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1705424290 越过南北极圈线,直到两极,还有两个地带,被称作寒带。在寒带,太阳光线的倾斜度以及白天和黑夜的时间差都比其他地带的要大。在北极圈上,最长的白天有24小时;在南极圈上,最长的夜晚有24小时。从北极圈往北,白天的时间越来越长,而在极点处将有6个月一直都是白天;从南极圈往南,夜晚的时间也会越来越长,而极点处将会有6个月一直都是夜晚。因为在两极有半年时间太阳光线都不会被挡住,而另外半年时间,则完全接受不到太阳的照射,所以在两极,有半年是白天,半年是黑夜。在那些白天很长的时期,太阳不会落下去,半夜跟中午一样也可以看到太阳。有些地方,这样的日子会有好几天,有些可能会长达几周,甚至会持续好几个月。即使太阳光线不是那么的强,其长期下来也是让人受不了的。航海家们已经发现:受到太阳的持续照射,有些隐蔽海湾的船上的焦油已经融化消散了。
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1705424292 但是,当冬天来临时,就变成一天24小时都是黑夜,而且连续6个月都是这样的,天气异常寒冷。在这样严峻的天气下度过冬天的少数探险家告诉我们:体温计里的水银都被冻结了。也就是说那里的温度至少在零下40摄氏度。据说,葡萄酒、啤酒等放在木桶里的发酵酒都变成了冰块;杯子中的水一泼出去就会变成冰块落下来;从鼻子呼出来的气,会结成针形的霜;还有如果拿金属块时,稍微不注意也很容易伤到皮肤。除了上面所讲的,海也会结成冰,干燥的大地,一眼望去,到处都是雪,到处都是冰。
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1705424294 连续几个星期,太阳都不会出现在地平线上,只有黑夜,没有白天,中午和夜晚都是一样的暗。不过当天放晴时,也不完全是黑的,因为还有星星和月亮,在白雪的反射下,发出了足可以照明的光。此外,北极的天空在绚烂的北极光的影响下,还时不时发出光芒。北极光是指光与天顶发生碰撞产生的一种电学现象,就像大烟花一样。在狗拉着的雪橇的帮助下,这些荒凉地区的人类去捕捉那些长着白色厚皮毛的动物,这在当地是很重要的商业活动。
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1705424296 在这种恶劣气候下生活的人类大部分的时间都用来打猎和捕鱼。打猎是为了解决温暖问题,捕鱼是为了填饱肚子。半腐烂的干鱼,有臭味的鲸油,这些在我们看来很恶心的东西,却是他们的三餐。通过捕鱼,还可以获得生火的燃料,比如鱼骨和鲸脂片。事实上,几乎没有树木可以在这里生存,不管有多么坚固,都难以抵挡如此恶劣的冬天。在很北的拉普兰,只有矮小的灌木丛和大麦这样坚强的农作物可以生存。在拉普兰以北,连灌木丛也没有,只有在隐蔽的岩石缝里能看到稀疏的杂草在快速成长,播撒种子。更北的地方,夏天也很少能看到一整片融化掉的雪,整片土地几乎都被冰覆盖,根本不可能有植物生存。
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1705424301 大地记 [:1705423865]
1705424302 大地记 第六章 地球的两极是扁平的
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1705424304 把一根绳子牢牢地拴在装有半杯水的杯子上,然后按照图12那样,绕着圆圈甩起来。在这种情况下,杯子有时候是倒着的,有时候是斜着的,但是只要转得足够快,不管它转到什么位置,杯子里的水都不会洒出来,水就好像受到什么压力一样,压着杯底。但是,如果杯子脱离了原来的轨道,稍微停留在某个倒立或倾斜的位置,那么很显然,水肯定会洒出来。因此可以说,是快速的旋转运动使得杯子里的水一直压着杯底,不会洒出来。
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1705424309 图12
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1705424311 用一根绳子系着一块石头,然后也让它快速旋转,当速度越来越快时,你有感觉绳子越来越紧绷吗?在确保旁边没有人的情况下,让它旋转得更快一点。当加到一定速度时,你会听到砰的一声,绳子断了,石头也飞出去了。在快速旋转的过程中,石头用力拉着绳子,试图脱离你的手所划的圈,就是这个拉力拉伸了绳子。当拉力足够大时,就会超越绳子的极限,最后绳子就断了。同样,任何绕着某个中心做圆周运动的物体都会受到推力的作用,迫使它脱离它的运动轨迹。这个推力就叫做离心力,会随着物体运动速度的增加而增加。正是这个离心力压住了杯子里的水,所以当杯子转到倾斜或倒着的位置时,水不会洒出来。同样,也是离心力把系在绳子上的石头往外推,最后,当速度太快时,绳子受到的力太大,所以就断了。
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1705424313 离心力会使绕自身转轴转动的球体发生变形:假如球体很软,那么它就可能承受不住外来的压力,球体就会在赤道处膨胀,自然而然地,两极就会变平。我们可以用实验来证明这个结论,但是要找到一个柔软度适合的球体着实很难,不过这个问题是可以克服的,现在我来解释给你们听。把油倒入水中,油会漂在水面上,而倒入酒精中,就会沉下去。这是因为油比水轻,比酒精重。不过如果把水和酒精按照一定的比例混合,那么油就会悬浮在这种混合液体的中间,而如果油的数量够多,它就会变成跟苹果一样大小的完美球体。如图13所示。
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1705424318 图13
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1705424320 周围的液体产生了一股向上的力支撑着这油滴,这让我们想起地球也是像这样悬浮在太空中的。现在让我们假设从这油滴中心穿一根长长的有发条装置的指针,然后让油滴绕着假想出来的指针快速旋转。轻微触碰产生的摩擦力使得油滴转动起来,直到油滴和指针的运动完全重合。这时我们会发现,指针刺穿的两个地方,也就是油滴的两端(两极)开始有点变平,而中间的地方(赤道)开始膨胀起来。如图14所示。另外,速度越快,两极和赤道的变形就越厉害。假如是一种非常坚固的物质,那么就不会出现这样的情况,因为物体太硬完全可以承受离心力,除非这个离心力大到超出我们的想象。
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1705424325 图14
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1705424327 绕着自身的轴转动的液体球体为什么会变形,这个很容易解释。赤道附近的地方转得最快,是因为它们的运动轨迹最长,而在两极附近的运动轨迹最短,所以就转得最慢。因此,赤道的离心力最强,而两极的是最弱的。由于受到离心力的作用,赤道部分被迫产生更大的转圈,所以它的运动轨迹就会向外延伸,自然而然就会产生一部分空隙,而这些空隙只有靠它附近的物质去填补,所以,受离心力影响最弱的两极就会向里凹陷。
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1705424329 确实,地球并不是像油滴一样全部由液体组成的。地球表面的3/4是被海洋覆盖的,所以刚刚所讲的离心力对地球的海洋部分是适用的。所以,我们能够理解液体这部分,由于地球的自转,海洋失去了原来的形状,两极变平,赤道膨胀,然后在离心力的作用下,保持在一定的位置。
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1705424331 不仅是海洋部分会有这样的变化,经过精确的计算,地球表面的固体部分——土地、陆地,也会产生这样的变形。也就是说,整个地球就是中间膨胀、两极扁平的球体。就好像在很久以前,地球就是全部由液体组成的,由于长期受到离心力的作用,才发生扭曲,形成了现在的形状。
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1705424333 让我们来看一下,这个显著的事实是怎样被证明的。地球的引力能够使物体掉落,力的大小因物体离地心的距离的不同而不同。离地心越远的地方,地球引力就越小;离地心越近的地方,地球引力就越大。牛顿因为发现这个定律而闻名于世。地球表面的物体与地心的距离就是地球的半径,地球表面的物体做自由落体时,第一秒走过的距离就是4.9米。如果物体是从地球半径2倍的地方落下来,速度就是地球表面物体下落速度的1/4,也就是说物体在第一秒走的距离只有1/4乘以4.9米,即1.225米。如果把它放在离地心距离3倍、4倍、5倍高的地方,那么物体在第一秒所走的路程就只有4.9米的1/9、1/16、1/25。这就是由牛顿发现的引力定律,简单描述就是:引力与距离的平方成反比。
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1705424335 因此,从平原上落下来的石头的速度会比从高山落下来的快,因为平原比高山更接近地心。这是可以用实验来证明的,不过会有点难处理,因为相对地球半径来说,平原与高山之间的距离差是可以忽略不计的。我们用另一种方式来证明。
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1705424337 如图15,我们把铅球系在绳子上。假如把绳子的另外一端固定在某个地方,如图中的A点,那么球在运动一段时间后就会停下来,最后绳子的方向就是垂直的,绳子的方向用直线AB来表示。现在把球放在C点的位置,然后松开手。这时,如果球没用绳子绑住,它就会垂直下落,不过现在因为有绳子,它不会垂直下落,而是会因为悬挂点方向的引力作用沿着以悬挂点为中心的弧线CD运动。球会落到B点,走弧线CD,最后到达D点。到了D点之后,它又开始下滑到B点,然后再上升到C点或接近于C点的位置,到最后又向D点运动。这个球会一直这样来回运动一段时间,直到受到空气阻力的阻碍。如果A点的位置选得很准确,这个球是不会停下来的。
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