水分子（H20）是1个氧原子和2个氢原子结合而成的，每个原子的顶点互相缔结形成等腰三角形。一旦形成冰的状态，所有的水分子都与氢原子结合成以一个水分子为中心的正四面体（三棱柱体），在这个正四面体的各个顶点上都各配置有一个水分子，合计被配置了4个水分子，像这样形成反复叠加相连的构造。这种结构中存在有较大的空隙，换言之是比水的状态体积大（密度小）的构造。也就是说，水和冰相比，冰的密度比水小，所以冰浮在水面上。相反，冰在化成水的过程中与氧气结合的部分被切断形成带空隙的构造，水分子便进入其中，即使是相同的质量，体积也会减少，而密度增大。
十五、海市蜃楼是怎样形成的？
山东省北部的蓬莱县，自古有着“蓬莱仙境”的美名。古书上把蓬莱称为海上神山，民间传说中的“八仙过海”，就在此地，秦始皇为寻求海上神仙和长生不老的药，也曾到过这里……当然这些都是神话传说，但与蓬莱的风景确实迷人，又多海市蜃楼的奇妙景象是有着直接关系的。
蓬莱县城北有座丹崖山，山崖壁陡，三面临海，山顶上雄踞着著名的蓬莱阁，登上阁楼可俯视无垠的大海，是观赏海市蜃楼奇景的理想地方。
所谓海市蜃楼，就是在春夏之交或夏末秋初时，每当雨后初晴，或风和日丽晴朗少云的天气里，会在远处海面的半空中，突然呈现亭台楼阁，山峦起伏，树木丛丛，行人车辆等奇妙的幻影，宛如身临仙境。过一段时间幻影突然又消失得无影无踪。
其实海市蜃楼是一种幻景，是一种大气光学现象引起的。在春夏季节，白天海水温度比较低，下层空气受水温影响，较上层空气为冷、密度大，而上层空气密度小。当阳光穿过这种空气层时，就要发生折射和反射，下层密度大的空气就像一面镜子一样，把地面景物反射在半空中，就会出现奇妙虚幻的景致。例如，蓬莱县北部海面上的庙岛群岛，在夏季、白昼海水温度低，空气出现下密上稀的差异，所以在蓬莱县常可看到庙岛群岛的幻影。宋朝时候的沈括曾有记载：“登州（即现在的蓬莱）海中时有云气，如宫室台观，城堞人物，车马冠盖，历历可睹。”因为当时人们无法解释这种现象，就把蓬莱和“仙境”联系起来了。
海市蜃楼不但在海面上能见到，在沙漠中也能见到，不过沙漠中的幻景不在半空而在地面上。这是因为白天沙漠贴近地面的空气温度高于上层，所以上层密度大而下层密度小，密度大的反射镜在上层，就把蓝天、树木，房屋反射在沙滩上，而且形成倒影，所以蓝天像湖水，使不少沙漠旅行者上当受骗。
无论哪一种海市蜃楼，只能在无风或风力微弱的天气条件下出现。当大风一起，幻景顿时消失。这是因为这种空气层极不稳定，大风一刮，上下层空气搅动混合，上下层空气密度没有什么差异了，光线就不会出现折射和反射的现象了。
“仙境”的秘密被揭穿了，但人们并没有失望，观赏海市蜃楼仍是人们极向往的乐趣。而人们更向往的是蓬莱的人间“仙境”，因为蓬莱的风景本身就非常美丽。蓬莱依山傍水，山青水秀。有“仙阁凌空”，“海市蜃楼”，“万里澄波”，“狮洞烟云”，“日出扶桑”，“晚潮新月”等十大胜景。
十六、河流为什么总是弯弯曲曲的？
世界上的大江大河，它们流过的路线基本不会成直线的形状，而是弯弯曲曲的。以黄河为例，从上游到下游，黄河的形状大体上是一个巨大的“几”字形，而其中究竟拐了多少道弯，就更无法统计了。
为什么河流不走直线呢？这是因为，河水在向下游流淌的过程中，两岸的自然地貌不会完全相同，土壤结构也不一定一致，于是，也就造成了两岸河水的流速不同。河水流速较快的一侧，河岸受到水流的冲击也大，在土壤比较松软的地段，河岸会在水流的冲刷下不断坍塌，从而使河道出现弯曲。
河道出现弯曲以后，由于凹岸一侧的水流速度较快，在水流的不断冲刷下，河岸会凹陷得更加厉害；而凸出的河岸一侧，水的流速较慢，对河岸的冲击也较弱，泥沙会逐渐沉积下来，原先凸出的河岸更加凸出，于是，河流也就不断地拐弯了。
十七、海水为什么是咸中带苦的？
水与人类的关系极为密切，人们的生活真是一刻都离不开水。但是作为饮用水的只能是淡水，海水由于很咸是无法饮用的。
海水之所以是咸的，主要原因是海水中含有各种盐分，其中大部分是氯化钠，还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。其实，在海洋刚形成的时候，海水和江河湖水一样，都是淡的。后来，雨水不断冲刷岩石和土壤，并把岩石和土壤中的盐类物质冲入江河，而江河的水流到大海，使海洋中的盐分不断增加。与此同时，海中水分不断蒸发，而盐分几乎不会蒸发，这就使盐的浓度越来越大，于是，海水就慢慢变成了。
海水是咸的而且还加着一点苦味。这是因为在海水中含有一定量的盐和镁等物质的缘故，盐是咸的，而镁就形成了海水的苦味。海水中所含的盐来自于陆地上的岩石和土壤。在46亿年以前，那时地球刚刚诞生，那时的海水是淡的，但是在陆地上的岩石、土壤中却含有大量的盐。后来因地壳经过了剧烈运动，火山爆发，形成大量的水蒸气，于是就不断下雨。盐在水里会溶解，溶解在水里的盐被雨水冲到河里，然后跟着河水慢慢地流人到海里，这样，海水就变得有咸味了。
十八、月亮是自己发光吗？
月亮是月球的俗称，我国古代也称其为太阴、婵娟。它是地球唯一的天然卫星，也是离地球最近的天体，还是被人类研究得最彻底的天体。人类至今唯一一个亲身访问过的天体就是月球。
月亮不是恒星，它本身并不发光，只反射太阳光。月亮的亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。它的平均亮度为太阳亮度的1／465000，亮度变化幅度从1／630000至1／375000。满月时，它给大地的照度平均为0.22勒克斯，相当于100瓦的电灯在距离21米处的照度。
月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7％，其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，约为6％。月面高地和环形山的反照率为17％，看上去月面高地和环形山比月海明亮。月球的亮度也有变化，满月时的亮度比上下弦月时要大十多倍。尽管如此，月亮反射的光依然足够照亮地球上的黑夜。
十九、什么是日食
日食是太阳亏食的意思。在朔日（农历初一），如果月球恰好从太阳和地球的连线上经过，这时月球的影子便落到了地球上，在月影掠过的这一部分地区里就发生日食。因为月球公转的轨道平面（白道）和地球公转的轨道平面（黄道1成5°09′的交角，因此农历每个月的初一，当月球经过太阳和地球之间的时候，月球的影子并不一定落在地球上，也就是说并不一定会有日食。日食一定发生在黄道和白道的一个交点附近。
就整个地球来说，看到日食的次数比月食多。日食每年最少有2次，最多可达5次。但是能看到日食的地方只有很小的一个地带，而能看到月食的地方却几乎是半个地球，所以就一个地方来说，看到月食的机会多于看到日食的机会。日食按其掩食情况的不同又可分为日全食、日偏食和日环食三种。我国是世界上最早记录日食的国家，《诗经》中记载了公元前776年的一次日食，是我国最早的日食记载，比西欧最早的日食记录要早191年。
二十、什么是月食
月食是月亮亏食的意思。在望日（一般在农历十五、十六或十七），当地球运行在月球和太阳之间时，如果月球进入地球的影子中，阳光就照不到月面，这就发生了月食。但实际上，因为月球公转轨道平面（白道）和地球公转轨道平面（黄道）成5°09′的交角，每次“望”时月球不一定进入地球的影子，所以并不是每个月都会发生月食。
月食一定发生在黄道和白道的一个交点附近。每年月食最多只有三次，有时一次也没有。月食发生的次数虽比日食少，但对一个地方的人来说，看到月食的机会却比日食多。这是因为月食是地球的影子落在月球上所造成的，所以在能够看见月球的半个地球上的人都能同时看到月食。月食按其亏食程度可分为月全食和月偏食两种。早在公元前776年，我国就有了月食的记录，这是世界上最早的月食记载。
二十一、什么是流星
夏夜的晴空，繁星闪烁。突然，一道弧形的亮光划破长空，转瞬即灭，这就是我们所说的流星。流星虽然也叫“星”，但是它和天上闪闪发光的星星毫无共同之处。天上的星星都是巨大的天体，而扮演流星角色的，却是那些分布在太阳系空间里数不清的又小又暗的星际物质，这种星际物质叫流星体，我们平时是根本看不到它们的。
流星体有大有小。小的如同微尘，大的好像一座山，它们都是绕着太阳旋转，有它们自己的轨道，有一定的公转周期。但是，它们运动的速度却十分惊人，平时以每秒几十千米的速度绕太阳公转，形成了椭圆形的轨道。这样的轨道常常和地球公转的轨道相交。当流星体运行到地球轨道附近时，就有机会相遇。地球公转的速度是30千米／秒，流星体的公转速度要比地球快一些。流星体假如与地球迎头相碰，就以每秒七八十千米的速度闯入大气层；假如从后面追上来，就以每秒十几千米的速度闯入大气层。流星体这样的高速与大气分子强烈的撞击摩擦，使大气分子电离，产生了几百、几千甚至几万度的高温，于是流星体炽热燃烧起来，发出耀眼的亮光，这就是我们所见到的流星。
大多数流星在距地面130千米的高空开始燃烧发光，在离地面80千米的高空燃烧殆尽，随即熄灭，但也有少数个儿大的流星体闯人大气层后，一直烧到离地面10千米～20千米的高空还没有完全烧完。
二十二、流星为什么会燃烧
人们经常会提到这样一个问题：为什么流星穿过大气层时会被烧掉，而人造卫星发射时也穿过大气层却没有被烧掉呢？这是因为，流星穿过大气层前，在星际之间运动的流星体就具有一声的速度，当闯入地球大气时，在地球强大引力的作用下速度加大，流星越接近地球，地球对它的引力就越大。因此它的速度迅速增加，最后能达到20千米／秒～70千米秒，流星以这样高的速度在大气中运动，受到巨大的摩擦力，使流星达到几千度的高温，因而被烧掉。另外，在大气层中，低层大气密度比高层大气密度大，可以增加流星的摩擦力，使温度急剧升高，这也是促使流星燃烧的另一因素。
有人问：人造卫星进入大气层后为什么不会燃烧呢？这是因为，人造卫星发射前相对于地球来说速度为零，在发射过程中，还要不断克服地球的引力，开始的速度很慢，以后逐渐增加，在目前的技术条件下，第一级火箭发射结束后，速度只增加到2千米／秒～3千米／秒，这时卫星已离开地面50千米～100千米高度，那里的大气密度还没有地面的千分之一，当卫星进人轨道时，速度达到7.9千米／秒以上。由于高度更高，大气更加稀薄了，所以人造卫星发射过程中，虽然由于空气摩擦而产生的温度也相当高，但比流星穿越大气层时的温度要低得多，所以不会被烧掉。
二十三、流星雨是怎样产生的
你见过流星雨吗？在晴朗的夜空中，无数颗流星一划而过，如密集的雨，如节日焰火，那景象壮观极了。可你知道美丽的流星雨是怎样形成的吗？
流星是由诸多星际空间的固体块和尘埃粒构成的，当它闯入地球大气层时，与大气摩擦，产生如箭的光芒。偶然出现的零星流星被天文学家们称为“偶发流星”。平时一个夜间，人们可以看到大约一二十颗偶发流星。
那么，“流星雨”是怎么产生的呢？原来，在宇宙中有许多像“比拉”那样的彗星，随着岁月流逝，彗星便逐渐瓦解了，余下的彗星尘粒构成了流星体，仍然在原来的轨道上运行。在浩瀚无边的太阳系中，有许许多多流星体物质和尘埃围绕着太阳公转，这就是流星群。当这些流星群受地球的引力作用，冲入大气层时，壮观夺目的流星雨现象便出现了。流星雨还有各种各样好听的名字，像仙女座流星雨、天琴座流星雨、狮子座流星雨……这是科学家在观测时，看到在流星雨的中心有一个辐射点，为了便于确认和记录，就以流星雨的辐射点所在的星座命名。
