一件建筑和高級工程學的杰作

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

蛋殼對于壓力的承受力是驚人的。人人皆知的是,在中國雜技佳作中,不僅有人踩雞蛋的節(jié)目,更有提起兩桶水踩蛋的精彩表演。這是巧妙地利用蛋殼承受壓力能力的一個極好的例子。蛋不僅是整個生物界最大的單體細胞,以現(xiàn)代技術(shù)和工程知識系統(tǒng)的眼光來看,它還是一個集工程學、建筑學、防衛(wèi)戰(zhàn)略、保存能量和使空間利用達到最佳化與將其最完美結(jié)合于一身的大自然的絕妙之作。應(yīng)該說,樸實無華的一枚蛋綜合了人類只是在其文明進程的后來階段才認識并加以應(yīng)用的概念。蛋利用了拱頂?shù)脑恚捎谒枰淖饔貌煌,蛋殼對于拉力和壓力有著不同的承受力。蛋殼雖然是絕緣材料,但又能讓空氣和濕氣透過。在僅僅數(shù)厘米大的微小空間內(nèi)囊括了多項先進的技術(shù)。

我們的觀察首先從雞蛋,特別是從蛋殼開始。蛋殼是由94%的碳酸鈣(以方解石晶體的形式)、1%的碳酸鎂、1%的磷酸鈣和4%的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。方解石晶體基本上是隨意排列的,因此在晶體之間形成了許許多多的小孔,這些蛋孔可以讓空氣和濕氣能通過,而空氣和濕度對于雛雞,當然還有細菌(比如沙門氏菌)的生存來說是必不可少的。

方解石晶體的排列賦予了蛋殼與其作用相稱的一個完美的結(jié)構(gòu),也就是它能夠抗較大的壓力,但對于拉力來說相對較弱。這樣,如果通過兩介凸出的頂端,對蛋殼施加太力,那么雞蛋抗壓力就顯得很強,這也是由它們的拱狀結(jié)構(gòu)的力學特性決定的,拱形結(jié)構(gòu)使圓屋頂和拱形物能夠承受巨大的重量。在這種狀態(tài)下,壓力沿拱狀結(jié)構(gòu)(也就是沿蛋壁)分布,而不會使結(jié)構(gòu)斷裂。而蛋殼又必須是易碎的,這樣雛雞只用微弱的力就能破殼而出。雛雞用嘴向外用力,從蛋殼內(nèi)部看呈凹形的頂部很容易碎裂,因為它的抗拉力很弱。

一個絕妙的以氣室(類似一種安全氣囊)和卵帶(兩根纏繞在一起的筋把蛋黃固定。榛A(chǔ)的彈性──氣動系統(tǒng)可確保蛋黃位于蛋的中心位置。

盡善盡美包含在一枚簡簡單單的蛋中:

圖中顯示的是,在大約20天的孵化期中,一只雞的胚胎發(fā)育過程的幾個階段。

病毒的溫床:

現(xiàn)在使用的許多疫苗,比如抗流行性感冒的疫苗,就是在蛋中培育的,因為病毒需要細胞物質(zhì)來進行復制。

1、鴕鳥蛋 2、野鵝蛋 3、火雞蛋 4、孔雀蛋 5、綠頭鴨蛋 6、雞蛋 7、珍珠雞蛋 8、紅嘴海鷗蛋 9、鳳頭麥雞蛋 10、雉蛋 11、白山鶉蛋 12、野鴿蛋 13、鵪鶉蛋


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