托福听力考试背景知识综合辅导2.docx
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托福听力考试背景知识综合辅导2
托福听力考试背景知识综合辅导(三十四)
第一次世界大战中AIRSHIP的背景知识
BythestartoftheGreatWartheairshiphadbeendevelopedintotwomaintypes-rigidandnon-rigid(technically,thelatterismoreaccuratelydescribedaspressure-rigid).Cylindricalincross-section,bothweregivenbuoyancybygasandmotionbyengine-drivenpropellersandwerecontrolledbyverticalruddersandhorizontalelevators.
Intherigidtype,asolidframework,whichmightbelikenedtoaskeleton,supportsanexternalcoveringoffabriccalledtheenvelope(averyfewexperimentaltypeshadametalliccovering).Withintheframeworkarecontainedbagsofgascalledballoonets.Inthenon-rigid,theenvelope''sshapeismaintainedbythepressureofthegasthatfillsit;thereisnoframework.Therigid''scontrolcarandenginesaresuspendedfromtheframework;inthenon-rigidtheyareattacheddirectlytoorsuspendeddirectlyfromtheenvelope.(Insomelaterrigidstheenginesweremountedinternally,drivingthepropellersbytransmissionbelts.)
Therewasanintermediatetype,nowlongvanished,calledthesemi-rigid.Ithadapressure-rigidenvelopebutasolidkeel.
Therigidairship,employedsoextensivelybyGermanyduringtheGreatWar,wasperfectedsoonaftertheturnofthecenturybyaformerWurttenbergarmycavalryofficer,FerdinandAdolfAugustHeinrichGrafvonZeppelin,whohadbeeninspiredbyaballoonascenthehadmadeintheUnitedStateson19-Aug-1863.2Hiscraftwere,naturally,knownasZeppelins."Zeppelin"isaproprietary,ortrade,name(suchasKodak,FerrisWheelandAutogiro),andisappliedproperlyonlytocraftconstructedbyLuftshiffbauZeppelinG.m.b.H.orfirmslicensedtouseitspatents.ItshouldthusbespelledwithacapitalZ;modernwriterswhospellitinlowercasearemistakenintheirapparentbeliefthatitisgeneric.3
IthasbecomecustomarytorefertoallGermanrigidairshipsoftheGreatWarasZeppelins,butinfactnotallwere.Somewereconstructedbyarivalfirm,LuftschiffbauSchutte-LanzG.m.b.H.,whichemployedaframeworkoflaminatedplywoodinsteadofthealuminumalloyusedinZeppelins.4
ThevastamountofliteraturedevotedtoGermanairshipscaneasily,andhas,ledtothebeliefthatthesewerethedominantLTAcraftoftheGreatWar.Actually,theBritishnavywasthegreatestexponentoftheairship,receivingmorethan200non-rigidsduring1915-1918foranti-submarinepatrolling.Thistypewasalsoused,althoughinfarfewernumbers,bytheU.S.NavyandtheFrenchandItalianarmiesandnavies.TheGermanarmyandnavyalsohadahandful.
Therigidairshipnolongerexists;nonehasbeenbuiltsincethe1930s.5ThedemiseisusuallyblamedontheHindenburgdisaster6althoughthathadbeenprecededbythelossofanumberofAmerican,British,FrenchandItalianrigids.Allairshipsflyingtodayarenon-rigidtypes,popularlyknownasblimps.
飞艇按其结构可分为软式、半硬式、硬式。
(1)软式飞艇艇体由主气囊和前后副气囊组成。
气囊不仅要求密封,还要有相当强度能承受一定的压强。
气囊上装有安全活门,压强超过规定值时能自动放气保证气囊不被胀破。
主气囊内充浮升气体,副气囊内充空气。
副气囊的作用是在不排放主气囊内气体的条件下,保持主气囊内外压强差为定值。
当飞艇爬高,外界大气压强降低时,副气囊放气使主气囊增大容积,从而保持主气囊原来的内外压强差。
当外界大气压强增大时,向副气囊内充气使它膨胀,从而压缩主气囊的容积,使主气囊的压强仍能保持略高于外界大气压强。
设置前后副气囊还可调节浮力中心的位置。
仅向后副气囊充气时,重心后移,飞艇产生抬头力矩;反之,产生低头力矩。
(2)半硬式飞艇气囊构造与软式飞艇相似,但在气囊下部增加刚性的龙骨架,组成半硬式飞艇的艇体。
(3)硬式飞艇艇体由刚性骨架外罩蒙布或薄铝皮构成整个艇体不密封,主要起维持流线型和连接各部分的作用。
艇体内部由隔框分割成许多小气室,每个小气室内放有密封的小气囊,内充比空气轻的气体。
在地面时,小气囊没有完全胀满气室。
随着飞行高度增加,外界大气压强降低,囊内气体随之膨胀,在达到规定高度时,气囊恰好胀满气室。
众多小气囊可提高飞艇的抗损性和安全性。
部分小气囊受损,整个飞艇的浮力不会完全丧失。
第一艘飞艇是法国的H·吉法尔于1852年制成的。
1900年德国的齐柏林公司开始制造大型硬式飞艇,在第一次世界大战期间,曾多次用飞艇进行远程轰炸
托福听力考试背景知识综合辅导(三十五)
雪花
对于一片六角形雪片来说,由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面),各面上的饱和水汽压力也不同,因此产生了相互间的水汽密度梯度,使水汽发生定向转移。
水汽转移的方向是凸面→平面→凹面,也就是从曲率大的表面,移向曲率小的表面。
六角形雪片六个棱角上的曲率最大,边棱部分的平面次之,中央部分曲率最小。
这样,就使六角形雪片一直处在定向的水汽迁移过程中。
由于棱角上水汽向边棱及中央输送,棱角附近的水汽饱和程度下降,因而产生升华现象。
中央部分由于获得源源不断的水汽而达到冰面饱和,产生凝华作用。
这种凝华结晶的过程不断进行,六角形雪片逐渐演变成为六棱柱状雪晶。
这是假定外部不输送水汽的理想状况。
事实上,事物与周围环境保持着密切的联系,空气里总是或多或少存在着水汽的。
如果周围空气输人水汽较少,少到不够雪片的棱角向中央输送水汽的数量,那么雪片向柱状雪晶的发展过程继续进行。
在温度很低水汽很少的高纬和极地地区,便因为这个原因经常降落柱状雪晶。
空气里水汽饱和程度较高的时候,出现另外一种情况。
这时周围空气不断地向雪片输送水汽,使雪片快速地发生凝华作用。
凝华降低了雪片周围空气层中的水汽密度,反过来又促进外层水汽向内部输送。
这样,雪片便很快地生长起来。
当水汽快速向雪片输送的时候,六个顶角首当其冲,水汽密度梯度最大。
来不及向雪片内部输送的水汽,便在顶角上凝华结晶;这时,顶角上会出现一些突出物和枝杈。
这些枝叉增长到一定程度,又会分叉。
次级分叉与母枝均保持60的角度,这样,就形成了一朵六角星形的雪花。
在高山或极地的晴朗天气里,还可见到一种冰针,象宝石一样闪烁着瑰丽的光彩,人们把它叫做钻石尘。
冰针的生长有二种情况:
一种是在严寒下(-30℃以下)湿度很小时水汽自发结晶的结果,另一种是在温度较高(-5℃左右)湿度较大时沿着雪片某一条辅轴所在的顶角特别迅速生长的产物,是雪花的畸形发展
托福听力考试背景知识综合辅导(三十六)
KEYSTONESPECIES
Akeystoneisthestoneatthetopofanarchthatsupportstheotherstonesandkeepsthewholearchfromfalling.Akeystonespeciesisaspeciesonwhichthepersistenceofalargenumberofotherspeciesintheecosystemdepends.
Ifakeystonespeciesisextirpatedfromasystem,thespeciesitsupportedalsowilldisappear,aswilltheotherdependentspecies.Keystonespeciesmaybetopcarnivoresthatkeeppreyincheck,largeherbivoresthatshapethehabitatinwhichotherspecieslive,importantplantsthatsupportparticularinsectspeciesthatarepreyforbirds,batsthatdispersetheseedsofplants,andmanyothertypesoforganisms.
Anexampleofakeystonepredatoristheseaotter,whichisakeystoneinthekelpforestecosystem.Kelpforestsaremarineforestsofseaweedthatprovidefoodandshelterforlargenumbersofspeciesoffishandshellfish.Theyalsoprotectcoastlinesfromdamagingwaveaction.Seaotterspreyonseaurchinsandkeeptheirnumbersincheck.
Iftheseaottersareextirpated,largenumbersofseaurchinsfeedheavilyonthekelpforests,causingseveredeclinesinthekelpforestsandtheirassociatedspecies.Whereverottershavebeenreintroduced,kelpcommunitieshavereturned.Ironically,manyfishersresentseaottersbecausetheyviewthemascompetitorsforvaluablecommercialfishandshellfish,suchasabalone.Theydonotrealizethatwithouttheotters,theabalonewouldnothavekelpforesthabitat.
Protectingkeystonespeciesisapriorityforconservationists.Unfortunately,thekeystonefunctionsofaspeciesmaynotbeknownuntilithasbeenextirpatedandtheecosystemchanges.Keystonespeciesmayoccuratanyleveloftheecosystem,fromplantsandherbivores(planteaters),tocarnivores(meateaters),anddetritivores(wasteeaters).Whereakeystonespecieshasbeenidentified,effortstoprotectitalsowillhelpprotecttheotherspeciesindelicatelybalancedecosystems.
托福听力考试背景知识综合辅导(三十七)
Sunwind
从日冕不断发射出的稳定的粒子流。
日冕具有极高的温度,作用于日冕气体上的引力不能平衡压力差,因此日冕中很难维持流体静力平衡,日冕不可能处于稳定静止状态,而是稳定地向外膨胀,热电离气体粒子连续地从太阳向外流出,就形成了太阳风。
近年来的观测表明,存在于日冕中的冕洞同地球附近的太阳风有很好的相关性,而长寿命的冕洞[M区]更是太阳风的风源。
开始人们是从慧尾总是背向太阳这种天象中猜测到太阳风的存在,近年来利用卫星观测近地空间,终于证实了太阳风的存在。
太阳风的理论模型,是按稳定态球对称的日冕向外扩张的物质流处理的,这种理论模型必然导致无结构的太阳风。
但实际上太阳风中很少存在这种状态,几乎所有观测到的参量都有一种无规则的起伏。
起伏的原因可归诸于空间的不均匀性或随时间变化的因素,是日面上发生的天体物理现象在行星际空间的反映。
相对宁静的太阳风只有在太阳活动极小年才会存在。
从太阳活动水平不同的年份的观测结果中可以看出,随着太阳活动程度的降低,太阳风的流速也降低。
当太阳风流速降至每秒320公里时,可近似认为太阳风处于宁静状态。
既然太阳风起源于日冕,人们有理由认为太阳风的化学成分和日冕的化学成分相似。
奇怪的是,根据“水手2号”、“探险者34号”、“维拉3号”的观测结果,长时期的平均氦丰度约为氢的4.5%左右,低于太阳光球中的氦氢丰度比。
这个事实意味着氢在日冕膨胀过程中也许比氦更加容易从太阳中逃逸,也就是说,不同荷质比的离子在日冕膨胀中会分离,导致日冕重粒子的引力沉淀。
此外,太阳风中氦氢丰度比变化很大,升降幅度有时可达一个数量级之多,成因至今还是个谜。
观测表明,高氦量等离子体常常在日地间激波或地磁扰动突然开始后5—12小时内出现,这说明它与太阳爆发有关。
太阳风中的动力学现象包含许多随时间变化的复杂结构[高速等离子体流、日地间激波、阿尔文起伏等],大致可分为2类:
·同日面上长寿命的活动区有关的;
·同日面上爆发过程有关的。
常以激波的形式出现,这种激波是由耀斑区抛射出的快速等离子体压缩太阳风而形成的。
因为等离子体具有较高的电导率,阻止了快速的相互渗透,所以只要抛射出来的快速等离子体与太阳风的相对速度超过声速,就会形成这种激波波阵面。
在地球附近,这种激波的平均传播速度约每秒500公里;日地间激波平均传输的时间约55小时,由此算出平均传播速度每秒为760公里,较地球轨道附近实测激波速度略大,因此传输过程中可能有某些微小的减速。
太阳风的大尺度性质可用流体模型来描述,其初级理论是美国天体物理学家帕克完成的。
近年来的理论发展主要集中在研究2种模型上:
· 单流体模型 假设能量方程中电子温度和质子温度相同,并且认为在日冕底层区域之外唯一的能源来自热传导。
· 双流体模型 假设电子温度和质子温度不同,需要分别建立电子气体和质子气体的能量方程,并且通过电子和质子间的库仑碰撞交换项将2个能量方程耦合起来。
目前尚难判断哪种模型更好。
单流体模型所预言的温度值与观测值较为吻合,但未能导出电子和质子的温度差异;双流体模型导出电子温度大于质子温度,这个推断与观测结果一致,但是与实际观测值比较起来,电子温度的理论值偏高,质子温度的理论值过于偏低。
不论是单流体模型还是双流体模型,只靠来自热传导和对流的能量传输是不够的,也许还有另外的能量传输形式,如激波、磁流体力学波、磁湍流等。
同样,太阳附近对日冕增温有影响的机制,可能在日冕外区域仍起作用。
托福听力考试背景知识综合辅导(三十八)
Jupiter
木星是太阳系九大行星中最大的一个,它的体积可以容纳1300多个地球。
它的质量是地球质量的300多倍。
把太阳系所有其他行星的质量全加起来还不及木星质量的一半。
木星在椭圆轨道上绕太阳运行一周需要11.86年,与太阳平均距离是7.78亿千米.由于木星离太阳遥远,木星表面温度比地球表面低得多。
根据“先驱者”11号宇宙飞船测得的温度约为-150°C。
木星自转很快,自转一周只需9小时50分30秒,是太阳系中自转最快的一个。
由于快速自转,使木星形状变扁,不是正圆形,而是中腰鼓起的椭圆形。
很快的旋转速度带动它的大气层顶端的云层,竟以约35400千米/小时的速度旋转,这种高速产生的离心力就把云层拉成线丝,从而使木星赤道上空高高隆起。
木星圆面上有许多带状纹,每条带状纹都与木星的赤道平行。
这些带状纹是木星的大气环流。
木星是一个没有固体表面的星球,表面充满液态的氢。
地球上的物体只要获得11.2千米/秒的速度就能飞离地球,木星上的物体必须具有60千米/秒的速度才能摆脱木星的引力,飞离木星。
在离木星几十万千米处围绕木星赤道的区域,有一个由黑色碎石块构成的环,叫做木星环。
木星环的厚度约30千米,宽数千千米,以7小时的周期围绕木星高速旋转。
每个石块的直径从数十米到数百米。
这个木星环的外缘距离木星中心约12.8万千米。
在木星的南半球,有一个颜色明亮而鲜艳的大红斑,300多年来,大红斑的形状几乎没有变化,大小和颜色却经常变幻。
长度最长时达到4万千米,最少也有1万多千米,一般保持在2万千米左右,宽度变化不大。
大红斑颜色有时鲜红,有时略带棕色或淡玫瑰色。
当它的位置在东西方向上时会有漂移。
木星探测器探明:
大红斑原来是木星大气云层中的一个大旋涡,其中飘浮着五颜六色的云,有棕红色的、棕黄色的、橙色的、白色的,五彩缤纷。
它们主要由红磷化合物构成,而且不停地激烈运动。
科学家们批出,这实际上是木星大气中的带电粒子,在木星旋转磁场作用下的螺旋运动中形成的猛烈风暴。
托福听力考试背景知识综合辅导(三十九)
JUPITER
Jupiterhasthick,gaseousatmospheresandlowdensities.Ithasnosolidrocksurface.Thetemperaturerangesfromabout-190°F(-124°C)forthevisiblesurfaceoftheatmosphere,to9°F(-13°C)atlowercloudlevels;localizedregionsreachashighas40°F(4°C)atstilllowercloudlevelsneartheequator.Jupiterradiatesaboutfourtimesasmuchheatenergyasitreceivesfromthesun,suggestinganinternalheatsource.Thisenergyisthoughttobedueinparttoaslowcontractionoftheplanet.Atleast17naturalsatellitesareknowntoorbitJupiter.Theyareconvenientlydividedintothreegroups.Thefourlargest—Io,Europa,Ganymede,andCallisto—werediscoveredbyGalileoin1610,shortlyafterheinventedthetelescope,andareknownastheGalileansatellites.Asecondgroupiscomprisedofthefourinnermostsatellites.ThefinalgroupconsistsoftheeightsatelliteswithorbitsoutsidethatofCallisto.Theseventeenthsatellite,1999J1,wasdiscoveredin2000.Elevensmallpreviouslyunknownsatellitesw
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