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法拉第的圣诞科学讲座讲的是基本化学知识。著者通过蜡烛燃烧的种种表演和实验,对日常生活中各种现象的科学原理进行了解释,并且教给小听众们进行实验、观察现象和科学分析的方法。这6次讲座后来被整理成《蜡烛的故事》,成为传世的科普名著。通过本书,我们的小读者、家长和老师可以边读、边做、边验证、边思考。《蜡烛的故事》一书,被译为多种文字出版,是科普读物的典范。
迈克尔·法拉第(1791-1867),英国物理学家、化学家,因在电磁学方面做出了伟大贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”。出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。1831年,他作出了关于电力场的关键性突破,永远改变了人类文明。法拉第自幼爱好科学研究,专心致志,受到英国化学家戴维的赏识,由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手,从此他踏上了献身科学研究的道路。法拉第主张“科学应该为大众了解,而且要从孩子开始。”在任皇家研究所实验室主任后不久,他发起举行星期五晚间讨论会和圣诞节少年科学讲座。他在100多次星期五晚间讨论会上作过讲演,在圣诞节少年科学讲座上讲演达19年之久。他的科普讲座深入浅出,配以丰富的演示实验,深受欢迎,其中1860~1861年间的演讲,被W.克鲁克斯汇集成著名的科普读物《蜡烛的故事》。
法拉第在皇家学院每年为青少年听众举办的一系列圣诞科普讲座,《蜡烛的化学史》是*著名的一篇。这篇文章中有大量的实验和例证,由法拉第于1860年至1861年间的六次圣诞科学讲座的讲稿汇集而成。
法拉第的讲座思路开阔、涉及面广,涉及物理、化学、生物等多个学科领域,把许多基础学科的核心问题都承载其中。
蜡烛是怎样制成的
这些蜡烛到底是怎样制成的呢?关于把烛芯放在油里浸的方法,我在前面已经讲过了,现在来谈谈模制法。我们来做这样的假设,这些蜡烛都是用可浇的材料做成的。“浇!”大家也许会说:“蜡烛是可以熔化的东西,既然能熔化,也一定能浇。”其实不然。说来也真叫人感到奇怪,在生产的发展过程中,在为达到一定目的而考虑用什么办法最为适当的问题上,事物的演变往往是料想不到的,老想用浇的方法做蜡烛也是不可能的。譬如用蜡来浇,就别想浇得成,非采用特殊办法不可。这种特殊办法只消一两分钟就可以交代清楚,可我不能再在这方面多费时间了。一句话,蜡这种东西,不但利于燃烧,而且极易熔化,所以没法浇。
现在,让我们拿一种可浇的物质来谈。这是一具框架,里面嵌了一些固定的模子,第一道手续是在这些模子里穿上个烛芯。这是个用不着剪烛花的棉纱烛芯,用细铁丝支着一直通到模子下面,再用小木钉把它钉在模子底上,紧紧拉住,同时小木钉又堵住了模底的小洞,倒烛油的时候就不会漏出去了。模子上端横放一根小横梁,紧拉着烛芯,让它固定在模子里,然后将熔化的烛油注满各个模子。过相当时间,趁模子半冷半热的时候,把多余的烛油倾入一个角落里,全部清除干净,再将一个个烛芯尾巴剪掉。这时候,留在模子里的只是一支支蜡烛,只要像这样翻过来一倒,便全部滑落出来。因为蜡烛是圆锥形的,上细下粗,加上温度降低,体积缩小,所以只消轻轻一摇,马上跟模子分了家。硬脂蜡烛和石蜡蜡烛也是用这种方法制成的。至于用蜡来做蜡烛,说起来更为有趣。大家看这儿,一只大框架上吊着好些棉线条儿,每根棉线条儿尾巴上都套了个金属箍,为的是不让这个地方有蜡粘上。现在,我把它们挪到熔蜡加热器跟前,瞧,这个大框架还会打转转儿,它一边转,一边有人拿着蜡壶挨个儿给棉线条浇蜡。头一轮浇好了,让它们凉凉透,再依次序浇第二遍,这样一轮轮、一遍遍地浇下去,直到蜡烛的粗度适合要求为止。这种做法,活像是在一件件地给棉线条穿衣服,一点点地喂它吃东西,等到穿足了、吃饱了、够粗了,就取下来另外放开。这样的蜡烛,我身边有几支样品,也是别人送给我的。这一支是半成品,因为从框架上取下来的蜡烛,还需要在平滑的石板上好好搓滚搓滚,加加工,整整外形;圆锥形的顶部,是用同样形状的管子浇成的,最后再把底座切一切,修整一下就行了。用这种办法制造蜡烛,轻重大小,可以随心所欲,非常灵活方便。
图4
好了,我们绝不能再花时间光谈蜡烛制造了,我们必须深入一步看问题。关于蜡烛身上的奢侈品,我还一字没提哩,而这种奢侈的现象,在蜡烛身上的确是存在的。请看,这些蜡烛的颜色多漂亮(图4),有紫红的,有桃红的,凡是最新用的化学色彩,全搬到蜡烛身上来了。不仅如此,在蜡烛的造型方面也采取了多种多样的形式:这一支是凹槽柱形的,模样儿美极了;这几支别人送给我的,上面装饰着各种图案,一点起来就会使人觉得,活像头上出了个红艳艳的太阳,脚下摆了盆香喷喷的鲜花。这些蜡烛,虽然制工精巧,式样美观,可是并不实用。比方这支有凹槽的,尽管很漂亮,却是蜡烛里的下等货,其原因也正是由于它的外形。我把许多好朋友送给我的这些蜡烛样品拿给大家看,目的无非是想让大家了解,在蜡烛制造的各个方面,人们已经取得了哪些成就,还应该做哪些努力。
作者介绍
译者的话
第一讲 蜡烛的来源 蜡烛是怎样制成的 蜡烛的发光 毛细管引力 火焰的构成 火焰的变化
蜡烛的来源
蜡烛是怎样制成的
蜡烛的发光
毛细管引力
火焰的构成
火焰的变化
第二讲 火焰的亮度 燃烧需要空气 蜡烛燃烧的其他形式 水的生成
火焰的亮度
燃烧需要空气
蜡烛燃烧的其他形式
水的生成
第三讲 燃烧生成的水 水的性质 不同物质对水的作用 一种化合物:氢
燃烧生成的水
水的性质
不同物质对水的作用
一种化合物:氢
第四讲 蜡烛中的氢 氢烧成水 水的另一部 分:氧 氧气对燃烧的作用
蜡烛中的氢
氢烧成水
水的另一部分:氧
氧气对燃烧的作用
第五讲 空气中的氧 空气的性质 蜡烛燃烧时的其他产品 二氧化碳和它的特性
空气中的氧
空气的性质
蜡烛燃烧时的其他产品
二氧化碳和它的特性
第六讲 碳或碳质 煤气 呼吸与蜡烛燃烧的关系
碳或碳质
煤气
呼吸与蜡烛燃烧的关系
编者的话