正文 第18章 揭秘神奇的科學發現(1)(3 / 3)

事故真的發生了。氣球發生了故障,赫斯從高空中摔了下來,昏迷了近20個小時。大家都以為他不會再醒過來了,甚至開始為他準備後事。但奇跡發生了,在醫院的奮力搶救下,他竟於第二天醒了過來。

1911年,赫斯前後做了10次大膽的氣球飛行,最高升至5350米。後來他還在高樓,高山和海洋上進行測量。他收集到了大量的資料,這些資料充分說明了引起空氣電離的射線來自太空。而且,這種天外飛來的射線與太陽,月亮,天河或行星的位置沒有關係,它發源於整個宇宙空間。

1925年,這種輻射線被正式命名為“宇宙射線”,而此前,人們一直稱它為“赫斯輻射”。從宇宙空間飛來的高速原子核便是宇宙射線。

赫斯獻身科學的精神和他在這一研究領域中作出的重大貢獻使他獲得了諾貝爾物理學獎。他也成為了科學工作者學習的榜樣。

金屬有“記憶”之謎

1963年的一天,由於實驗的需要,一群工程技術人員正在美國海軍的某個研究機構中為加工一批鎳鈦合金絲而緊張地忙碌著。由於他們手中的合金絲是彎曲的,使用起來很不方便,所以在做實驗之前得先拉直它們。

實驗開始後,當實驗溫度升到一定值時,工程技術員發現他們費了不少工夫才拉直的合金絲竟然又全部變回了原來那種彎曲的形狀。後來工程技術員又多次做了這個實驗,得到的結果都完全相同。

經過多次細致而深入的研究,人們終於發現,這些合金之所以具有恢複原有形狀的特性,是因為隨著環境的變化,這些合金內部原子的排列也會出現變化。如果溫度回到原來的數值,合金內部原子的排列也會回到原來的排列方式,其晶體結構也會隨之改變。這種具有記憶形狀能力的合金被人們稱作“形狀記憶合金”。記憶合金不僅能重複恢複原態達幾百萬次,而且不會產生疲勞和斷裂。這樣的“記憶力”讓人感到震驚。讓我們以鎳鈦合金為例,來看看形狀記憶合金具有“記憶”的秘密吧。40℃是鎳鈦合金的“記憶溫度”,也就是說,鎳鈦合金的晶體結構在40℃上下是不一樣的,它的轉變溫度便是40℃。在轉變溫度以上,其晶體結構處於穩定狀態;在轉變溫度以下,則處於不穩定狀態”假如人們想讓在轉變溫度以下,改變了形狀的晶體結構再恢複到穩定狀態,那麼隻要將其加熱到轉變溫度以上,它的穩定狀態就會得到恢複,它的形狀也會隨之恢複到原態。除此之外,鎳鈦合金的拉伸強度也非常驚人,可達1000兆帕。也就是說,即使在每平方毫米那麼小的斷麵上,你也需要用1000多牛頓的力才能夠把它拉斷。除了鎳鈦合金,人們還開發出了銅係合金和鐵係合金等一係列的多種記憶合金。人們充分利用記憶合金的這種神奇的本領解決了航天,工業生產,醫療,電子器具等方麵的諸多難題。如阿波羅登月艙的宇航員的影像和聲音能從38萬千米外的月球傳送到地球上來,就是利用了記憶合金這種神奇的功能。阿波羅登月艙要在月亮上設置月麵天線,而月麵天線的直徑便長達數米。科研人員就先用記憶合金製成半球形天線,然後降低溫度,將其壓成一小團裝入小巧的登月艙中。當天線隨著登月艙到達月球表麵時,由於太陽光的照射,其溫度就會升到轉變溫度,天線便恢複了本來的形狀。耐腐蝕性也是記憶合金的一大特點。因此,牙醫便利用鎳鈦合金製成一種矯齒絲,借助於人的口腔溫度,來為患者做牙齒矯正手術。在使用口腔矯齒絲之前,醫生會先為準備矯正的牙齒做一個石膏模型,然後把口腔矯齒絲按照模型彎成牙齒的形狀,並將其固定在牙齒上。為了讓矯齒絲更加趨向於其原來的形狀,每過一段時間便更換一次。牙齒就是在這個變形過程中慢慢得到矯正的。