趋势，也是现代化建设的一种象征。

    知识点：立体交又路、立交、分离式立交、互通式立交

    为什么有些公路要染上颜色

    我们通常见到的公路，不是黑色的柏油路面，就是灰白色的水泥路面。彩色的公路，恐怕只有在小朋友的图画里才能看导到。

    其实，在世界各地的有些城市，真的建有一些“彩色公路”呢！例如在法国巴黎市的东北，就有一条长达32千米的着色公路。这条着色公路，根据道路情况和道路方向，分别在路面上涂上了多种不同的颜色。

    在公路上染上颜色可不光是为了漂亮，主要是希望通过使用暖色(红色)、冷色（蓝色)等各种颜色的变化，逐渐替代普通公路路面和交通标志的单调颜色，消除驾驶员产生的乏味、紧张、烦躁的感觉。并且，驾驶员随时可以根据沿途路面的色彩和图形作出正确判断，采取必要的措施，确保交通安全。

    通常情况下，暖色(红色)可以使驾驶员提高警觉，它常常被涂在临近闹市区或即将拐弯的地段，提醒驾驶员谨慎行驶；冷色(蓝色)能够使驾驶员产生一种轻松感。另外，还可以采用球形或锥形的有色图形，来标明路面的升降情况；在每座桥梁的桥头涂以不同的颜色，可以用来标明东南西北不同的方向。

    随着城市范围的逐渐扩大，人们对汽车的速度也提出了很高的要求。从安全行驶的角度来看，着色公路确实十分有效。目前，世界上一些城市还新建了夜光公路，也就是给道路涂上一层发光材料，目的也是为了引起驾驶员的警觉，从而保证夜间行车的安全。

    知识点：公路颜色、彩色公路、驾驶

    为什么乘车要系好安全带

    现在，许多小汽车上都配备了安全带。如果你经常乘坐出租车就会发现，出租车驾驶员总是自觉地系好安全带。而且，在出租车的前排位子上，常常标有“请系好安全带”的字样。小小的安全带，是如何来保障乘车者安全的呢?

    随着交通事业的不断发展，公路条件得到不断改善。车辆的性能也越来越好，其标志之一就是车速越来越快。在这种情况下，交通安全变得更加重要。高速行驶的汽车，在紧急刹车或急转弯时，乘车者在惯性的作用下，会不由自主地前倾或向左右倾斜。这时，小小的安全带就发挥出重要的作用。它能防止乘车者前冲，撞向挡风玻璃，也能避免乘车者因左右碰撞面受伤，甚至被甩出车门外。

    据资料统计，在各种汽车碰撞事故中，使用安全带可使60％的乘员免于死伤。特别是小汽车由于重量轻，它和大型汽车相撞时，乘员的死伤机会为大型车的8倍，因而在小汽车上采用安全带尤为重要。

    汽车安全带的佩带方式一般为从肩到腰，这样可以拦住整个身体前倾。它具有一定的伸缩范围，适合各种体型的人使用，不会使你感到很强的压迫感。而且，在现代汽车设计中，安全带的质量已经成为评价汽车安全性的一个重要方面。所以，为了您乘车安全，请系好安全带!

    知识点：安全带、惯性

    为什么一座桥有几个桥孔

    跨越河流的桥梁由桥墩来支撑，桥墩之间的桥孔长度就是桥梁的“跨度”。显然，跨度越大，桥梁上的负荷就越多，所需要的桥梁“强度”也就越高。桥梁的强度，决定于制造桥梁的材料和材料构成的型式。但是，桥梁的强度都有一定的限度，这就决定了桥梁的最大跨度。如果桥下河流的宽度大过这个最大跨度，也就是大过一个桥孔的最大长度，那么，这座桥就需要有几个桥孔了。

    同时，桥墩的强度也是决定桥梁最大跨度的一个因素，因为桥梁上的负荷随着跨度的增加而增加，而这增加出来的负荷是要由桥墩来承担的，这就要求桥墩的强度也要随着加大。桥墩的强度虽然也是由材料和型式来决定的，但它的强度可以用加大宽度(如矩形桥墩)的办法来加大。

    很显然的是，跨越同一河流的桥，如果桥孔少，桥梁的跨度就大而桥墩的数目少；桥孔多，那么桥梁的跨度就小面桥墩的数目多。所以，一座桥的最合理的桥孔数目，应当使全部桥梁的成本等于全部桥墩的成本。

    还有一个特殊问题是决定桥孔多少的关键，那就是在水流很急的河流中，桥墩数目应当愈少愈好。

    此外，桥孔的多少与美观也是有联系的。因为桥孔的多少是由整个桥梁的型式决定的，而桥梁的型式又要和桥梁四周环境相配合。

    知识点：桥梁、桥孔、桥墩

    为什么各种交通工具可以长期共存

    我们都知道，要跨越海洋或渡过没有架设桥梁的河流，需要借助船舶为交通工具，当然也可以乘坐飞机；而在陆上旅行时，如果旅途较长，常常需要乘坐火车，或者乘飞机以缩短旅行时间，短途乘汽车最为方便。现在，许多地区和城市之间的交通十分发达，如上海和南京之间，就有飞机、火车、汽车和轮船等交通工具可供人们选择。这些交通形式相互竞争，但却能长期共存，这是为什么呢?

    原来，各种交通形式各有所长，因此都有存在和发展的价值。火车基本上不受气候情况的影响，不管是刮风下雨，还是起雾飘雪，火车通常都能准时开车、准时到站；火车的速度也比较快，安全性较好，因而长期以来，一直是长途陆运的主要工具。公路运输是近年来发展最快的交通运输方式之一，尤其是随着各地高速公路的建成和汽车性能的大大提高，汽车行驶的速度已可以和火车相比了。公路交通运输的最大优势，就是公路网络四通八达，汽车行驶机动灵活，可以到达城乡的每一个角落，无沦是乘客还是货物，都能实现“门到门”的服务，因此受到人们的广泛欢迎。但与火车相比，汽车在人力、物力和能源等方面的耗费都比较高。

    在所有交通工具中，飞机的速度最快，但能源消耗和运输成本也最高；而船舶的航行速度最慢，而且最容易受恶劣气候的影响。对于现代社会祟尚时间价值的人们来说，由飞机来实现快速交通和运输，无疑是一种理想的选择。不过，船舶运输虽然速度较慢，但像煤炭、石油、矿石、粮食及建筑材料等货物，由于其体积和数量巨大，价值相对较低，且往往需要通过跨诲进行长途运输，因此选择水路船运仍然是比较实际的方式。同时，作为观光旅游的一种载体，船舶也是一种很好的休闲和旅行相结合的交通工具。

    随着社会经济的发展，交通运输的速度也有了很大提高。同时，人们的物质生活也得到了极大的丰富，在公务、旅游、寄运货物等场合，可以根据时间、费用、气候以及个人爱好等因素，方便地选择合适的交通和运输方式，这就是各种交通工具能够长期共存的原因。

    知识点：交通工具、运输、优点

    为什么越野车能轻松地翻山越岭

    无论是沙尘飞扬的沙滩荒漠，还是泥泞崎岖的山区公路，或者是湿滑难行的浅河石滩，都无法阻止越野车勇往直前的车轮。为什么越野车能轻松地翻山越岭呢？

    原来，越野车的设计结构不同于普通汽车。越野车的功率一般比较大，它的4个车轮全都具有驱动功能，而普通汽车一般采用两轮驱动，因此，越野车在爬坡时常常显得特别“轻松”。越野车的刹车性能也十分优良，非常适合于需要急停急动的复杂道路条件。

    更重要的是，越野车的底盘离地较高，这样，在高低不平的路面上行驶时，就不易碰伤车体了。同时，越野车的转弯本领也极高，能在很小的范围内转弯、掉头，这当然特别适合在山地公路上行驶了。

    另外，越野车的轮胎通常比较大，也比较宽，这样就能提高车辆的离地间隙，增加轮胎与地面的接触面积。我们知道，汽车在松软的路面和沙滩上行驶时，车轮会因陷在泥沙中而大大影响行进速度，而宽轮胎就可以缓解车轮下陷的程度，从而保证汽车的驱动性能。目前，许多越野车采用调压轮胎，汽车在行驶时，驾驶员可以根据不同路面来调节轮胎气压，改变轮胎的宽度。如汽车在坚硬的路面上行驶时，可保持较高的胎内气压，以减少滚动阻力和轮胎的磨损；当汽车行驶在松软的泥沙路面上时，可使胎内气压降低约一半；如果是在沼泽地带或雪地上行驶，胎内气压可再减小一半，以便加大轮胎与地面的接触面积，降低轮胎对地面的压力，提高其附着性能。

    越野车有了这么多优良的性能，难怪它能轻松地翻山越岭了。

    知识点：越野车、设计、功率、底盘、轮胎

    为什么汽车可以不用钥匙

    在我们的日常生活中，各种汽车、摩托车甚至助动车，都离不开钥匙：开车门用钥匙，开行李箱用钥匙，开汽油箱用钥匙，最重要的是，发动汽车时点火也离不开钥匙。可以说，离开钥匙，汽车将寸步难行。

    可是，一些汽车制造公司目前已经开发了一种无钥匙汽车。这种汽车采用一套先进的电子控制系统，传统的汽车钥匙被一个信用卡大小的电子装置取代。该装置上有信号接收器和发送器，使用微型电池，使用者可方便地将其随身携带。使用时，只要将信用卡式装置插入车身上的专用卡孔，车上的电子装置就会发出信号，核对密码后，车门将自动打开。上车后，只要按动相应按钮，汽车便会点火启动。同时，这种信用卡式装置还具有控制车库门、发出警报等其他功能。用这种信用卡式装置取代车辆所用的多把钥匙，其结果是以精密、小巧的电子材料，取代车门及发动机内复杂的机械设计和连接机构，这将减轻一部分车辆设计重量，同时，也为未来汽车在各方面升级换代作好了准备。

    知识点：汽车钥匙、电子控制系统

    为什么汽车轮胎上有各种凹凸不平的花纹

    绝大多数车辆，如大卡车、小汽车、公共汽车、无轨电车、三轮车、自行车和轮式拖拉机等，使用的都是橡胶轮胎。有意思的是，轮胎并不是光滑的，而是有许多凹凸不平的花纹。而且，轮胎不同，花纹的形状、宽窄也各不相同。这是为了好看吗?原来，车辆轮胎上的花纹，是为了加大车轮与地面间的摩擦力，防止车轮在路面上打滑。例如，我们穿上底面已经磨光的球鞋在结冰的马路上走，很容易摔跤，这是因为鞋底与地面的摩擦力太小，所以难以举步。当穿上鞋底有花纹的新球鞋，就不容易滑倒了。车轮上有各种花纹，也是同样道理。

    在轮胎上设置花纹，起始于1892年前后。开始时，轮胎花纹非常简单，仅是些直线型的楞花。以后，随着车辆载重量和行驶速度的日益提高，以及路面的改进，轮胎花纹才逐渐多样、复杂起来。现在，人们习惯将车轮花纹分为通用、高越野性和联合式花纹3大类，而它们的几何形状大体有纵向直线、横向直线、斜线、块形和混合式等5种。通用花纹也叫公路花纹，是使用最早而又最普遍的一种，它们可以消除噪音，所以也称无声花纹。高越野性花纹专供车辆在荒野及松软土地上行驶，块大，都带有宽而深的“啃泥”花纹沟，行驶时不易夹石、藏土和打滑，它们特别适用于牵引力和对地面抓着力要求高的拖拉机、起重机。联合式花纹的轮胎既能在硬性路面和沙砾路上行驶，亦可以驶于松散、泥泞或冰雪路面上。针对我国地形复杂、公路路面质量差别很大的情况，这种联合式花纹有它特殊的使用价值。

    知识点：汽车轮胎、轮胎花纹、摩擦力

    为什么汽车的前窗玻璃是倾斜的

    现代汽车的发展速度非常之快，无论是整车外形，还是内部的构件，甚至是汽车的材料、燃料及其功能，也都在很短时间内发生着令人目不暇接的变化。可是，不知你注意到没有，无论汽车怎么变，汽车的前窗玻璃在安装时，上部总是向后倾斜成一定角度。这是为什么呢?

    汽车玻璃如此倾斜安装有不少好处。首先，这种形式使车辆看上去更美观，绝无突兀的棱角。其次，汽车在向前行进的过程中会遇到较强的空气阻力，前窗玻璃向后倾斜，能使迎面而来的空气“轻易”地从玻璃上方流过。因此，前窗玻璃倾斜安装符合减小空气阻力的道理，是汽车向流线型发展的一个组成部分。

    不过，汽车前窗玻璃倾斜安装的更重要原因，却是为了保证行车的安全。你一定会有这样的体会：当你晚上乘坐在公共汽车上，透过竖直安装的侧向玻璃窗向外观望时，如果车内比较明亮，车里面的景物就会在玻璃上形成清晰的虚像，这个虚像会和窗外的景物重叠在一起，常会使人产生难辨内外的幻觉。这时的玻璃窗，就像是一面透明的镜子。如果汽车的前窗玻璃也是竖直安装的，车内景物的虚像就会反映到前窗玻璃上，它和车外景物的影像重叠混杂在一起，就会给观察道路和车流、行人情况的司机造成视觉上的困惑，极容易导致交通事故的发生。

    那么，为什么把前窗玻璃倾斜一定角度后，就能避免视觉干扰呢?原来，汽车前方的景物是通过光线透射过玻璃而落入司机的眼腈里的，而车内景物的虚像则是由于玻璃反射光线的原因被司机所看到。因此，汽车前窗玻璃经过倾斜后，它的透射光线性能几乎未变，却将车内景物的虚像反射到了司机视野的上方，因而对行车安全有非常实际的作用。

    知识点：汽车前窗玻璃、虚像、美观、阻力、安全

    为什么铁路上的钢轨要做成“工”字形

    火车是沿着两条平行排列的钢轨行驶的，钢轨下每隔一定距离铺设着方方正正的粗大枕木，这使路基能够承受火车的沉重压力。

    不知你注意过没有，铁路上的钢轨并不是简单的“上”形，而是设计成上窄下宽的“工”字形。这是为什么呢?

    大家知道，火车的载重量都很大。为了能经得起载重很大的车辆施加的压力，钢轨的顶面要有一定的宽度和厚度；同样，为了提高钢轨的稳定性，钢轨的底面也要有一定的宽度；而且，为了与带有轮缘的车轮相吻合，钢轨又要有一定的高度。“工”字形的钢轨正好能满足这三方面的要求，而且从材料力学的观点来看，这种形式的钢轨强度最高，能充分合理地利用钢材。因此，“工”字形断面就被选为最好的钢轨断面。

    “工”字形的钢轨在铁路上已沿用了100多年，除了为适应机车载重量的增大和车速的提高，增大钢轨的断面和改进各部分细节的设计以外，钢轨的形状几乎没有什么改变。但这也不是说钢轨的形状永远不会改变了，铁路工程师们一直在从事这方面的研究，希望能找出更合理更经济的钢轨形状。

    知识点：钢轨、“工”字形钢轨、载重量

    为什么摩天大楼最怕火灾

    摩天大楼遇到的灾害中，火灾造成的人员伤亡较大，财产损失也极为严重，是仅次于地震的“高楼杀手”。据统诈1961-1964年间，日本旅馆每年发生火灾400次以上，美国则多达1．18万-1．24万次，如著名的世界贸易中心。高楼失火原因的统计表明：因吸烟引起的占35％，电气线路事故占22％，其余为取暖、炊事、煤气等。由于在建筑布置上，大楼底部几层大多是厨房餐厅、地下室、车库、仓库、变压配电室等易于引起火灾的用房，加上通风条件较差，失火后因氧气不足造成燃烧不充分，从而产生大量刺激和性有毒的烟雾，造成高楼内的居住者因窒息而死亡。

    高层建筑中竖直的井道就像生炉子时的拔气管，管子愈长拔气作用... -->>
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