魔修重生:人体与物理

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/02 23:53:21
 人体不只是生命科学的研究对象,也是物理科学的研究对象。我们人体就是一台充分运用物理知识装备起来的机器,它的许多部位或器官都是物理知识运用的体现。

    1、呼吸

    人的呼吸系统不仅与大气密切相关,它还利用了物理学中气体压强与体积的关系。

    当吸气中枢兴奋时,通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩,胸腔容积扩大,肺气泡也跟着扩大,使其中的气压下降,并低于外部大气压,于是外界空气在大气压的作用下,从鼻孔和嘴流进肺部,进入肺气泡。呼气的情况正好相反,由于胸腔容积缩小,肺内空气收缩,内部压强大于外部,气体便从肺里呼出来。

    2、眼睛

    眼睛是人们观察世界的窗口,它是利用物理学中凸透镜成像原理来看清远近不同物体的。

    眼睛是由角膜、晶状体冰样液、玻璃体及视网膜构成的。它们的共同作用相当于一个凸透镜。从物体射进眼里的光线经过眼睛这个凸透镜折射后,在视网膜上形成倒立缩小的实像,刺激分布在视网膜上的感光细胞,通过视神经传给大脑,于是我们就看见了物体。眼睛不仅能看见近处的物体,而且还能看清远处的物体,当物距改变时,它能靠改变晶状体表面的弯曲程度来改变眼睛这个凸透镜的焦距,因此,眼睛实际上是一种精巧的变焦系统。当然,眼睛这种调节焦距的功能是有限的。

    近视眼或远视眼就不能仅靠自身的调节,而必须配以合适的凹透镜或凸透镜来帮助调节,从而达到看清周围物体的目的。

    3、牙齿

    牙齿是用来咬嚼食物的,人的牙齿主要由门牙、犬牙、臼牙组成,它们的物理分工十分明确。

(1)门牙:共有四对,它长得扁扁的,宽宽的,像一把刀,专门用来咬断食物的,门牙的横截面外表很窄,好像刀口,用相同的力,能产生较大的压强,容易切断食物。

(2)犬牙:嘴角两边各有一对,像钩了一样,也能产生很大的压强,它的功能主要是撕碎食物。

(3)臼牙:它长得特别粗壮,圆圆的,上面还有些凹凹沟沟,完全像磨豆浆用的磨了一样靠压强和碾磨把食物嚼碎磨细。无论是完整的还是撕碎的食物,最后都要经臼牙加工吞入食道。

4、声带

声带是人体发声的重要器官,如果没有声带,人们将无法说话。

声音是由于物体振动而产生的。当我们说话时,声带在振动,这种振动通过空气这种介质传播出去形成声波。

5、耳朵

耳朵是接收声音的重要器官,它主要由耳廓、耳道、鼓膜、听觉神经组成。物体振动产生的声音在气体、液体、固体中以声波的形式传播,这种声波首先由喇叭状的耳廓收集进来,然后通过耳道传到鼓膜,使鼓膜振动,再通过听觉神经传到大脑,这样我们就听见了声音。 

6、皮肤

皮肤是人体的第一道防线。它由表皮、真皮和皮下脂肪层三部分组成。

皮下脂肪层就好像是人体表面覆盖的一层棉被似的软垫,具有很好的弹性。当人体受到碰撞时,有缓冲作用,可以防止内脏和骨骼受到外界的直接侵害。

皮肤最突出的物理作用是散热和保温。当外界温度升高时,皮肤的血管就扩张、充血,血液就带着体热通过皮肤向空气散热,同时汗腺也大量分泌汗液,通过汗液的蒸发带走体内多余的热量。当外界寒冷时,皮肤的血管就收缩,血量减少,皮肤温度降低,散热放慢,有助于体温保持恒定。

7、指纹

不同的人指纹不同,因此通过指纹可以鉴别是何人。但指纹最突出的物理作用是增大我们手拿物体时的摩擦力。摩擦力的大小不仅与压力的大小有关,而且还与接触面的粗糙程度有关。如果我们手上没有指纹而要去拿表面很光滑的物体,那就很不容易拿起,还要采取其他方法,如在手与物体之间垫一层布以增大摩擦力,这样才便于拿起物体。

8、关节

关节是人体骨骼的重要连接方式和精密的连接结构,它是骨骼这一杠杆运动的巧妙支点。各块骨连接处的骨面(关节面)十分光滑,表面覆盖着透明软骨构成的关节软骨,以增强光滑度,减少摩擦。

9、手臂

人体的手臂在松弛的情况下是微弯向前的。我们可以收紧前面的肌肉,使手臂弯向前,也可以收紧后面的肌肉,使手臂仲直,人体的前臂实质是一个杠杆,肘关节就是这个杠杆的支点。

当我们弯起前臂时,前面的肪二头肌会收紧,使前臂曲起来,后面的肪三头肌也会同时放松。

除以上几点外,人体内血压和心跳速率的关系,结构巧妙的换气站——肺和肺泡等器官,无处不体现着物理知识的运用。