人們習慣于用“數字 單位”的方式來度量世界。
在日常生活中,我們經常會見到米、畝、秒、升、千克、噸等數學單位,也會常常接觸到桶、牛頓、安培、伏特、馬力、瓦特、焦耳、赫茲等物理單位。
很多時候,我們對書本上學過的單位,對其曆史、定義、來曆并了解,對它們的直觀感受也并不強烈。那個時候,我們隻能死記硬背。如果理解得不夠深刻,還常常會影響到我們的考試成績。
直到今天,我跟着兒子一起學習了《萬物的尺度 看得見的單位》這本單位圖鑒,我才發現,原來在對單位的認識上,我還有如此多的盲區。
比如,英國人把“兩頭牛一天可耕的面積”,稱之為英畝;法國人“把一匹馬的力量”,稱之為馬力。
又比如:
1厘米有多長——成人中指指甲蓋的寬度;
1千克有多重——4個蘋果或者165個一元硬币的重量;
1勒克斯有多亮——1隻螢火蟲發光的亮度;
1摩爾有多少——能組成30座富士山的沙粒的數量……
這本由日本經濟學博士丸山一彥編著的《萬物的尺度 看得見的單位》,采用了大量照片和圖畫,介紹了近80種單位,讓讀者将抽象的單位,迅速與實物産生聯系,使得抽象數據不再晦澀難懂。
本書既可以作為課堂知識的補充,也可以作為趣味的課外延伸讀物,有利于從小培養小朋友的科學頭腦。
一、有趣的單位1.米“米”,是長度的單位。但是“米”的定義,卻又經曆了兩次修訂。
起初,法國人将它确定為地球赤道到北極點的距離的1000萬分之1。後來,又有改成光在真空中1/299792458秒内行進的距離。
而英語單詞acre(英畝),竟然指的是一對牛一天可耕的面積。
在古代英國,耕地時通常使用一對牛來拉一把犁。這一對牛拉着犁,中途不休息,一口氣能耕的距離就叫做furlong(浪)。
一口氣耕了一浪距離後,讓牛休息一下,然後調頭再耕,就這樣來回往複,直到一天結束,這一天所耕的面積就是一英畝。
而英畝,也正是英國人使用的計量單位。通常,一英畝大約等于6畝。
3.馬力馬力,顧名思義,就是形容馬的力量,通常分為英制單位的馬力(hp)和公制單位的馬力(ps)。1公制馬力意味着1s内可以把75kg中的物體提高1m。
關于“馬力”這個單位,因為物理學家詹姆斯·瓦特為了展示蒸汽機相對于馬匹的出色能力,專門用一匹馬的牽引能力作為單位來計算蒸汽機的工作能力,而設定的功率單位。
後來,人們為了紀念他的功績,又使用他的名字——“瓦特”來做功率單位。
這本書關于單位的介紹還有很多,比如硬盤的光線的亮度、風力的大小、電視的尺寸等等我在生活中常見,卻不自知的單位。
衆所周知,牛頓是力學之父,在物理學的很多分支都有很大的成就。他對力學進行了系統的研究,建立了牛頓三定律,奠定了經典力學的基礎。
他還發展了開普勒等人的工作,發現了萬有引力定律。
但他在其他領域同樣有諸多建樹。
比如,在光學方面,他于1666年用三棱鏡分析日光,發現白光是由不同顔色的光構成的,成為光譜分析的基礎,于1675年觀察到牛頓環。關于光的本性,他主張光的微粒說。
在熱學方面,他确定了冷卻定律;
在天文方面,1671年創制了反射望遠鏡,初步考察了行星運動規律,解釋了潮汐現象,說明了歲差現象等。
牛頓還最早提出了發射人造衛星的設想。牛頓在數學上的最大功績是和萊布尼茲同時發明了微積分。後人為紀念他,将力的單位定名為牛頓。
2、帕斯卡(Blaise PASCAL,1623~1662)
帕斯卡在在1653年發現了液體傳遞壓強的規律,指出盛有液體的容器的器壁所受的壓強也跟深度有關,還做了大氣壓随高度變化及虹吸現象等實驗。
此外,還證明了空氣有質量,駁倒了當時流行的“大自然厭惡真空”的錯誤說法。
為了紀念他,人們的名字來命名壓強的單位。
當然,領域更不會忘記帕斯卡的貢獻,1971年面世的PASCAL語言,也是為了紀念這位先驅,使帕斯卡的英名長留在電腦時代裡。
3、開爾文(Lord Kelvin,1824~1907)
開爾文是物理學家,熱力學的主要奠基人之一。他在物理學的各個領域,尤其是熱學、電磁學及工程應用技術方面作出了巨大的貢獻。
1848年創立絕對溫标,即熱力學溫标;
1851年他和克勞修斯各自獨立地發現了熱力學第二定律。
1852年他和焦耳一起發現了焦耳—湯姆遜效應,這一發現成為獲得低溫的主要方法之一,廣泛地應用到低溫技術中。
他制成了靜電計、鏡式電流計、雙臂電橋、虹吸自動記錄電報信号儀等多種精密測量儀器。
人們為了紀念他,把國際單位制中的熱力學溫度的單位定做“開爾文”。
4、攝爾修斯(Anders Celsius,1701~1744)
瑞典天文學家。創立了攝氏溫标,是現在常用的溫度單位。
5、瓦特(James Watt,1736~1819)
瓦特是英國發明家,對當時已出現的原始蒸汽機作了一系列重大的改進,大大提高了蒸汽機的效率和可靠性,使蒸汽機成了一種實用動力,從而引起一場産業革命。
瓦特還取得了其他一些成就:
例如他引入了第一個功率單位:馬力;
他發明了壓容圖,用圖示的形式表明蒸汽壓力如何随汽缸的有效容積而變動,後由于克拉珀龍的工作得以在熱力學、熱機效率研究中廣泛應用;
他還發明了複寫墨水及其他一些儀器。
為了紀念他,功率的單位用瓦特命名。
……
被後人用名字當作單位的科學大人還有很多,這也說明了,這個世界從來不會忘記推動人類智慧發展的科學家。而他們留下的知識寶庫,值得我們一代代的人去探索。
三、常用單位之間的換算關系這本書不僅向我們介紹了各種計量單位,還給出了其中的換算單位:
1.長度1千米(km)=0.621英裡(mile)
1米(m)=3.281英尺(ft)=1.094碼(yd)
1厘米(cm)=0.394英寸(in)
1英裡(mile)=1.609千米(km) =5280英尺(ft)
1英尺(ft)=0.3048米(m) =12英寸(in)
1英寸(in)=2.54厘米(cm)
1碼(yd)=0.9144米(m) =3英尺(ft)
1海裡(n mile)=1.852千米(km)=1.1516英裡(mile)
1平方公裡(km2)=100公頃(ha)=247.1 英畝(acre)=0.386平方英裡(mile2)
1平方米(m2)=10.764平方英尺(ft2) 1公畝(acre)=100平方米(m2)
1公頃(ha)=10000平方米(m2)=2.471英畝(acre)
1平方英裡(mile2)=2.590平方公裡(km2)
1英畝(acre)=0.4047公頃(ha)=40.47*
1平方英尺(ft2)=0.093平方米(m2) 1平方英寸(in2)=6.452平方厘米(cm2)
1平方碼(yd2)=0.8361平方米(m2)
1立方米(m3)=1000升(liter) =35.315立方英尺(ft3)=6.290桶(bbl)
1立方英尺(ft3)=0.0283立方米(m3)=28.317升(l) 1千立方英尺(mcf)=28.317立方米(m3)
4.質量1噸(t)=1000千克(kg)=2205磅(lb)= 1.102短噸(sh.ton)=0.934長噸(long.ton)
1千克(kg)=2.205磅(lb)
1短噸(sh.ton)=0.907噸(t)=2000磅(1b)
1長噸(long.ton)=1.016噸(t)
1磅(lb)=0.454千克(kg)
1盎司(oz)=28.350克(g)
K(開爾文度)=5/9(℉ 459.67) K=℃ 273.15 n℉=[(n-32)*5/9]℃
n℃(攝氏度)=(5/9·n 32)℉ 1℉(華氏度)=5/9℃(溫度差)
此書分多個闆塊來建立立體的知識網絡:單位用來表示什麼量、用什麼符号,名字被作為單位的科學家……
豐富的照片和圖畫将豐富知識點變得具體,而那些有趣的拓展小故事,更能有效吸引小朋友們的學習興趣。連作為成年人的我,也被成功解鎖了諸多知識盲區。
推薦指數:五顆星
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