詹姆斯·韦伯如何改变了天文学:英语精读讲义

Primal Space

学习难度
1,478 词 170 词/分

视频简介:本视频解释詹姆斯·韦布望远镜的 MIRI 相机为何必须冷却到接近绝对零度,以及氦气、压力波、换热器和快速膨胀如何共同实现这一目标。 主要英语知识点: 1. "so much that" — 语法与句型:学会把很高的程度与其造成的结果连接起来,从而清楚理解并表达科技说明中的因果关系。 2. "cancel out each other's movement." — 短语动词:理解相反的运动或作用如何彼此抵消,并把该表达迁移到力、声音、成本和相互竞争的影响。 3. "push the boundaries of physics," — 习语与比喻表达:识别“拓展某领域能力边界”的隐喻义,避免误解为移动实体边界或违反自然规律。

本篇讲解

This is MIRI, the mid-infrared camera onboard the James Webb telescope. 文化背景

0:00

这就是MIRI,詹姆斯·韦伯望远镜上的中红外相机。

文化背景

MIRI, the mid-infrared camera:名称加同位语解释

MIRI 是詹姆斯·韦布望远镜上一台仪器的名称。名称后面的名词短语 the mid-infrared camera 立即说明 MIRI 是什么。这里用 camera 作通俗概括;MIRI 不是望远镜本身。 这种“名称 + 解释性名词短语”的结构叫同位语。逗号把解释部分隔开,帮助听众在名称或缩写第一次出现时迅速理解它。

练习

短语 the mid-infrared camera 在句中起什么作用?

  1. 它说明了 MIRI 是何时发射的。
  2. 它说出了第二台望远镜的名称。
  3. 它解释了 MIRI 是什么。
查看答案

它解释了 MIRI 是什么。

Watch what happens when light enters the camera.

0:05

看看光线进入相机时会发生什么。

A complex series of mirrors and filters direct and split the light up into different wavelengths,

0:07

一系列复杂的反射镜和滤光片将光线引导并分离成不同的波长,

which are then resized and directed onto the sensors.

0:13

然后调整其大小并将其投射到传感器上。

With this camera,

0:16

有了这台相机,

Webb can see extremely distant stars and galaxies

0:17

韦伯望远镜就能看到极其遥远的恒星和星系,

that are completely invisible to the human eye.

0:20

而这些对人类肉眼来说是完全不可见的。

This is only possible by cooling the camera down to just 6° above absolute zero. 文化背景

0:23

只有将相机的温度降至仅比绝对零度高6°,这一切才有可能。

文化背景

absolute zero:可能达到的最低温度

absolute zero 指可能达到的最低温度:0 开尔文,约为 −273.15°C。它和 0°C 不是一回事。 在 6° above absolute zero 中,数字表示温度与这个下限之间相差多少。因此,相机的温度约为 6 开尔文,而不是 6°C。

练习

A detector is cooled to 8 degrees above absolute zero. 这句话是什么意思?

  1. 它的温度约为 8 K。
  2. 它比 0°C 低 8 度。
  3. 它的温度是 8°C。
查看答案

它的温度约为 8 K。

But why does it need to be so cold?

0:29

但是它为什么需要这么冷呢?

In this video,

0:31

在这段视频中,

we're going to look at how Webb captures infrared light 文化背景

0:32

我们将了解韦伯是如何捕捉红外光的,

文化背景

infrared light:红色之外的不可见光

红外光是波长比可见红光更长的电磁辐射。人眼看不见它,因此 infrared 并不是指看起来呈红色的光。 这里的 Webb 指詹姆斯·韦布空间望远镜。它的仪器会捕捉红外光,而不只是依靠可见光;这个术语说明了被探测的是光谱中的哪个区域。

练习

在这句话中,infrared light 指什么?

  1. 由望远镜增强亮度的可见红光
  2. 位于可见红光之外、人眼看不见的电磁辐射
  3. 任何来自高温物体的光
查看答案

位于可见红光之外、人眼看不见的电磁辐射

and how a simple sound like this

0:35

以及像这样简单的声音

is used to cool its camera all the way down to a mind-boggling temperature. 講解

0:38

是如何被用来将其相机的温度一路降至令人难以置信的水平的。

短語搭配

all the way down to:强调降到很低的终点

All the way down to 表示一次大幅变化所到达的较低终点。这里强调相机不断被冷却,直到达到低得惊人的最终温度。down 表示温度在刻度上降低,而不是空间位置向下移动。 结构是 all the way down to + 终点。这个终点可以是数字、水平或状态;to 不能省略,因为它引出变化最终到达的位置。

练习

请用本课中由五个单词组成的表达完成句子;该表达强调到达一个很低的终点:The overnight temperature fell ____ minus 20°C.

查看答案

all the way down to

用詞

mind-boggling:强烈而生动的惊叹

Mind-boggling 表示某事令人极度惊讶,或大到、复杂到、极端到难以想象。在本句中,它表达说话人对极低温度的强烈震撼,但不会让这个技术测量变得更精确。 它是一个复合形容词。在 a mind-boggling temperature 中,它放在名词前,告诉听众这个温度给人的感觉有多么惊人。

练习

一位主持人想表达最强烈、最生动的惊叹:The cave reaches a _____ depth. 哪个选项最合适?

  1. surprising
  2. mind-boggling
  3. measured
查看答案

mind-boggling

We'll also be giving away this LEGO ISS model,

0:43

我们还将送出这个乐高国际空间站模型,

so stick around to the end of the video 短語動詞

0:46

所以请看到视频最后,

to see how you could win.

0:48

看看你如何能够赢得它。

短語動詞

stick around:留下来并继续观看

Stick around 是一个非正式短语动词,表示留在某处或继续待着,而不是离开。本句用它请观众继续观看,直到视频结束。 它常用作友好的邀请或较温和的指示,也可以用时间短语说明要待多久,例如 stick around until the end。这里的 stick 不是“用胶水粘住”的字面意思。

练习

用含有 stick、表示“先别离开”的两词表达补全邀请:Please ____ after the talk; there will be snacks.

查看答案

stick around

All of the cameras onboard James Webb detect infrared light,

0:50

詹姆斯·韦伯望远镜上的所有相机都能探测到红外光,

which is invisible to the human eye.

0:53

而这在人类肉眼看来是不可见的。

As light travels through space,

0:55

当光在太空中传播时,

its wavelength is constantly being stretched.

0:57

它的波长在不断被拉长。

If something is far enough away, 語法

0:59

如果某个物体足够遥远,

the light will be stretched so much that it is no longer visible by the time it reaches us. 語法

1:01

光线就会被拉伸得非常长,以至于在到达我们这里时就不再可见了。

語法

far enough away:形容词/副词 + enough

在 far enough away 中,enough 放在 far 后面,意思是“达到所需要的程度”。away 明确表示距离:这个物体远到足以让后面的结果发生。 可迁移的结构是“形容词或副词 + enough”,例如 old enough 和 quickly enough。在这个结构中,不要把 enough 放在 far 前面。

练习

请按自然语序排列 far、enough 和 away:The campsite is ____ for the traffic noise to fade.

查看答案

far enough away

語法

so much that:程度引出结果

在 stretched so much that 中,so much 表示动作达到很高的程度,that 则引出结果:光变得看不见了。这里的 that 是连词,不是用来指某个东西的指示词。 当一个动作或变化达到很高的程度,并因此造成某个结果时,可以使用“动词 + so much that + 结果从句”。

练习

下面哪个句子使用 so much that 表示一个动作达到很高的程度,并造成了某个结果?

  1. The streets were so narrow that the bus could not pass.
  2. There were so many shops that we needed a map.
  3. The town had changed so much that I could hardly recognize it.
查看答案

The town had changed so much that I could hardly recognize it.

語法

by the time:表示到较晚时间点时结果已经成立

by the time 引出一个较晚的时间点,把它作为截止点或参照点。本句中,光到达我们这里时,“已经不可见”这一结果早已形成。 这个短语常把较早发生的变化或已完成的结果与之后的事件连接起来。重点不只是两件事发生在同一时间,而是到了所说的时间点或在此之前,结果已经成立。

练习

用表示“到了那个较晚时间点或在此之前”的三个词时间短语完成句子:The library will already be closed ____ we get there.

查看答案

by the time

This means there is a physical limit on how far we can see into space.

1:05

这意味着我们能够看到多远的太空存在着一个物理极限。

Since MIRI's sensors are made from arsenic and silicon,

1:10

由于MIRI的传感器是由砷和硅制成的,

it can detect this super stretched infrared light and see beyond that limit.

1:14

它可以探测到这种被极度拉长的红外光,从而突破这个极限。

These sensors work like regular camera sensors

1:19

这些传感器就像普通相机传感器一样工作,

by converting photons of light into an electrical signal.

1:22

通过将光子转换成电信号。

But in order to detect the faint signals of infrared light,

1:25

但是,为了探测到微弱的红外光信号,

the sensors on MIRI have to be extremely sensitive.

1:28

MIRI上的传感器必须极其灵敏。

Increasing the sensitivity, however, introduces a lot of noise. 用詞

1:32

然而,提高灵敏度会引入大量噪点。

用詞

noise:信号中的无用信息

这里的 noise 指图像或信号中加入的随机无用信息。提高灵敏度可以让微弱的真实信号更容易被检测到,但也会让随机的亮度变化更明显。 这个技术含义并不限于声音。相机、无线电、音频系统和数据中都可能有 noise,也就是无用的变化让有用信号更难识别。

练习

在句子 'Turning up the sensor gain added more noise to the image,' 中,noise 是什么意思?

  1. 传感器记录的有用图像信息
  2. 传感器发出的响亮声音
  3. 遮盖部分有用信号的随机无用变化
查看答案

遮盖部分有用信号的随机无用变化

Whenever we point a camera at something,

1:36

每当我们将相机对准某个东西时,

its sensor isn't just detecting what we want it to see.

1:37

它的传感器并不仅仅在探测我们想让它看到的东西。

There is so much more light bouncing around us that our eyes simply can't detect.

1:41

在我们周围有太多我们的眼睛完全无法察觉的漫反射光线。

This can trick the pixels in the sensor into registering random levels of light, 語法

1:46

这会让传感器中的像素误以为检测到了随机的光照强度,

creating a layer of noise in the image.

1:50

从而在图像上产生一层噪点。

語法

trick the pixels in the sensor into registering:trick + 宾语 + into + -ing

trick + 宾语 + into + -ing 表示通过欺骗、误导信息或操控,使某人或某物做出某个动作。这里的干扰并不是真的在欺骗有意识的像素;句子用拟人方式说明传感器像素错误地记录了随机光强。 在这个结构中,into 后要接 -ing 形式,所以要说 into registering,而不是 into register。宾语是 the pixels in the sensor。

练习

请使用 trick + 宾语 + into + -ing 完成句子,并以 users 作宾语、以 reveal 表示动作:The fake login page can ____ their passwords.

查看答案

trick users into revealing

If the thing you are looking at has a bright enough signal,

1:52

如果你在观察的物体具有足够明亮的信号,

it will stand out much more compared to the noise. 短語動詞

1:55

它在噪点面前就会显得非常突出。

短語動詞

stand out:很容易被注意到

stand out 表示比周围事物更显眼,或更容易从背景中辨认出来。这里,明亮信号比图像噪声明显,所以更容易看到。 这是一个短语动词,不是字面上的“站到某个地方”。需要说明背景或比较群体时,可以用 against、from 或 among 引出。

练习

下面哪一句中的 stand out 表示“特别容易被注意到”?

  1. She stood up when her name was called.
  2. Her thoughtful answer made her stand out from the other candidates.
  3. She stood outside the office before the interview.
查看答案

Her thoughtful answer made her stand out from the other candidates.

However, if the thing you are trying to image is faint,

1:58

然而,如果你试图成像的物体很暗淡,

like the infrared light from a galaxy,

2:00

比如来自星系的红外光,

you'll need to increase the sensitivity of the sensor,

2:02

你就需要提高传感器的灵敏度,

which in turn will drastically increase the noise. 表達脈絡

2:05

但这反过来又会大幅增加噪点。

表達脈絡

in turn:因果链中的下一环

这里的 in turn 把一个结果连接到因果链的下一步。提高传感器的灵敏度还会带来一个后续结果:噪声会大幅增加。 常见结构是 X, which in turn causes Y。它表明 Y 不是一个独立并列的事实,而是由 X 进一步引起的。

练习

用表示“由此进一步导致”的连接短语补全因果链:A longer route uses more fuel, which ____ raises the delivery cost.

查看答案

in turn

Since Webb is detecting infrared light,

2:08

由于韦伯正在探测红外光,

the problem gets even worse.

2:11

问题变得更加严重。

Every object in our universe emits heat energy,

2:13

我们宇宙中的每一个物体都会发出热能,

some of which is in the form of light.

2:16

其中一部分以光的形式存在。

Most objects aren't quite hot enough to emit visible light,

2:18

大多数物体还不够热,无法发出可见光,

but they do emit a lot of infrared light.

2:22

但它们确实会发出大量的红外光。

The hotter the object, 語法

2:25

物体越热,

the more infrared light it will emit,

2:26

它发出的红外光就越多,

語法

The hotter..., the more...:“越……越……”关联比较结构

the + 比较级..., the + 比较级... 这一结构表示两个量同步变化。这里,随着物体温度升高,它发出的红外光也会增多。 两个 the 都是关联比较结构的标记,不是普通的定冠词。前半句可以理解为 the hotter the object is,其中 is 被省略;后半句则保留主语和谓语:the more infrared light it will emit。

练习

使用 more 和 confident 补全关联比较结构:____ you practice, ____ you become.

查看答案

The more · the more confident

which is essentially how thermal imaging cameras work.

2:28

这基本上就是热像仪的工作原理。

Because of this, James Webb itself would emit so much infrared light

2:31

正因为如此,詹姆斯·韦伯望远镜本身就会发出大量的红外光,

that its sensors would be completely drowned out. 短語動詞

2:35

以至于它的传感器会被完全淹没。

短語動詞

drowned out:较强信号盖过较弱信号

这里,drowned out 表示“由于更强的来源压过了它而无法被检测到”。望远镜自身的红外光会非常强,导致传感器无法分辨它们原本要观测的微弱红外信号。 Drown out 是可分短语动词,可用于声音、光、信号,也可用于人的声音或观点。这里是比喻用法,不涉及液体;out 对这个含义不可缺少。

练习

请使用 drown out 的过去式表达“使某个声音无法被听见”:The loud music completely ____ the safety announcement.

查看答案

drowned out

And so, in order to limit the amount of infrared light produced by the telescope,

2:38

因此,为了限制望远镜产生的红外光数量,

its cameras need to be kept at a temperature of -234°.

2:41

它的相机必须保持在-234°的温度。

That is extremely cool,

2:46

这简直太冷酷了,

just like Wondrium, the sponsor of today's video.

2:49

就像今天视频的赞助商Wondrium一样。

Wondrium is a learning platform where you can explore a variety of subjects,

2:52

Wondrium是一个学习平台,你可以在这里探索各种学科,

including some of my favorites,

2:57

包括我最喜欢的一些,

technology, science, and space exploration.

2:58

技术、科学和太空探索。

One of the best ones I came across was the search for exoplanets, 短語動詞

3:01

我偶然发现的最好的课程之一是关于寻找系外行星的,

短語動詞

came across:偶然发现某物

这里,came across 表示在浏览现有课程时“偶然发现”。它强调这个发现并非有意寻找的结果,而是意外遇到的。 基本结构是 come across + 人或事物,came across 是过去式。它可以表示偶然发现内容或物品,也可以表示碰巧遇到某个人。

练习

请使用 come across 的过去式表达“偶然发现”:While cleaning my desk, I ____ a letter from an old friend.

查看答案

came across

which tells you all about the technologies and methods

3:05

它告诉你所有关于技术的和方法的知识,

used to discover new planets beyond our solar system,

3:08

这些技术和方法被用来发现我们太阳系以外的新行星,

just like those used on the James Webb telescope.

3:11

就像詹姆斯·韦伯望远镜上使用的那些一样。

Wondrium offers a diverse collection of videos, tutorials, and documentaries,

3:14

Wondrium提供了各种各样的视频、教程和纪录片,

giving you the opportunity to learn from experts and hear their firsthand experiences. 短語搭配

3:19

让你有机会向专家学习,并听取他们的第一手经验。

短語搭配

firsthand experiences:直接获得的亲身经验

在 firsthand experiences 中,firsthand 表示通过亲自参与、亲眼看见或亲身经历而获得的。这里的专家讲的是直接发生在自己身上的事,而不是简单转述别人的说法。 可迁移的结构是 firsthand + 名词,如 firsthand knowledge 或 firsthand evidence。firsthand 也可以放在动词后:learn something firsthand。

练习

Maya 说:'I worked on the rescue team, and this is what I saw.' 她分享的是什么?

  1. secondhand information
  2. an unsupported guess
  3. firsthand experience
查看答案

firsthand experience

Plus, with new offers every month,

3:24

另外,通过每个月推出的新优惠,

you'll never run out of new and exciting things to discover. 短語動詞

3:26

你永远不会缺少可以发现的令人兴奋的新事物。

短語動詞

run out of:用完某种储备

run out of + 名词表示把某种储备使用到尽头,或可用的东西已经一点不剩。在字幕中,never run out of new and exciting things 表示始终会有更多新鲜有趣的事物可供探索。 常见结构是人或组织 + run out of + 事物:We ran out of time。根据时态可将 run 变为 ran out of、have run out of 或 be running out of。

练习

用目标三词表达完成句子:We need to recharge now because we're about to ____ battery power.

查看答案

run out of

You can enjoy all of their courses ad-free from anywhere on any device.

3:30

你可以在任何设备的任何地方享受他们所有无广告的课程。

And best of all,

3:35

最棒的是,

they're offering the Primal Space community a free trial starting today.

3:36

他们从今天开始为Primal Space社区提供免费试用。

If you're looking to challenge yourself and expand your knowledge,

3:40

如果你想挑战自己并扩展自己的知识,

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In order for MIRI to operate at -267°, 語法

3:52

为了让MIRI在-267°下运行,

it's located behind the massive five-layer sunshield.

3:56

它被放置在巨大的五层遮阳板后面。

語法

In order for MIRI to operate:明确动作执行者

结构 in order for + 名词/代词 + to + 动词原形引出主句行为的目的,并明确指出谁或什么执行不定式动作。在这里,执行 operate 的是 MIRI。 当不定式需要明确写出自己的主语时,使用这个结构:In order for X to happen, Y must be true。不要省略该主语前面的 for。

练习

哪句话正确表达了“传感器必须保持低温,望远镜才能探测到微弱热量”?

  1. In order for the telescope to detect faint heat, the sensors must stay cold.
  2. In order the telescope to detect faint heat, the sensors must stay cold.
  3. In order to the telescope detect faint heat, the sensors must stay cold.
查看答案

In order for the telescope to detect faint heat, the sensors must stay cold.

This alone reflects so much heat

4:00

单单这个就反射了如此多的热量,

and cools Webb's cameras down to around -234°.

4:02

并将韦伯相机的温度降至约-234°。

But, since MIRI is much more sensitive than the other cameras,

4:07

但是,由于MIRI比其他相机敏感得多,

it faces an even bigger problem, dark current. 文化背景

4:10

它面临着一个更棘手的问题:暗电流。

文化背景

光探测器中的 dark current

暗电流是光探测器内部产生的无用电信号,即使没有测量到入射光,它也会出现。它会造成虚假计数或图像噪声,因此非常灵敏的相机可能会把它误认为真实的光信号。 在本句中,这个术语指的是 MIRI 面临的更大技术问题。冷却探测器可以减少产生暗电流的热运动;这里的 dark 并不只是说仪器处在黑暗环境中。

练习

一个相机传感器被完全遮住,却仍记录到微弱电信号。dark current 指的是什么?

  1. 传感器内部产生的无用电信号
  2. 向相机提供的正常电力
  3. 深色物体反射的光
查看答案

传感器内部产生的无用电信号

This is where the atoms inside the sensor itself vibrate and mistakenly register a photon of light, 表達脈絡

4:14

暗电流就是传感器内部的原子振动,并错误地记录为一个光子,

creating more noise.

4:20

从而产生更多的噪点。

表達脈絡

“This is where”作为解释性过渡框架

在本句中,This 回指前面提到的 dark current,where 引出说明它如何发生的过程。这里的 where 是抽象用法,意思是“在解释或过程中到了这个环节”,不是实际地点。 This is where + 从句这个框架能把说明从“提出一个主题、现象或问题”推进到“展示它的机制、关键阶段或来源”。

练习

在“We checked the easy parts first. This is where the real investigation begins,”中,This is where 起什么作用?

  1. 它询问调查人员正站在哪里。
  2. 它表示调查已经结束。
  3. 它引出整个过程中主要调查开始的那个环节。
查看答案

它引出整个过程中主要调查开始的那个环节。

Since temperature is just a measure of how fast an atom vibrates, 短語搭配

4:22

由于温度只是衡量原子振动有多快的一个指标,

lowering the temperature will lower the vibration and therefore reduce the amount of dark current.

4:26

降低温度将减缓振动,从而减少暗电流的数量。

短語搭配

名词短语“a measure of how fast”

这里 measure 是名词,表示“衡量指标”或“表示某个量的方式”,不是动词“测量”。在这段简化说明中,这个短语表示温度反映了原子的振动速度。 可迁移的结构是 X is a measure of how + 形容词/副词 + 主语 + 动词。how 从句说明 X 所反映的程度、速率或频率,例如 how fast、how strong 或 how often。

练习

请用 measure 和 fast 组成一个短语,完成句子:A speedometer provides ____ the car is moving.

查看答案

a measure of how fast

Even at -234°,

4:31

即使在-234°,

the vibration of these atoms would be too much for MIRI's sensor.

4:34

这些原子的振动对MIRI的传感器来说也太大了。

And so, they have to be cooled all the way down to -267°,

4:38

因此,它们必须被一路降温到-267°,

just 6° above absolute zero.

4:44

仅比绝对零度高出6°。

At this temperature,

4:46

在这个温度下,

the atoms in the sensor are almost completely still,

4:47

传感器中的原子几乎是完全静止的,

drastically reducing the noise and allowing the faint infrared signals to shine through.

4:50

从而极大地减少了噪点,让微弱的红外信号能够透射出来。

But how did NASA take these sensors all the way down to -267°?

4:56

但是NASA是如何将这些传感器一路降至-267°的呢?

The cooling process all starts here,

5:01

降温过程都是从这里开始的,

at the bottom of the telescope,

5:03

位于望远镜的底部,

with a device called a pulse tube. 文化背景

5:05

有一个叫做脉冲管的装置。

文化背景

pulse tube:冷却系统中的一个部件

在这句话中,pulse tube 是冷却系统中一个部件的名称。这是一个技术性名词短语:pulse 指气体压力的反复变化,tube 指管状部件。这里不是指和人的心跳有关的管子。 这个短语标出讲解中冷却过程开始的部位。后面关于活塞、氦气、压力和换热的细节是在说明它如何工作,但 pulse tube 本身是需要认出的关键名称。

练习

请用表示这种冷却部件的专业术语完成句子:The laboratory uses a ____ to keep the sensor very cold.

查看答案

pulse tube

Inside these tubes are two pistons,

5:07

这些管内有两个活塞,

which move back and forth to compress the helium into the pulse tube. 短語搭配

5:09

它们前后移动以将氦气压缩到脉冲管中。

短語搭配

back and forth:反复来回移动

back and forth 是一个副词短语,表示从一个位置或方向反复移动到另一个位置或方向,然后再回来。在这句话中,它说明活塞是怎样移动的:活塞不断改变方向,而不是只向一个方向移动。 这个短语也可以描述信息、观点等在人与人之间反复交换。它的词序是固定的:先说 back,再说 forth。

练习

哪个短语表示某物在一个方向和另一个方向之间反复移动?

  1. back and forth
  2. once and for all
  3. side by side
查看答案

back and forth

Since this movement would create a lot of unwanted vibration,

5:13

由于这种运动会产生大量不必要的振动,

these pistons have to move in the exact opposite direction

5:16

这些活塞必须在完全相反的方向上移动,

with precision timing to cancel out each other's movement. 短語動詞

5:20

并拥有精确的计时,以抵消彼此的运动。

短語動詞

cancel out each other's movement:抵消彼此的运动

在这句话里,cancel out 表示两个相反的作用使最终合成效果减小到几乎没有或完全没有。活塞仍在运动,但相反方向的运动经过精确配合,使不需要的振动减弱或消失。 常见结构是 cancel out + 某种作用或运动,例如 cancel out the noise。两个事物互相作用时,英语也常说 cancel each other out。这个短语并不是说其中一个运动停止了。

练习

哪句话中的 cancel out 与字幕里的含义相同?

  1. Please cancel my ticket before Friday.
  2. We cancelled the picnic because of the rain.
  3. The two equal forces cancel each other out, so the object does not move.
查看答案

The two equal forces cancel each other out, so the object does not move.

These pistons move very quickly,

5:23

这些活塞移动得非常快,

just like a speaker,

5:25

就像扬声器一样,

to create a low-frequency sound wave with a frequency of 30 Hz.

5:27

产生频率为30 Hz的低频声波。

This sound wave travels down the tube

5:30

这种声波顺着管道传播,

and gets compressed once it reaches the end,

5:33

一旦到达末端就会被压缩,

creating an area of higher pressure.

5:35

从而形成一个较高压力的区域。

Then, as it bounces back in the opposite direction,

5:37

然后,当它沿相反方向反弹时,

it expands, creating an area of low pressure

5:40

它会膨胀,形成一个低压区域,

before being compressed once again.

5:43

然后再一次被压缩。

If the next wave is sent out exactly as the previous one returns, 語法

5:46

如果下一个波的发出恰逢上一个波的返回,

it means the frequency perfectly matches that of the tube. 語法

5:49

这意味着频率与管道的频率完全匹配。

語法

exactly as ... returns:表示精确同时发生

这里的 exactly as 引出一个事件,用它标记另一个事件发生的同一准确时刻。下一道波正好在前一道波返回的那一刻发出。 在“一个动作 + exactly as + 另一个动作”这一结构中,as 是时间连接词,表示“正当……时”。Exactly 加入了时机精确吻合的意思。这里的 as 不是“因为”。

练习

哪条指令表示要在灯变绿的同一准确时刻按下开关?

  1. Press the switch exactly as the light turns green.
  2. Press the switch because the light turns green.
  3. Press the switch after the light turns green.
查看答案

Press the switch exactly as the light turns green.

語法

matches that of the tube:用 that 代替 frequency

在 matches that of the tube 中,that 代替单数名词 frequency。完整展开是 matches the frequency of the tube。这样可以避免重复 frequency。 在把一个单数的性质、数量或测量值与另一个对象所对应的同类内容进行比较或匹配时,可以使用 that of。这种简洁结构常见于正式和技术英语,也清楚表明这里匹配的是两个频率,而不是把频率和管道直接匹配。

练习

用代替 height 的双词短语完成句子:The height of this tower is greater than ____ the nearby church.

查看答案

that of

This creates a standing wave 文化背景

5:53

这就产生了一个驻波,

where the areas of high and low pressure remain in the same place.

5:54

高压区和低压区停留在同一个地方。

文化背景

standing wave:位置固定的波形

standing wave,即驻波,是一种位置固定在空间中的波形,不会整体向前穿过空气或其他材料。在本句中,高压区和低压区的位置保持不变。 这里的 standing 不是字面上的“站立”,而是“静止”的意思:即使空气仍在振动,波形中的重要位置也不会移动。在这个语境中,standing wave 和 stationary wave 指同一种现象。

练习

在物理学中,哪种情况描述的是 standing wave?

  1. 重要位置固定在空间中的波形。
  2. 从波源稳定向外传播的波形。
  3. 已经完全停止振动的波。
查看答案

重要位置固定在空间中的波形。

By tripling the frequency,

5:59

通过将频率提高到三倍,

it causes the waves to combine and create a stationary wave

6:00

这会使波形组合,并形成一个驻波,

with multiple areas of high and low pressure.

6:04

具有多个高压和低压区域。

Since temperature and pressure are related,

6:07

由于温度和压力是相关的,

this also leads to areas of high and low temperature.

6:09

这也会导致出现高温和低温区域。

This alone wouldn't change the overall temperature

6:13

单靠这一点并不会改变整体温度,

because the hot and cold parts simply cancel each other out.

6:16

因为高温和低温部分仅仅是相互抵消了。

But, if there was a way to extract the hot parts, 語法

6:19

但是,如果有办法把高温部分提取出来,

then the temperature would start to drop.

6:22

那么温度就会开始下降。

語法

if there was ... then ... would 假设框架

if there was a way to extract the hot parts 提出一个设想条件:说话人并不是说这种方法已经存在。 then 引出推测的结果,would 表明这个结果取决于前面的设想条件。if ... then ... would 这个框架可以先提出一种可能的解决办法,再说明它预计会带来的后果。

练习

用这个结构中的两个连接词完成 if ... then ... would 模式:____ there was a way to collect the rainwater, ____ the garden would stay green longer.

查看答案

If · then

And so, three heat exchangers

6:24

因此,三个热交换器,

made of thin metal sheets 短語搭配

6:27

由薄金属片制成,

are placed at the points where the hot and cold gas meet.

6:28

被放置在冷热气体交汇的地方。

短語搭配

用 made of thin metal sheets 说明材质

made of + 材料表示物体由什么构成。在本句中,made of thin metal sheets 放在 three heat exchangers 后面,意思是这三个换热器由薄金属片制成。 当所说的材料在成品中仍可辨认时,使用 made of 很自然。它说明物体的材质,而不是物体的功能。

练习

用本课的材质短语完成句子。成品中的材料仍可辨认:The garden bench is ____ solid wood.

查看答案

made of

These allow the gas to pass through whilst also absorbing some of its temperature, 用詞

6:32

它们允许气体通过,同时也吸收了它的一些温度,

用詞

“whilst also absorbing”:同时发生的附加动作

这里,whilst 相当于 while,引出一个与主要动作同时发生的动作。absorbing 的隐含主语是 These,因此是同一批装置既让气体通过,又在气体通过时吸收热量。 also 表明 absorbing 是一项附加功能,而不是转折。可迁移的结构是“主要动作 + whilst also + -ing”,用于补充同时发生的动作或作用。

练习

用表示“同时增加一项功能”的英式英语结构补全句子:The filter lets fresh air pass through ____ dust.

查看答案

whilst also trapping

causing a heat gradient to form. 語法

6:37

从而形成温度梯度。

語法

“causing a heat gradient to form”:表示结果的 -ing 分句

逗号后的 causing 短语是一个非限定 -ing 分句,用来说明前面整个过程造成的结果。它不是与 allow 并列的另一个限定动词;这里表示气体流动和热交换促成了温度梯度。 在这个短语内部,cause 使用“cause + 宾语 + to-infinitive”结构:causing + a heat gradient + to form。form 前的 to 不能省略。这种紧凑的结果结构常见于科技和说明性写作。

练习

用 cause 的 -ing 形式和必需的不定式标记补全结果结构:The valve suddenly closes, ____ the pressure ____ rise.

查看答案

causing · to

The heat from the hot side is pulled out

6:39

热端的热量被抽取出来,

and sent to the radiators via a heat exchanger.

6:42

并通过热交换器送到散热器中。

Then, the cold temperatures on the other side are also drawn out. 短語動詞

6:45

然后,另一侧的低温也随之被抽调。

短語動詞

drawn out:表示移除,而不是延长

这里的 drawn out 表示“从系统中移走或抽出”。在这段制冷说明中,实际意思是继续带走热量,让另一侧变得更冷;原句把“低温”说得像可以被抽走的东西。 宾语和话题会决定具体含义。draw out 也可以表示“让某事持续更久”,但与时间有关的这个含义不符合这里的技术过程。

练习

在这段制冷说明中,the cold temperatures ... are drawn out 是什么意思?

  1. 有人画出了一幅温度图。
  2. 有东西被从系统中移走。
  3. 这个过程被延长了。
查看答案

有东西被从系统中移走。

This causes the temperature to drop from 27° all the way down to -256°

6:49

这就导致温度从27°一直下降到-256°

at the final heat exchanger.

6:55

在最后一个热交换器处。

But how is this used to cool the sensors located at the opposite end of the telescope?

6:57

但这是如何被用来冷却位于望远镜另一端的传感器的呢?

Next to the pulse tube is another set of pistons

7:03

脉冲管旁边是另一组活塞,

that compress helium in a completely separate line of tubing.

7:06

它们在一条完全独立的管道中压缩氦气。

This line passes through the cold parts of the pulse tube's heat exchangers,

7:10

这条管线穿过脉冲管热交换器的寒冷部分,

cooling the helium all the way down to around -256°.

7:14

把氦气一路冷却到约-256°。

But still the helium isn't quite cold enough. 語法

7:19

但是,氦气依然不够冷。

語法

isn't quite cold enough:接近要求,但仍然不够

在 isn't quite cold enough 中,enough 标出所要求的程度。氦气已经接近这个程度,但还没有达到。 这里 quite 和否定形式连用,表示“不完全”或“还没有完全”。整个短语表示只差一点:差不多够冷,但仍然不够。

练习

哪句话表示汤差不多达到合适的温度,但仍然有一点太热?

  1. The soup is quite cool enough to serve.
  2. The soup isn't cool enough to serve.
  3. The soup isn't quite cool enough to serve.
查看答案

The soup isn't quite cool enough to serve.

From there, the helium goes on a long journey,

7:22

从那里,氦气开始了漫长的旅程,

winding its way up through 10 m of thin tubing until it reaches the cold head assembly. 習語

7:25

蜿蜒盘旋穿过10米的细管,直到到达冷头组件。

習語

winding its way up through:蜿蜒向上穿过

这里,winding its way up through 表示沿着弯弯曲曲的路线,在细管中继续向上移动。winding 来自动词 wind,和天气或“风”无关。 可迁移的结构是 wind one's way + 方向或路径短语。物主代词要随主语变化:it winds its way,而 they wind their way。这个表达强调路线曲折,而不是直接前进。

练习

用与单数主语匹配的 wind one's way up through 形式补全句子:The footpath ____ the forest to the summit.

查看答案

winds its way up through

Inside, there is another heat exchanger and a tiny hole less than 1 mm in diameter. 短語搭配

7:30

在里面,有另一个热交换器和一个直径小于1毫米的小孔。

短語搭配

less than 1 mm in diameter:直径小于1毫米

less than 1 mm in diameter 表示这个孔的直径严格小于1毫米。直径是穿过圆心、从圆的一边到另一边的直线距离,因此这个数值描述的是孔穿过中心的宽度,不是半径或面积。 可迁移的测量结构是 less than + 数值和单位 + in diameter。它表示圆形开口或物体直径的上限。

练习

对于一个圆孔,"less than 1 mm in diameter" 表示什么?

  1. 它的半径小于1毫米。
  2. 它的直径可以正好是1毫米。
  3. 它的直径小于1毫米。
查看答案

它的直径小于1毫米。

The helium is pushed through the hole

7:36

氦气被推过这个孔,

and undergoes something called the Joule-Thomson effect. 文化背景

7:38

经历了一种叫做焦耳-汤姆孙效应的过程。

文化背景

焦耳-汤姆孙效应

焦耳-汤姆孙效应是实际气体通过狭窄通道、压力下降时可能发生的温度变化。本句中,氦气被迫穿过小孔,因此这个名称指出了使氦气进一步冷却的物理效应。 它是一个效应的名称,不是品牌,也不是设备零件。连字符连接了 Joule 和 Thomson 两位科学家的姓氏,这一效应正是以他们命名的。

练习

在这句话中,Joule-Thomson effect 指什么?

  1. 一种在不改变压力的情况下压缩气体的方法
  2. 实际气体通过狭窄通道且压力下降时发生的温度变化
  3. 把氦气推过小孔的某品牌阀门
  4. 对小孔尺寸的测量
查看答案

实际气体通过狭窄通道且压力下降时发生的温度变化

As the gas moves through the hole,

7:41

当气体穿过这个孔时,

it gets compressed before quickly expanding on the other side. 語法

7:43

它先是被压缩,然后在另一侧迅速膨胀。

語法

gets compressed before quickly expanding:先被压缩,再迅速膨胀

Gets compressed 使用 get + 过去分词,把压缩描述为发生在气体身上的状态变化。get 让过程显得更有动态感:气体进入被压缩的状态。 Before quickly expanding 使用 before + -ing 从句表示下一阶段。expanding 没有明说的主语仍是同一团气体,所以顺序是:先被压缩,然后膨胀。

练习

完成句子。先使用 get + compress 的过去分词,再使用 expand 的 -ing 形式:The sponge ____ before slowly ____ back to its original shape.

查看答案

gets compressed · expanding

This rapid expansion causes the pressure to drop, 語法

7:47

这种迅速的膨胀导致压力骤降,

cooling the gas very quickly.

7:50

从而非常迅速地冷却气体。

語法

causes the pressure to drop, cooling the gas:两层结果

cause + 宾语 + to-infinitive(不定式)表示直接结果:快速膨胀使压力下降。 逗号后的 -ing 分句补充下一层后果。这里 cooling the gas very quickly 表示前面所述事件造成的结果,不是一个独立的进行时谓语。整个结构把因果链压缩为:原因 → 直接变化 → 后续结果。

练习

哪个句子正确使用了 cause + 宾语 + to-infinitive,并在后面用 -ing 结果分句表达两层结果?

  1. The expansion causes the pressure dropping, cooling the gas.
  2. The expansion causes to drop the pressure, cooling the gas.
  3. The expansion causes the pressure to drop, cooling the gas.
查看答案

The expansion causes the pressure to drop, cooling the gas.

This is why blowing air through our mouth is colder

7:52

这就是为什么通过嘴巴吹气会比较凉快,

if we make a smaller hole with our lips.

7:55

只要我们用嘴唇撅成一个小一点的孔。

On James Webb,

7:58

在詹姆斯·韦伯望远镜上,

this cools the helium all the way down to just -267°.

7:59

这能将氦气一路冷却至仅-267°。

From here, the helium flows on to copper plates attached to the back of MIRI's sensors,

8:06

从这里开始,氦气流向附在MIRI传感器背面的铜板,

cooling them down to the required temperature.

8:11

将它们冷却到所需的温度。

After that, the helium has done its job 習語

8:14

在那之后,氦气就完成了它的工作,

習語

has done its job:已经发挥了应有作用

Do its job 表示“发挥原本预定的功能”。这里把氦气说得像是被分配了一项任务:它已经提供了所需的冷却作用。job 指功能,不是有薪职业。 Has done 是现在完成时,表示这项功能已经完成,同时其结果与当前仍有关联:这个阶段已经不再需要氦气发挥作用。

练习

在句子 “The filter has done its job, so the water is clean now,” 中,has done its job 是什么意思?

  1. 它已经找到了一份有薪工作。
  2. 它被分配了一个新任务。
  3. 它已经发挥了预定功能。
查看答案

它已经发挥了预定功能。

and it flows back down the telescope where the entire process begins again.

8:16

然后它回流到望远镜底部,整个过程又重新开始。

When NASA began designing James Webb,

8:21

当NASA开始设计詹姆斯·韦伯望远镜时,

no cryocooler with this level of cooling existed.

8:23

这种制冷水平的低温冷却器还不存在。

And so, engineers had to really push the boundaries of physics, 習語

8:27

因此,工程师们必须真正突破物理学的界限,

習語

push the boundaries of physics 的含义

在本句中,push the boundaries of physics 是一个比喻,表示把工程和科学能力推进到现有知识所允许的最远处,并可能拓展原本被认为能够实现的范围。这里并没有真的推动某个实体边界。 这个表达强调艰难的创新,而不是违反物理定律。工程师要在物理现实允许的范围内寻找新方案。

练习

哪一个句子自然地使用 push the boundaries of 来描述创新?

  1. The technician pushes the boundaries across the laboratory floor.
  2. The machine pushes the boundaries because physics no longer applies.
  3. The new microscope pushes the boundaries of what doctors can see.
查看答案

The new microscope pushes the boundaries of what doctors can see.

all while conforming to the limits of fitting it into a space telescope. 語法

8:30

同时还要克服将其塞进太空望远镜的尺寸限制。

語法

all while conforming to the limits 的结构

All while + -ing 引出一个在主动作全过程中持续发生的第二动作或状态。all 加强语气:工程师在推进技术能力的整个过程中,仍然必须满足另一项约束。 Conform to 表示遵守或符合规则、标准、形状或限制。固定介词是 to,因此 conforming to the limits 表示始终处在这些限制之内,而不是无视它们。

练习

使用 all while 和 conform to 的正确形式完成句子:The builders made the bridge lighter, ____ the new safety code.

查看答案

all while conforming to

And now,

8:34

那么现在,

time for something really special.

8:35

到了一个特别的环节。

The winner of the previous giveaway is Daniel Weinman.

8:37

上一期抽奖的赢家是Daniel Weinman。

Congratulations.

8:41

恭喜你。

But, as always,

8:42

但是,像往常一样,

we'll be giving away another awesome space prize in the next video.

8:43

我们将在下一个视频中送出另一个超棒的太空奖品。

To win this amazing LEGO space station model,

8:47

为了赢得这个超赞的乐高空间站模型,

sign up at the link below

8:50

请在下方的链接注册,

and leave a comment saying how long you think James Webb will operate for. 語法

8:52

并留下评论,说说你认为詹姆斯·韦伯望远镜将运行多长时间。

語法

how long you think ... will operate for 中的陈述语序

在这句话中,how long you think James Webb will operate for 是接在 saying 后面的嵌入式问句。因为它属于一个更大的陈述句,所以要用陈述语序:you think James Webb will operate,而不是在从句内部使用疑问句倒装语序。 how long 询问持续时间,句末的 for 也属于这个时长表达。把 for 留在句末很自然,尤其是在口语中;这里省略 for,只用 operate,同样可以表达持续多久。

练习

哪个选项能正确补全指令“Leave a comment saying ...”?

  1. how long do you think the telescope will operate for?
  2. how long you think will the telescope operate for.
  3. how long you think the telescope will operate for.
查看答案

how long you think the telescope will operate for.

Thank you very much for watching

8:56

非常感谢您的观看,

and I'll see you in the next video.

8:58

我们在下个视频见。