“啪”的一声
从催眠中回到现实
《催眠大师》中
一个响指是回忆与现实的分割
那么
响指是如何打响的呢？
1Q
为什么暖气上方的白墙会被熏黑？
By 野哥
A
暖气片用久了以后会在墙面上形成一道道痕迹，就像图中的情况一样。这是为什么呢？因为暖气工作时会在周围产生热空气，热空气比冷气体轻所以就会向上飘，热空气上升就会产生低压区，这需要附近的冷空气来填充。这个过程的整体效果是在室内产生了气流。气流会带动室内的灰尘，当灰尘和墙壁碰撞时就有可能吸附在墙壁上形成一道道痕迹。读者可以思考一下，为什么这些痕迹是一道道的，而不是一整片？既然是室内产生了气流，为什么只有暖气上方有痕迹？
2Q
完全失重是什么？会有什么现象？
By 林伟健
A
当一个人处于完美的自由落体运动时，我们就可以说他处在完全失重状态。在完全失重的环境中存在很多和我们正常生活的世界截然不同的现象：最直接就是所有物体好像都不再受重力的影响，把它们拿起来变得很轻松；当你扔出一个物体，它会沿着直线向前运动而不是像在地面上那样沿着抛物线前进；同时，你不再能分辨“上下”，好像哪个方向是上对你来说都没有影响。由于重力的效应被抵消掉了，空间就变成各向同性的，所以失重状态下的水滴会悬浮在空中并呈现出完美的球形，蜡烛的火焰也会变得圆润起来。
中国宇航员在太空舱做实验。
左侧是正常火焰，右侧是失重状态下的火焰
3Q
响指是如何打响的？
By 非常寻常的土拨鼠
A
要想知道响指如何打响，首先就得分析出响指的声源在哪里。我们晓得声音是靠机械振动产生的。那么响指的声源在哪里？指头？显然不是，指头的振动频率达不到人耳可听到的程度。其实响指的声源在于手指与手掌形成的空腔。以中指拇指响指为例，无名指小指与手掌形成空腔。像这样
中指的快速拍打引起全腔内全气柱的振动，产生具有一定频率的驻波，发出声响。 这一点很容易证明，当把全腔打开时，就听不到响指的那个声响了。像这样（咦，这不是兰花指吗？）
4Q
为什么冬天的时候裤子上会带电，电荷哪里来的？
By Weirdo
A
这不正是磨擦起电么？还记得刚开始学电学的时候，就学过：“规定丝绸磨擦过的玻璃棒带的电荷是正电 荷，用毛皮磨擦的橡胶棒带的电荷是负电荷”。
至于电荷的来历，物质都是由原子组成，而原子内有带负电的电子和带正电的原子核。磨擦过程中发生电子转移，使一物质电子能增多（带负电）而另一物质电子减少（带正电）。当积累的电荷比较多时，突破临界电压，就会出现放电现象。人类正是从磨擦起电开始来认识电现象的。即使问题上描述的现象，裤子上带电，多半也是在穿或者脱的时候，才会看到比较剧烈的放电现象，也正是由于这个时候的磨擦最剧烈。
比较有趣的是我们摩擦是不分季节的，但为什么静电现像在冬天会比较常见呢？主要有两方面原因。1是冬天外套含有大量化纤成份，这些与毛制品磨擦更易起电2是冬天空气干燥，而夏天空气湿润。而湿润的全气会使衣服也相应湿些。湿润的空气和衣服利于电荷转移，电荷积累不到一定的数量电压不够，就不会出现放电现象。
如何避免这种频繁”电击”呢？起电是阻止不了的，毕竟不能不穿衣服。那么就要想办法将电放出去。办法很简单，就是时不时的触摸金属物质。由于电荷更容易在曲率大的地方汇聚，所以触摸带有”尖端”的物体（如钥匙）效果更佳。
5Q
为什么微波炉不能放金属的餐具？
By WL 梦丽
A
微波炉主要通过加热食物中的水分子来加热食物。如果使用金属餐具盛放用微波炉加热的食物，一般会遇到三个问题：1、加热效果差，因为金属可以屏蔽电磁波，本来应该照射在食物上的电磁波就会被金属器皿挡住，结果解释食物不能被充分加热。2、金属餐具发烫，金属不光会屏蔽电磁波还会吸收电磁波，电磁波会在金属中诱导出电流，电流会让金属大量发热，这时餐具在某种意义上讲就成了一个电磁炉。3、可能会产生电弧，金属餐具在电磁场中会产生响应导致金属表面的电荷的重新分布，在电荷密度大的地方容易发生击穿而产生电弧。电弧可能会引燃食物里的可燃物，还有可能会对电磁炉本身造成伤害。
6Q
光学显微镜分辨率受到可见光波长的限制，那电子显微镜会受到物质波波长的限制吗？
By 匿名
A
先说一下光学显微镜的分辨率。光学显微镜的分辨率受光波波长的调制，其原因可以用夫琅和费圆孔衍射说明，在衍射发生时，其衍射斑点的角半径受波长的限制。
式中
为斑点的角半径，
为光波波长。这是光波的衍射造成的像点的分辨程度的度量，两个光点之间的距离要大于这个角半径所决定的距离。在这个限制条件的推导过程中，并没有限制其必须为光波，只要满足波的叠加原理的都会满足这个关系，则存在类似的分辨率限制。电子，其性质由态函数描述，而态函数满足薛定谔方程，也能发生衍射。所以其成像的分辨率也会受到电子波波长的限制。
7Q
人为什么有触觉？
By 小白
A
触觉是一个很宽泛的概念，比如当你触碰一个很烫的物体会觉得烫，比如你牵着你女朋友的手会觉得柔软（恩，这个实验可能很多人没有做过….）。
接触一个物体，会有所感觉，但是感觉的生成并不是在你接触物体的部位。接触部位有感受器，当受到刺激后会产生兴奋，即神经冲动，兴奋沿着传入神经将兴奋传到至神经中枢，神经中枢会对传递过来的兴奋信号进行处理并产生所谓的“感觉”，进而通过传出神经传递给效应器。所以如果传出神经与效应器受损，那么人会有知觉但是却无法反应，而若感受器、传入神经、神经中枢受损一个，则不会产生感觉。
以上所说即我们所熟知的反射，神经科学对于兴奋的传递与效应研究的很多，但感受器感受刺激并产生兴奋的分子机制目前还正在研究。
感受到冷或者烫是有温度感受器，这一点比较容易理解。但是我们人类的触觉除了热觉还有其他，我们可以感受到物体是柔软的还是坚硬的，表面是光滑的还是粗糙的，归根结底其实是我们的肢体可以感触到形变，即具有感受机械力的能力。我们细胞膜的表面具有对机械力敏感的离子通道，通过感受机械力离子通道会打开关闭，当打开的时候离子便可以从通道通过，进行信号的传递。而在细胞膜产生形变的时候会产生弹性势能，离子通道也会诱导细胞膜发生形变以产生自由能供细胞利用。
生物体内存在量子效应，比如DNA的碱基对由氢键相连，氢键两侧存在能垒，正常情况下质子处于低能垒，按照经典物理理论低能垒的物体要去高能垒必须有高于能垒差的能量，但在量子世界，质子可以量子隧穿过去。质子离开其正常位置的运动称为互变异构转变，如果这一过程发生在DNA复制时，则可能导致碱基配对出现错误，即基因突变。
也许我们的指尖与物体表面接触时在接触面附近也发生了量子隧穿效应，由于接触面在微观看来是很大的，因此是一个平均效应，所以我们的肢体远没有扫描隧道显微镜敏感。同时接触面发生的反应很快会达到平衡，所以在接触的一瞬间很有感觉，若指尖放在物体表面不动则感觉强度便下降。因此我们触摸一个物体时总是会在物体的表面来回抚摸，以不断的打破平衡并产生新的平衡。（这一段是我个人的猜想）
8Q
用吸管喝饮料的时候，吸饮料的效率和哪些因素有关？这个过程中能量是如何转化的？
By 烦死捉
A
生活中我们常常会用吸管来喝饮料，模型简化如下，吸管一端插入液面，另一端放入口腔，喝饮料时通过吸气减少口腔气体来减小口腔中的压强，使得口腔中的压强与饮料液面处的气压形成一定的压强差，该压强差使得液体克服重力和与吸管壁的摩檫力进入口腔。
考虑该过程是一个准静态平衡，并且用类似流量的定义来定义吸饮料的速率——单位时间内通过吸管进入口腔的液体体积。如图，假设一段两边压强差为dp的吸管中有一段液体，该小段液体在压强差产生的压力和重力、摩檫力的共同作用下向上运动。定性上考虑，液体两端的压强差，液体密度，摩擦力大小以及吸管横截面面积都会是吸饮料速率的影响因素。
进一步分析液面两端压强差的影响因素，其不仅与口腔和液面处的压强有关，还与这小段液体所处的高度有关，即吸管的长度也是影响因素之一。同时由于喝饮料时有两种情况，一种是开着盖喝，还有一种是关着盖喝，生活中的经验告诉我们开着盖喝好像比关着盖喝更容易点。原因是对应情况下液面处气压的变化形式其实是不同的，开着盖时，由于液面上的空气与大气直接接触，可以认为该处气压保持不变，一直是大气压，但关着盖的时候，液面处的大气压会随着液体的减少是空气体积增大，导致该处气压降低，生活中喝饮料时是不是吸着吸着就发现饮料盒变形了呢？
最后分析一下能量转化情况，对于开着盖的情况，人吸气主动做功，结果是口腔气压减小，产生压强差，液体在压力的作用下克服重力和摩檫力做功，此过程中人和大气压相当于外环境，同时对系统做功使得液体重力势能增大，动能增大并产生一定的热量；当然如果仰着头用吸管喝饮料的话，重力势能就会减小啦，相当于人体、大气压、重力三者做功全部转化为液体的机械能；这种情况下也会出现人体不做功的情况，详见问答第83期的虹吸现象。关着盖喝饮料时，外环境只有人，因此是人体主动做功使得液体的机械能发生变化，同时产生热量。
用吸管喝饮料，当然最主要的还是要看你的吸饮力是不是足够大啦！
本期答题团队：
物理所螳吉呵呵、勿用、可爱的你、Patwf
写下您的问题，下周五同一时间哦~
↓识别下方二维码快速提问↓
