2014年11月25日 星期二

美麗的彩虹是如何形成的?

你是否常在下雨過後天空放晴的天邊看見一道美麗奪目的七彩光帶?驚豔的同時還會驚訝地從口中說出「彩虹耶!」有時再仔細觀察還能見到兩條並列的彩虹,其中第一道顏色較鮮艷的光帶我們稱之為「虹」或「正虹」,而偶而見道的第二道光帶則稱之為「霓」或「副虹」。




美麗的彩虹是如何形成的呢?彩虹氣象中的一種光學現象,當太陽光照射到半空中的水滴光線折射反射,在天空上形成拱形的七彩的光譜。其實只要空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射,其中又以40至42度的反射最為強烈,便可能產生可以觀察到的彩虹現象,彩虹最常在下午,後剛轉天晴時出現,這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗,而觀察者頭上或背後已沒有的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以製造人工彩虹。
而常被稱為七彩顏色的彩虹究竟是哪七種,其實有不同的說法,東亞中國對於七色光來說最普遍的說法是(從外至內):。 事實上彩虹有數百萬種顏色,比如,在紅色和橙色之間還有許多種細微差別的顏色,但為了簡便起見,所以只用七種顏色作為區別。

彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次,總共經過一次反射兩次折射。因為水對光有色散的作用,不同波長的光的折射率有所不同,紅光的折射率比藍光小,而藍光的偏向角度比紅光大。由於光在水滴內被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一樣,顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經過兩次折射一次反射,霓虹則是光線經過兩次折射兩次反射。
 



2014年11月24日 星期一

犀牛與他的鳥類好朋友

  兇猛的非洲鱷魚有了牙籤鳥做牠的朋友,無獨有偶地,兇猛的非洲犀牛也有自己的鳥類朋友,牠的朋友就是犀牛鳥。

  一頭犀牛足足有好幾噸重,牠皮膚堅厚,如同披着一身刀槍不入的鎧甲,頭部那支長的犀牛角,任何猛獸被牠一頂那小命可不保了。據說犀牛發脾氣的時候,別說是獅子,就連大象也要讓牠三分。這樣粗暴的傢伙,怎麼和體型像麻雀般大小的犀牛鳥成了“知心朋友”呢?

  原來,犀牛的皮膚雖然堅厚,可是皮膚皺褶之間卻又嫩又薄,一些體外寄生蟲和吸血的蚊蟲便趁虛而入,從這裏把它們的口器刺進去,吸食犀牛的血液。犀牛又癢又痛,可除了往自己身上塗泥能多少防禦一點這些昆蟲叮咬外,再沒有別的好辦法來趕走、消滅這些討厭的害蟲。而犀牛鳥正是捕蟲的好手,它們成群地落在犀牛背上,不斷地啄食着那些企圖吸犀牛血的害蟲。犀牛渾身舒服,自然很歡迎這些會飛的小伙伴來幫忙。

  除了幫助犀牛驅蟲外,犀牛鳥對犀牛還有一種特別的貢獻。犀牛雖然嗅覺和聽覺很靈,可視覺卻非常不好,是近視眼。若是有敵人逆風悄悄地前來偷襲,它就很難察覺到。這時候,它忠實的朋友犀牛鳥就會飛上飛下,叫個不停,提醒它注意,犀牛就會意識到危險來臨,及時採取防範措施。

        非洲人很喜歡犀牛鳥忠實於朋友的性格,所以他們常把自己喜愛的人稱之為“我的犀牛”,原來,他們把自己比作犀牛鳥啦!

鱷魚與燕千鳥的故事

  講到鱷魚,沒有一個小朋友不覺得可怕的。除了牠一張長滿利牙的大嘴,還有那吃肉的樣子,讓所有人退避三舍。但是偏偏有一種動物可以跟牠相處得很好,牠就是號稱牙籤鳥的【燕千鳥】,而牠跟鱷魚的相處在生物學上叫做「共生」。



  兇猛的鱷魚當飽餐一頓之後,會在河邊睡覺或爬上沙灘曬太陽。這時,常常有許多小灰鳥在牠身上飛來飛去,好像是調皮的在跟鱷魚嬉鬧。當鱷魚酣酣入睡時,小鳥卻毫不客氣地打擾著鱷魚,將牠從睡夢中吵醒,鱷魚卻不生氣還百依百順地張開大嘴,讓這些小鳥來替鱷魚進行口腔衛生工作。原來鱷魚一吃東西,牙縫裡就會嵌進了肉屑殘質,久而久之慢慢地腐敗生蟲。燕千鳥在鱷魚的牙齒中間來回地剔牙齒、捉小蟲,侍候得鱷魚舒舒服服。同時,小鳥自己也飽餐了一頓。
  鱷魚雖然被這樣的衛生服務員打掃得舒舒服服,但飽餐後的鱷魚也會一夢不醒地閉合大嘴,讓人替這種虎口取食的牙籤鳥捏把冷汗。不過,牙籤鳥自有解決之道:它用尖硬的羽毛,輕輕地碰刺鱷魚鬆軟的口腔,鱷魚便會立刻張大嘴,讓這些鳥繼續工作或飛離。
  鱷魚對待弱小動物兇惡殘忍,為什麼對待燕千鳥卻是那樣的仁慈和謙讓呢?這是因為燕千鳥是一種非常機敏的鳥類,牠在啄食鱷魚牙縫中的殘食時,格外警惕周圍的一切,充當著鱷魚的義務警衛員。一旦了現敵情,便驚叫幾聲向鱷魚報警,鱷魚得到報警信號後,便潛入水底避難。
  可見,燕千鳥不僅是鱷魚的活牙籤,還是鱷魚忠實的朋友。

  再說說一則發生在古埃及的小故事。這故事就是在講鱷魚與燕千鳥。
  西元前5世紀,有一位名叫希羅多德的古希臘歷史學家來到埃及。那時候,鱷魚是古埃及人最尊崇的動物,被稱為塞貝克神。雖然鱷魚很兇惡,古埃及人卻把它當作種“吉祥”的動物。希羅多德一到埃及的奧博斯城,祭司們就請他參觀鱷魚神廟。那裡綠樹成蔭,許多大鱷魚在大理石砌成的水池裡打著瞌睡。給這些“神聖”動物餵食時,傭人們會用珍貴的餐具給鱷魚送上香噴噴的油炸沙雞、火腿、餡餅和各種蛋糕。

  一種灰色的小鳥引起了希羅多德的注意。他發現,鱷魚們飽餐一頓之後,就張開大嘴,靜靜地趴在水池邊上。這時候,這種灰色的小鳥便立即飛到鱷魚的大嘴裡,在鱷魚的牙齒之間跳來跳去,啄吃牙縫兒裡的東西。希羅多德在他的著作裡回憶說:“所有的鳥獸都避開兇殘的鱷魚,但這種小鳥卻能和鱷魚友好相處。鱷魚從不傷害這些小鳥,因為鱷魚需要這些小鳥的説明。鱷魚離水上岸後,張開大嘴,讓這些小鳥飛到它的嘴裡去吃水蛭(螞蟥)等小生物,這使得鱷魚感到很舒服。”


  後來人們把這段故事發揮成:這些小灰鳥是鱷魚的牙科醫生,沒有它們的幫助,鱷魚的牙齒就會壞掉。有時候,鱷魚睡著了,小灰鳥就會飛到它的嘴邊,用翅膀拍打幾下後,鱷魚會自動張開大嘴,讓小灰鳥飛進嘴裡。人們般都把這種小鳥叫做“牙籤鳥”。多少年來,人們一直對這個說法堅信不疑,並且把牙籤鳥和鱷魚的友誼當成是動物之間互患共生的範例。

2014年11月23日 星期日

化學元素命名背後的有趣故事


   在歐洲,到十九世紀初,隨著超來越多的化學元素的發現和各國間科學文化交流的日益擴大,化學家們開始意識到有必要統一化學元素的命名。瑞典化學家貝齊裏烏斯首先提出,用歐洲各國通用的拉丁文來統一命名元素,從此改變了元素命名上的混亂狀況。
  化學元素的拉丁文名稱,在命名時部有一定的含義,或是爲了紀念發現爲地點、發現者的祖國,或是爲了紀念某科學家,或是借用星宿名和神名,或是爲了表示這一元素爲某一特性。
  在把這些拉丁文名稱翻譯成中文時,也有多種做法。一是沿用古代已有的名稱,一是借用古字,而最多的則是另創新字。在這些大量新造漢字中,大致又可分爲諧聲造字和會意造字二類。分門別類聊聊這些化學元素的名稱,也是頗有趣味之事。

一、以地名命名
   這類元素不少,約占了總數的近四分之一。這些元素的中文名稱基本上都是從拉丁文名稱的第一(或第二)音節音譯而來,採用的是諧聲造字法。如:
  鎂—拉丁文意是“美格裏西亞”,爲一希臘城市。
  鈧—拉丁文意是“斯堪的納維亞”
  鍶—拉丁文意爲“思特朗提安”,爲蘇格蘭地名。
  鎵—拉丁文意是“家裏亞”,爲法國古稱。
  鉿—拉丁文意是“哈夫尼亞”,爲哥本哈根古稱。
  錸—拉丁文意是“萊茵”,歐洲著名的河流。
  鋂—拉丁文意是“美洲”。
  有個別的元素的中文名稱是借用古漢字的,如87號元素鍅,拉丁文意是“法蘭西”,音譯成鍅。而“鍅”在古代原是指盛酒漿或糧食的青銅盛器,其古義現已不見使用。

二、以人名命名
  這類元素的中文名稱也多取音譯後諧聲造字的方法。如:
  釤—拉丁文意是“杉馬爾斯基”,俄國礦物學家。
  鑀—拉丁文意是“愛因斯坦”。
  鐨—拉丁文意是“費米”,美國物理學家。
  鍆—拉丁文意是“門捷列夫”。
  鍩—拉丁文意是“諾貝爾”。
  鐒—拉丁文意是“勞倫斯”,回旋加速器時發明人。
  還有一個紀念居里夫婦的“鋦”,是借用的漢字。從音譯的角度來看,借用“鋸”字是較理想的,但“鋸”是一常用漢字,不合適。現在借用的“鋦”字,漢語中原用于“鋦碗”、“鋦鍋”等場合。雖然現在仍在使用,但使用率不高,一般不至於混淆。

三、以神名命名
  諧聲造字如:
   釩—拉丁文意是“凡娜迪絲”北歐神話中的女神Vanadis
   鉕(讀音頗)—拉丁文意是“普羅米修斯”,即希臘神話中那位偷火種被懲罰的神。
   釷—拉丁文意是“索爾”,北歐傳說中的雷神。
   鉭—拉丁文意是“坦塔洛斯”,希臘神話中的英雄。
   鈮—拉丁文意是“ 尼俄伯” ,即坦塔洛斯的女兒。
   說來有趣的是鉭、鈮二種元素性質相似,在自然界是往往共生在一起,而鈮元素也正是從含鉭的礦石中被分離發現的。從這個角度來看,分別用父、女的名字來命名它們,確是很合適的。
   借用古字的如:
   鈀—拉丁文意是“巴拉斯”,希臘神話中的智慧女神。此字在古漢語中指兵車或箭鏃,其古義現已不用。

四、以星宿命名
  這類元素的中文名稱均是諧聲造字的新字。
  碲—拉丁文意是“地球”
  硒—拉丁文意是“月亮”
  氦—拉丁文意是“太陽”
  鈰—拉丁文意是“谷神星”
  鈾—拉丁文意是“天王星”
  錼—拉丁文意是“海王星”
  鈽—拉丁文意是“冥王星”
  其中的鈾、錼、鈽分別是 92、93、94號元素,在周期表中緊靠在一起。鈾最先於1781年發現,因其時天王星新發現不久,故用具命名。到錼、鈽分別于1934年和1940年發現時,也就順理成章地用太陽系中緊接著天王星的海王星、冥王星來命名了。

五、以元素特性命名
  這是最多的一類,命名時,或是根據元素的外觀特性,或是偵據元素的光譜譜線顔色;或是根據元素某一化合物的性質。這類元素的中文名稱命名除採用根據音譯的諧聲造字外,還有其它多種做法。
1.沿用古代已有名稱
  有許多元素,我國古代早已發現並應用,這些元素的名稱這常見於古藉之中。在命名時,就不再造字,而沿用其古名,如:
   金—拉丁文意是“燦爛”
   銀—拉丁文意是“明亮”
   錫—拉丁文意是“堅硬”
   硫—拉丁文意是“鮮黃色”
   硼—拉丁文意是“焊劑”
2.借用古字
  如:
  鏷—拉丁文意是“最初的錒”。而鏷在古漢語中指未經煉製的銅鐵
  鈹—拉丁文意是“甜”。而鈹在古漢語中指兩刃小刀或長矛
  鉻—拉丁文意是“顔色”。而鉻在古漢語中指兵器或剃髮
  鈷—拉丁文意是“妖魔”。而“鈷”在古漢語中指熨斗
  鎘—拉丁文意是一種含鎘礦物的名稱。而鎘在古漢語中指一種圓口三足的炊器
  鉍—拉丁文意是“白色物質”,而鉍在古漢語中指矛柄
  借用這些字是因爲這些字的發音與其拉丁文名稱的第一(或第二)音節的發音相同接近
  另有一個元素“磷”,拉丁文意是“發光物”。此元素我國古稱“粦”,現因規定固體非金屬須有“石”旁,遂用“磷”。

3.諧聲造字
  如:
  銣—拉丁文意是“暗紅”,是其光譜譜線的顔色
  銫—拉丁文意是“天蘭”,是其光譜譜線的顔色
  鋅—拉丁文意是“白色薄層”
  鐳—拉丁文意是“射線”
  氬—拉丁文意是“不活潑”
  碘—拉丁文意是“紫色”

4.會意造字
  中文化學新字的造字原則是“以諧聲爲主,會意次之”。這類字數比起諧聲一類來要少得多。如:
  氮—拉丁文意是“不能維持生命”。中文曾譯作“淡氣”,意爲沖淡空氣。後來以“炎”來入“氣”而成“氮”。
  氯—拉丁文意是“綠色”。中文曾譯作“綠氣”,意謂“綠色的氣體”。後來以“錄”來入“氣”成“氯”。
  氫—拉丁文意是“水之源”。我國曾譯作“輕氣”,喻其密度很小。後以“ ”入“氣”成“氫”。
  氧—拉丁文意是“酸之源”。我國曾譯作“養氣”,意謂可以養人。也曾以“養”入“氣”成“ ”,再由“ ”諧聲,造爲“氧”,但仍讀“養”音。
  鉀—拉丁文意指海草灰中的一種堿性物質。我國應其在當時已經發現的金屬中性質最爲活潑,故以“甲”旁“金”而成“鉀”。
  鎢—拉丁文意是“狼沫”。我國應其礦石呈烏黑色,遂以“烏”合“金”而成“鎢”。
  碳—拉丁文意是“煤”。因我國古時稱煤爲“炭”,遂造爲“碳”。
  要說明的是,我們對元素符號的拉丁字母讀音習慣上是按英文字母發音。而新造漢字讀音,一般是讀半邊音,如氪(克)、鎂(美)、碘(典)。但並非完全如此,如氙(仙)、鉭(坦)等,這些都是需要加以注意的。

以實驗室為名的化學元素114號和116號

114號和116號元素命名確定:化學符號是Fl和Lv

俄美的兩個實驗室經過長期合作,共同合成出兩個超重化學元素,日前將兩種新元素以這兩個實驗室的名字來命名。第114號元素命名為flerovium,其化學符號為Fl,是以俄羅斯弗雷洛夫核反應實驗室(the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions)的名字命名;第116號元素命名為livermorium,其化學符號為Lv,是以加州勞倫斯利弗莫爾國傢實驗室(the Lawrence Livermore National Laboratory)的名字命名。

國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)在5月30日宣佈瞭這兩個元素的新名字。

俄美實驗室聯手合成兩種新化學元素,為紀念其卓越的奉獻,將這兩個元素分別以兩個實驗室的名字命名。

這兩個元素都是在俄羅斯杜佈納的弗雷洛夫實驗室中完成的。科學傢利用回旋加速器,以具有20個質子的鈣原子(calcium)轟擊含96個質子的鋦原子(curium),從而得到瞭第116號元素。第116號元素生成之後,幾乎立刻衰變成第114號元素,後者進一步衰變成更輕的元素。第114號元素也可直接通過轟擊第94號元素钚(plutomium)來得到。

超重元素的命名通常依據發現過程中做出的奉獻大小來決定。但是這兩個元素是由俄美兩國實驗室聯合發現的,所以IUPAC承受瞭他們的建議,由這兩傢實驗室分享該榮譽。

2014年11月22日 星期六

紀念哥白尼的化學元素

鮮知先贏/周期表第112元素Cp 紀念哥白尼

2009/10/12

【聯合報╱郭錦萍/輯譯】

已有140年歷史的化學元素周期表,因科學家的努力發掘,元素數還在增加當中。根據報導,周期表第112個元素,也是最重的元素,將被名為Copernicium,元素符號「Cp」,所以取這個名稱,是紀念十五世紀的偉大天文學家哥白尼(Nicolaus Copernicus)。

德國重離子研究中心席格霍夫曼領導的團隊,在1996年時,從對鉛片衝擊鋅原子束的研究中,發現了元素112。國際純粹與應用化學聯盟(IUPAC)歷經13年的驗證,直到今年6月,正式認可這項發現。霍夫曼團隊因此受邀為這個新元素命名,他們中意的名字就是Copernicium(Cp),不過新元素名稱還要等IUPAC的正式認可。

霍氏團隊稱得上是新元素的催生者,之前即已發現原子序107到111的6個超重元素,而且他們對這些元素的命名,半數用上了前輩科學家的名字,另一些則用了和團隊相關的地名。

例如元素107取名為Bohrium,紀念以波爾原子理論獲1922年諾貝爾物理獎的Niels Bohr;元素109Meitnerium,則是紀念發現核變裂的奧地利女物理學家Lise Meitner;元素111Roentgenium,則是紀念發現X光的德國物理學家倫琴(Wilhelm Roentgen)。

依據IUPAC所訂的周期表元素命名原則,元素名稱應依循神話角色、天文物體、礦物、相似物質、地方、地理區域、元素性質或科學家,而且應以「ium」結尾。

談到周期表的起源,早在19世紀俄國科學家門得列夫之前,就有其它人想找出元表間的規律變化,但他想到可用原子量來排列(那個年代已找到61個元素)雖然他排出來的周期表和現在看到不太一樣,但他是為元素排列找到正確方向的第一人。

資料來源/Popular Science

鐽、錀、鎶 …3種新元素有名字了 

【聯合報╱編譯陳世欽/報導】 2011.11.06 03:15 am 

國際純粹及應用物理學聯合會4日在倫敦召開年度大會時,公布3種新發現元素的名稱,分別是鐽(Darmstadtium,Ds)、錀(Roentgenium,Rg)、鎶(Copernicium,Cn)。 

這3種新元素各有110、111及112個質子,是由德國達姆斯塔特重離子研究實驗室的科學家以其他原子束撞擊重原子核而產生。 

Ds以發現的地名命名,Rg紀念發現X光的德國物理學家倫琴(Wilhelm ROntgen),鎶是紀念哥白尼(Nicolaus Copernicus)。

來幫科學之父伽利略正音

教育部一字多音修正 幫伽利略正音

作者: 江昭倫 | 中央廣播電台 – 2012年12月12日 下午4:59.. .

教育部12日公告「國語一字多音審訂表」初稿,為22個多音字正音,像是義大利天文學家伽(ㄑㄧㄝˊ)利略要改唸ㄐㄧㄚ利略;馬馬虎虎(ㄏㄨˇㄏㄨˇ)改唸馬馬ㄏㄨㄏㄨ等。為求審慎,教育部表示會在傾聽社會意見後再做最後定稿。

一字多音在國語中非常常見,例如有人會說徘徊(ㄏㄨㄟˊ),有人會唸徘徊(ㄏㄨㄞˊ),這樣的現象不會阻礙溝通,也沒有對錯,卻會對老師的教學造成困擾。教育部為解決這樣的狀況,今年再度針對多音字進行審訂。

在維持教學穩定與日常生活所需範圍內,教育部共修訂了22個多音字,將各界共識高的俗讀音列為新版審定音。像是牛仔(ㄗˇ)褲以後改唸牛仔(ㄗㄞˇ)褲、天文學家伽(ㄑㄧㄝˊ)利略一律通稱ㄐㄧㄚ利略等。國語推行委員會視察吳中益說:『(原音)以前我們把這個伽利略唸成ㄑㄧㄝˊ利略,可是因為天文學會他們認為這個要唸ㄐㄧㄚ,不能唸ㄑㄧㄝˊ,所以我們把這個詞唸ㄐㄧㄚ利略,就差在這邊。所以這個審音結果沒有改變,可是這個詞的唸法有改變,我們也把這個放在22字裡面。』

為擔心修正版本仍有爭議,教育部強調目前只是初稿公告,歡迎各界在2014年6月以前提供教育部意見參考。在定稿正式公告之前,國小教科書審定仍以1999年公告的「國語一字多音審訂表」公告版本為準。