提問欄：

焰火為什么有那么多種顏色?

(北京讀者鄭楠提問)

飛機(jī)倒飛為什么不會(huì)掉下來?

(北京讀者

陳玉泉提問)

人的鼻子、臉都怕凍，眼睛為什么不怕凍?

(北京讀者汪涓提問)

(您若知道以上問題的答案，請將答案告訴我們，我們將在下期登出)

晴朗的天空為什么是藍(lán)色的?

天空顯現(xiàn)為藍(lán)色，是一種被稱為瑞利散射的過程引起的。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，加速運(yùn)動(dòng)的電荷將向外發(fā)出電磁輻射。反之，電磁輻射也可以作用于帶電粒子使之發(fā)生振蕩。一個(gè)振蕩的粒子總是在不停地做加速運(yùn)動(dòng)，因而將再次發(fā)出輻射。處于這種狀態(tài)的粒子，我們就說它是一個(gè)二次輻射源。這種效應(yīng)被稱為入射輻射的散射。地球的大氣是由若干種氣體組成的，這些氣體的總合就是空氣。我們可以把空氣中的每一個(gè)分子都視為一個(gè)電子振蕩器。每一個(gè)分子中的電子電荷分布，對于入射輻射而言，將表現(xiàn)為一個(gè)散射截面。我們可以把這個(gè)散射截面想象為是一塊面積，入射輻射只有射中這塊面積才會(huì)發(fā)生散射。被散射的輻射的強(qiáng)度依賴于這個(gè)截面的大小。對于瑞利散射，散射截面與入射輻射頻率的4次方成正比。太陽光是由從低頻(紅)到高頻(藍(lán))具有不同頻率的多種可見色光所組成的。太陽光譜中的藍(lán)色部分，其頻率高于所有其他可見色光，因此將受到強(qiáng)烈散射。我們仰望天空看到的就是這種散射光，所以天空顯現(xiàn)為藍(lán)色。

順便提一下，日落時(shí)太陽顯現(xiàn)為紅色，也是瑞利散射的結(jié)果。當(dāng)太陽靠近地平線時(shí)，太陽光斜射過來必須穿過更多的大氣。太陽光在行進(jìn)途中，其中的藍(lán)光受到強(qiáng)烈散射，而紅光由于頻率較低，散射較弱，能夠直達(dá)觀察者的眼睛。(北京吳小勇提供)

在鏡子里看到的像，為什么左右交換但上下不顛倒?

鏡子其實(shí)并沒有使像左右交換，而是相對于鏡面顛倒了像的前后位置。站在鏡子前，抬起一只手指向一側(cè)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鏡子里你的像同真實(shí)的你指的是同一個(gè)方向。但是，當(dāng)你指向前方時(shí)，鏡子里你的像則指向相反的方向：指向你。也就是說，當(dāng)你指的方向?qū)χR子或者背離鏡子時(shí)，鏡子里的像所指的方向都是相反的。這說明，鏡子里的像是反射的結(jié)果而不是旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。(上海云帆提供)

白熾燈為什么容易在開燈瞬間斷絲?

白熾燈泡在接通電源的一瞬間，由于3方面的因素，使纖細(xì)的燈絲有可能發(fā)生斷裂。

首先，金屬燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。在接通電源的瞬間，具有室溫的冷燈絲的電阻只有它正常點(diǎn)亮?xí)r電阻的十分之一。因此，開燈一瞬間，將會(huì)有約為燈光額定值10倍的初始大電流(浪涌電流)突然流過燈絲，使它急劇升溫而在其中產(chǎn)生非常大的應(yīng)力。

其次，燈絲的粗細(xì)總不會(huì)是完全均勻的，比如說，假定燈絲的某一小段比其余部分稍微細(xì)一些，那么這一小段燈絲就會(huì)被電流加熱升溫得很快。這時(shí)，這一段燈絲每一毫米長度的電阻會(huì)高于燈絲其余部分相同單位長度的電阻。這種情況又會(huì)使得電流在這段較細(xì)的部分比其他部分進(jìn)一步產(chǎn)生更多的熱量，從而使應(yīng)力進(jìn)一步增大。

此外，白熾燈泡的燈絲是卷曲成螺旋形狀的，燈絲的相鄰螺圈之間還有電磁力的作用。在這種磁場的作用下，燈絲的每一個(gè)螺圈都會(huì)施加一個(gè)使相鄰螺圈偏移的作用力。因此，接通電源瞬間的浪涌電流會(huì)使纖細(xì)的燈絲發(fā)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。

在你打開電燈的一瞬間，白熾燈泡纖細(xì)的燈絲要受到如此大的沖擊，因而啪的一聲斷裂也就不足為奇了。(北京任秋凌提供)(文章代碼：2215)

(責(zé)任編輯)蒲暉