成语水滴石穿思维导图(趣谈成语学科学)

东汉末年,那个小学课本里因让梨而出名的孔融,为一个江东好友盛孝章,特意写信给曹操,举荐盛孝章。说他很有才华,却未能得到江东霸主孙权的赏识。

这就是孔融给后世留下的那篇《论盛孝章书》,其中有几句是这样写道的:"……珠玉无胫而自至者,以人好之也,况贤者之有足乎?"译成今天文字,意思就是:如果你要实现自己的政治抱负,就必须广招贤才。珠玉之所以没脚会来到人们的手中,这是因为人们喜爱它,而贤才是有脚的,你只要尊重他们,他们都会过来投奔你……。孔融的建议最终为曹操所采纳,从此,曹操手下便聚集了好多有才干的人。"不胫而走"这一成语正是由此而来。原本指的是比喻贤才投奔慕贤者。今多被人用来比喻事情用不着张扬,便会迅速传播开来。但是,在高科技发展下的今天,却被我们赋予了一个崭新的意思。

脚作为陆地动物中用于支撑身体,自由行走的构成部分,纵横在这片生它养它的大地上,连人类也不例外。倒是人类能做到举一反三,演化出无数的生产运输工具,代替了脚的功能,形成各种万变不离其宗的交通工具,借助力的反作用,推动着社会生产力的飞跃发展。

磁悬浮列车工作原理

今天,天上飞的,水里游的,以及那些地上跑的各类交通工具,都在日新月异中发生着巨大的变化,一种在陆地上没有腿也能跑的交通工具更使得我们耳目一新,它就是刚刚走进我们生活中的磁悬浮列车。现在虽不敢说它的未来能否独占鳌头?但至少可以相信,在不久的将来,必定会与现在盛行的高速轮轨列车并驾齐驱。

磁悬浮列车就是利用电磁体"同性磁极相互排斥,异性磁极相互吸引"的原理,借助磁场形成一种抗拒地心吸引力的能力,将车身微微抬高,悬浮到距离轨道表面仅10毫米的位置上,同时凭借电磁的排斥力量产生一种推动力,在没有摩擦力的条件下腾空行驶,创造出一种接近于"零高度" 的空间飞行奇迹。

正是由于磁铁具有同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引两种形式,故磁悬浮列车技术也就被工程师设计成了两种相互对应的方式:一种是利用磁铁的同性磁极相互排斥的原理而设计的电磁运行系统---磁悬浮列车,它利用了车上电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相互排斥力量,使车体得以悬空升高,达到悬浮于轨道上行驶的铁路运行系统。

另一种则是利用磁铁异性磁极相互吸引的原理,所设计的磁悬浮列车在车身底部,以及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在T形导轨的上方和伸臂部分的下方,分别设有反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使得电磁铁和导轨之间产生了10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的吸引力与车辆重力之间达到平衡,从而使车体悬浮在车道的导轨面上运行。

成语水滴石穿思维导图(趣谈成语学科学)(1)

磁悬浮列车工作原理(来自网络)

磁悬浮列车之所以能悬浮在轨道上高速运行,和电动机有着完全相同的工作原理。只不过它是把电动机的"转子"布置到列车上,将电动机上圆箍形的"定子"摊开拉平铺设到轨道上。通过"转子","定子"之间的相互作用,将电能转化成前进的动力。因为,我们知道电动机"定子"通电时,电磁感应可以推动"转子"发生转动。当向轨道上的这个""输电时,通过电磁感应的作用,列车就会像电动机的"转子"一样,被推动着做直线运动。

简单地讲,就是位于轨道两侧线圈中流动的交流电,能使线圈形成一个电磁体。当它与列车上电磁体之间产生相互作用,使列车得以开动。而列车的前进,则是由列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上电磁体(S极)所吸引,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,线圈里流动的电流流向就反转过来。其结果就是原先那个S极线圈,变成了N极线圈,这样,列车通过电磁N、S极的不断转换,从而持续向前奔驰。

磁悬浮列车一启动,39秒内就能达到最高时速,由于机身是抱裹在T型的轨道上,同时二者之间又始终保持有一定的间隙(约为10mm),不存在摩擦现象,由此带来了运行安全、平稳舒适、更不会产生噪声,而且可以实现全自动化运行。

如今,上海磁悬浮列车专线作为中德两国合作开发的磁悬浮线路,是世界上第一条可提供商业运营的磁悬浮专线。它是利用"异性相吸"原理设计的"常导磁吸型"磁悬浮列车。借助安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁,和铺设在轨道上的电磁铁。通过吸力悬浮系统来达到运行的目的。

成语水滴石穿思维导图(趣谈成语学科学)(2)

中国最新时速600公里高速磁悬浮列车样车(新闻图片)

最新来自青岛的报道远超350公里时速的600公里时速高速磁悬浮列车样车已于2019年5月成功下线,意味着一个真正的高速磁悬浮列车时代即将来临。

未来的磁悬浮列车

面对今天咄咄逼人的高速轮轨列车,科学家和工程师们更萌动出一个革命性的技术设想,让磁悬浮技术另辟蹊径,在一个带有一定真空度的管道中运行,进一步提高磁悬浮高速运输效能的创新思维。

目前,这种设想为每小时能达到或甚至超过1000公里时速的磁悬浮真空管道系统,已经在包括我国在内的若干国家,进入了先期研究试验阶段,专家们普遍认为,从速度上来讲,对于未来,上面的速度只是一个相对保守的对外口径,实际上所有研究者,一开始就把这一运输方式的常规运行速度,定位在每小时4000公里,经过技术上的若干发展改进,每小时达到6500公里将会是一个中期目标。真空管道中磁悬浮列车的理论极限速度,有人甚至作出大胆的推测,将有可能会接近于7.9千米/秒的第一宇宙速度。

在今天看来,实现这种磁悬浮真空管道技术的意义,有点类似于当年蒸汽机取代马力,将来一旦实现,就会带来划时代的变革。那时,民航、铁路运输将会被大面积取代,人类也将进入一个更为清洁、更加高效的旅行时代。

既然科学能带给人们这般的神奇,那么就让我们的睿智大脑,搭乘驶向未来的磁悬浮高速列车,天空任鸟飞,海阔凭鱼跃!

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