cm0304十大妖人:火为什么会烫手？ 天为什么是蓝的？

火的出现是化学反应，反应过程放热
天是由于折射，所以蓝

人类对于火的认识
人类究竟何时开始懂得用火，至今众说纷纭，据考古表明，人类约在300年前就懂得用火，火的力量给人类留下极为深刻的印象，而火的利用给了人类的生活带来很大的变化，例如火能用来照明，烤熟食物，烤暖身体，驱走猛兽，保护安全等等。化学也是随着火的利用中发展起来。人类对于火的认识，经历了漫长的历史，由神话到传说，发展至燃素说到后来的燃烧理论。
人类用火约经历了以下几步:
第一，使用天然火。火山爆发、雷电轰击、陨石落地、长期干焊、煤和树木的自燃等等，都可以形成天然火。这种过程反复多次，使人们看到了火的威力和作用，逐步学会了用火，可能是把火种引到洞，内经常放入木柴，形成不易熄灭的火堆供人们使用。
第二，钻木取火。通过钻木摩擦生火，再引燃易燃物，取得火种，点燃火堆。
第三，用火石、火镰、火绒取火。传说是原始的人们，打猎时用石块投掷猎物，因石块相碰冒出火星，欠而久之，学会用石头互相撞击，打出火星，再引燃植物的绒毛取火。后来，这方法经多方改良，形成了火石、火镰、火绒的系统取火工具。
人类由于懂得利用火，因而逐步学会了烧制陶瓷、冶炼金属、制造玻璃等。

燃素说
人们很早就探索火的本质，欧洲的燃素说曾在十八世纪的时期占着统治地位,并内流传了100多年。
在文艺复兴时期意大利科学家达芬奇曾指出：物质燃时，若无新鲜空气补充，燃烧就不能进行，这已十分接近得出“空气助燃”的结论。
1630年，法国医生雷伊发现，锡和铅与空气进行燃烧后，都增加了重量。
真正提出燃素说的是德国化贝竭尔和医生施塔尔。他们都认为，燃烧是由于燃素的作用，因为可燃物都含有燃素，燃烧时，燃素于，出所以公式应如下：
燃烧物－燃素＝灰烬
但是，试验发现，大部分物质燃烧后，重量变轻，而金属则不然，它们燃烧以后，重量反而增加，所以燃素说又有如下的公式：
金属＋火的微粒（燃素）＝灰
这两个公式是互相矛盾的，因此造成了燃素学说的悖论。后来一些理论家们为解决这个悖论，提出了种种说法，其中一种说，燃素有负重量，因此，金属燃烧时，负重量跑了，所以灰的重量增加了。
燃素说虽然有些牵强，但能说明了当时所知道的大多化学现象，并流行了100年。在这段时间所累积的化学知识，使化学供燃素说从炼金术中解放了出来。燃素说把化学的映像当作原形，使真实的化学关系被颠倒了，造成了许多错误。
燃素说还使“素”和“力”的概念变得空洞无物。物质为甚么会燃烧——因为有“燃素”。至于生物为甚么活着呢——因为“生命力”。物质之间为甚么会化合——因为“化学亲合力”。如此等等，看来把问题都回答了，事实上甚么也没有回答。这和神学说“一切都是由上帝安排的”，从本质上没有甚两样，因此实际上还仍是把科学禁锢在神学之中，只不过用臆想出来的东西代替了神的意志。

氧气的发现
十七世纪以后，人类逐步发现了许多气体，懂得了空气的复杂成分，例如：1755年发现了CO2，知道了以下公式：
石灰石－固定空气(CO2)=苛性石灰
苏打－固定空气(CO2)=苛性碱
还有卡文迪许及后来的勒每里等发现了氢；舍勒发现了氮等等。但是给化学带来革命性变化的是氧的发现。
氧的发现应归功于普利斯特列和舍勒。
1733年，普利斯特列出生在英国费尔特赫德附近近的农村，收入微薄，生活清苦。小时，被寄养在姑妈萨拉家中。12岁入学读书,1755年以优异作绩毕业于神学院，并在萨尔菲克教当当了神父。1767年着<<电的历史>>，同年被选为伦敦皇家学会会员。
1774年，开始研究用聚光镜加热各种化学物质。同年8月1日，普利斯特列用聚光镜加热汞 灰(HgO)。他把汞 灰放在玻璃皿中用聚光镜加热，发现放出气体。起初他为这气体是一般的空气，后来好奇心驱使他对这种气体进行认真的研究。
普斯特列在经研究发现，蜡烛在他制得的气体中燃烧，火焰非常明亮。后来，他又把老鼠放在这种气体中，发现，一开始老鼠并无异常，但过了一会，这些老鼠都很活跃。他自己试着吸入这种气体，觉得这种气体使身心特别舒畅。
普利斯特列在解释他所发现的气体时，却犯了错误。因为他是一个燃素说的信奉者，所以认为他所获得的空气是所谓“脱燃素的空气”。是他发现了氧，但他却不承认氧。错误的燃素说，使他从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着一条错误的理论道路前进，使得在真理碰到鼻子尖的时候，还没得到真理。他的蜡烛试验，本应而易举地得氧气助燃的结论，但他却没有做到这一点，而是设法用新的试验成果．为旧理论做注释，错过了现真理的机会。
同时发现氧的另一位科学家是瑞典的舍勒。舍勒早年是一个药店的学徒，1773 年以前他利用业余的时间做了许多实验，较系统地研究过燃烧现象，1775年着成<<论火与空气>>，但一直到1777年才出版。他制取氧的方法主要有两种:其一是加热某些含氧的化合物，如硝酸钾、氯化汞、碳酸银等；其二是用黑锰矿(MnO2)与硫酸反应制取。
舍勒发现了氧气，但对他自己发现的解释犯了和普利斯特列同样的错误，因为他也相信燃素说。他认为是空气中火气成分与燃物中燃素结合的过程，火是火气与燃素结合的化合物。他一味地去给错误的燃素说做批注，从来也不想自己的发现中，引出合乎实际的结论。
真正对燃过程进行理论研究的是法国化学拉瓦锡，他的学说给化学带来了一次革命。

拉瓦锡的燃烧理论
拉瓦锡于1743年8月26日出生在法国巴黎，18岁以优异成绩毕业于马特兰学校。1761年入蓬尔索纳学院读法律，1763年毕业，他虽然学的法律，但对法律不感兴趣，工作时每天在法律事务所打盹，回家以后却自己做化学实验。在拉瓦锡23岁时，撰写了，一篇解决城巿照明问题的论文，受到科学院奖励。
1766年，拉瓦锡放弃了律师工作，专心研究化学，初期是研究石膏的性质，并撰写了两篇论文，1768年被选为科学院助教。
1771年,拉瓦锡经多次实验证明:物质反应前后的总重量不变,这是著名的质量守恒定律。他的主要贡献是证明了空气共不是单一的简单物质,而是由多种气体的混合物。
拉瓦锡实验证明，空气主要是由维持燃烧和不能维持燃烧的两部分组成，他把可维持燃烧的部分称为“活的部分”，他叫“好气”，后来改称为氧气。
拉瓦对空气成分的研究与普利斯特、舍勒都不同。特点是使用天平和密封，严格定量研究。经研究，木炭、铝、汞以及其它金属，在密封的玻璃容器中燃烧以后，不论其灰烬的质量是增加或减少，但总质量保持不变。由此他认为：燃烧只是物质进行化学反应的现象，根本不存在“燃素”，所谓“燃素”只是因为人们对燃烧现象不暸解而臆造出来的东西。
在研究燃烧过程中，拉瓦锡还研究了空气中二氧化碳、氮等其它成分，指出：敝口的实验设备，不能隔绝空气的干扰，必须封闭起来，才能严格定量说明问题。
拉瓦锡经对氧化过程详细研究，提出了氧化燃烧理论，推翻了统治人们头脑100多年的燃素说，给化学带来了一场革命。但是，他的理论起初得不到承认，还有人指责他剽窃盗了普利斯特列的研究成果。1785年，拉瓦锡的燃烧理论得到了著名科学家拉普拉斯的支持，终于得到了承认。

天空为什么是蓝色
我们看到的天空，经常是蔚蓝色的，特别是一场大雨之后，天空更是幽蓝得象一泓秋水，令人心旷神怡，跃跃欲飞。天空为什么是蔚蓝色的呢？

大气本身是无色的。天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景。

阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝了。
天为什么是蓝的，而不是绿的或红的呢?

首先你得明白一个道理：我们周围的事物之所以显现出颜色来，仅仅是因为阳光照射着它们。虽然阳光看上去是白色的，但是所有的颜色：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，在阳光里都存在。

天空里有这么多颜色，为什么我平时看到的只有蓝色呢？你可能会问。

如果你把光线设想为波浪，你就会猜破这个谜了。光其实是像一个波浪那样在运动的。我们来设想一下一滴雨落在一个水洼里的情景。当这滴雨落到水面上时，就会产生小波浪，波浪一起一伏地变成更大的圈，向着四面八方扩展开去。如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍物，它们就会反弹回来，改变了波浪的方向。

而阳光从天空照射下来，一样会连续不断地碰到某些障碍。因为光所必须穿透的空气并不是空的，它由很多很多微小的微粒组成。其中百分之九十九不是氮气便是氧气，其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒，来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一，但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回，自然也就改变了自己的方向。

可是那么多颜色的光改变了方向，为什么只有蓝色被看到呢？你可能还是不明白。

我们还得回到刚才说的那个水洼里。

水洼里，小的波浪遇到小石子的话，水面便被搞得混乱不堪；但如果是一个“巨浪”，像你用手在水洼边掀起的那种“巨浪”，它就有可能干脆从石头上溢过去，并畅通无阻地到达水洼的对面边缘。那么，就像有大波浪和小波浪一样，各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”，也就是波长：不过它们可不像水波的波浪，用肉眼是看不出它们的大小的，因为它们小得难以想像，只是一根头发的一百分之一！得用很灵敏的测量仪表才可以精确地测定出来。

根据科学家的测定，蓝色光和紫色光的波长比较短，相当于“小波浪”；橙色光和红色光的波长比较长，相当于“大波浪”。当遇到空气中的障碍物的时候，蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍，便被“散射”得到处都是，布满整个天空—天空，就是这样被“散射”成了蓝色。

发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利，他是在130年前发现的，他也是诺贝尔奖获得者。

用“散射”现象，你就可以解释下面这些天象了：

比如在你头顶的天空是蓝色的，可是在地平线—天地相接的地方，天空看上去却几乎是白色的。为什么？就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来，需要在空气中走的路程要远得多—而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就这样多次散射出光，所以它显得白中透着淡蓝。建议你做一个小实验来验证一下：拿一杯水，把它放在一个黑暗的背景里，放进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端，并靠近它，手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白，因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射，结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。

太阳落山时的傍晚，天空不显现蓝色而显现红色，正在下落的太阳也变成暗红色，也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒，使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去，仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线—因为它们的波长长、“波浪大”，翻过了路上的障碍。

不过，细心的你会发现，天穹在落日后也还会在一段时间内呈现深蓝色。这也曾经是科学家们关心的一件怪事，不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜：导致黄昏时天空的蓝色，是一种特别的物质。这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面，叫臭氧层。这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用：它截获太阳光中的黄色和橙色的部分，却几乎无阻拦地让蓝色的部分通过。当最后的少许光消失时，所有的颜色才消失在黑暗的夜色中。

臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空，还吞下一种你无法看见的特殊的光线：紫外线的光，或称紫外线。你一定曾经听说过，紫外线对所有的生物（当然也包括对你）有多么危险。如果它在你的裸露的皮肤上照射得太长久，你就会得晒斑。臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线：这对于我们这个星球上的全体生命来说，是极其重要的。

可惜，在今天，这个生命攸关的保护层在许多地方都已经变薄了，在南极上空甚至已经形成了一个大的空洞。而破坏臭氧的凶手就是“氟里昂”—一种人们用来喷洒护发摩丝或用在冰箱和空调上制冷的物质。这是一种对臭氧层特别有害的物质，所以许多国家已经不再使用这种“臭氧杀手”了。

今天我们学到了为什么我们眼中的天空是蓝色的。其实从地球以外望过来也是一样：覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光，陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色，然而上空却总是蓝色的—从宇宙中看来，整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱。从大气层外看见过地球的天文学家报道过这一情况。

所以地球被称做“蓝色星球”是完全正确的。它那独特的蓝色，就是生命的颜色。

感觉回到了幼儿时代....