人体与物理,本文主要内容关键词为:物理论文,人体论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
你知道吗?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 眼睛 眼睛是人们观察世界的窗口.它是由在眼球前部凸出的坚韧的透明角膜、含有纤维胶质的透明囊状的晶状体、无色透明的水样液、视网膜及无色透明的胶状的玻璃体构成的.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一个凸透镜折射后,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程度有限的.近视眼就不能仅靠自身的调节,而必须配以合适的凹透镜和凸透镜来帮助调节,从而达到看清周围物体的目的.
2 牙齿 人的牙齿早在母胎的第二个月就开始在胎儿的牙龈生长,在婴儿出生后的七个月左右,开始有牙齿萌出,直到二周岁左右,二十只乳牙全部萌出.然而,就从母胎的第二个月开始,人的牙齿就有了细微的、明确的物理分工:(1)门牙又叫切牙,共有四对,它长得扁扁的,宽宽的,像一把菜刀,是专门用来断食物的.门牙的横截面外表很窄,好像菜刀口,用相同的力,能产生较大的压强,容易切断食物.(2)尖牙又叫犬牙,嘴角两边各有一对,像钩子一样,也能产生很大的压强,它的功能主要是撕碎食物.(3)磨牙又叫盘牙或臼齿.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子一样靠压强和摩擦把食物嚼碎磨细.因此,无论是完整的还是撕碎的食物,最后都要经磨牙加工吞入食道.
3 耳朵 人耳是由中耳和内耳三个部分组成.外耳是由耳廓和外耳道组成.声音是由物体的振动而产生的一种声波,这种声波首先由喇叭状的耳廓收集进来.(有些动物的耳廓可以向各个方向转动,更有利于声波的收集,但人类耳廓上的肌肉已经退化了,所以不能活动.)
中耳包括鼓膜,鼓室和听小骨.鼓膜在外耳道的末端,是一片椭圆形的薄膜,厚仅0.1mm,当外耳的声波通过空气的振动传入时,使鼓膜振动,把声波转变成多种振动的“密码”,传向后面的鼓室.鼓室是一个能使声音变得柔和而动听的小腔,腔内有3块听小骨.听小骨能把鼓膜的振动传给内耳,传导过程还像放大器一样,把声音信号放大十倍,所以即使很轻微的声音人们也能听到.内耳是听觉神经最末梢的部分,中耳传来的声波,刺激听神经的末梢,使之兴奋,经过听神经传至大脑后,就能分辨出各种各样的声音.
4 皮肤 皮肤这个最大的器官是人体的第一道防线.表面积一般大约在1.4~1.6m[2]之间,其重量约占体重的6%左右.
皮肤由表皮、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,可以防止内脏和骨胳又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作用.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发散,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.
5 关节 关节是人体骨胳的重要连接方式和精密的连接结构,它是骨胳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切软骨,以增强光洁度,减少摩擦.据说,两块关节软骨间的摩擦系数比滑冰时冰刀和冰的摩擦系数还小.
当然,不同部位的关节,功能不同,关节的结构也不完全相同,如肘关节是向内运动的,利于提拉重物,膝关节只能向后屈而不能前翻,同时使腿后蹬有力.
除以上器官外,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.