冰棍，

作為夏日必備的解暑良品，

陪伴了我們整個(gè)夏季，

而在吃冰棍的過(guò)程中，

常常會(huì)發(fā)現(xiàn)吸得越使勁，

感覺越甜，

這是為什么呢？

（當(dāng)然，作為小編，少不得勸勸各位：

夏天快要過(guò)去，請(qǐng)你少買冰淇淋，

天涼別再穿短裙，別再那么淘氣。）

1

Q：為什么濕了的紙會(huì)更容易被撕爛？

by 自然科學(xué)愛好者

首先紙張主要是由纖維（主要是植物纖維，其主要成分為纖維素）和其它固體顆粒物結(jié)合而成的多孔性網(wǎng)狀材料。纖維素分子由于親水性，和水分子形成氫鍵，接著脫水處理，最終纖維素分子的羥基之間距離小到足以產(chǎn)生氫鍵，這就是造紙的過(guò)程。也就是說(shuō)紙張的強(qiáng)度來(lái)源于纖維素分子之間的氫鍵結(jié)合力。那我們向紙張上放水，其過(guò)程相當(dāng)于是破壞了纖維素分子羥基之間的氫鍵，增加了分子間距離，強(qiáng)度自然就變低了！

By?Aaron Chen

2

Q：吃冰棒時(shí)使勁吸為什么會(huì)感覺更甜一些？

by 十一

解釋這個(gè)問(wèn)題需要用到材料領(lǐng)域中“相”的概念。所謂“相”就是體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的部分。純凈水把糖、色素溶解，形成溶液，因?yàn)槿芤菏蔷环€(wěn)定的混合體系，所以這個(gè)溶液體系就是一種“相”?？墒菍⑷芤簝龀杀艉螅艟筒皇且环N相了，至少會(huì)有兩種相。這是因?yàn)樯睾吞窃谒械娜芙舛却?，在冰中的溶解度小，將溶液冰凍的時(shí)候，溶液中的水大量析出結(jié)冰，而色素和糖則基本上留在未結(jié)冰的水中，形成高濃度的糖水。糖水存留在疏松的冰的空隙中。高濃度的糖水的凝固點(diǎn)比較低，所以它在冰棒中是幾乎以液體的形式存在的。使勁吸一口冰棒的時(shí)候，你吸的其實(shí)是高濃度的糖水，所以就會(huì)覺得更甜了。細(xì)心觀察其實(shí)可以發(fā)現(xiàn)，使勁吸一口，冰棒上的顏色會(huì)淡不少，這是你把糖水中的色素也一塊兒吸走了的緣故。

By?重光

3

Q：為什么人無(wú)法穿墻？

? ? ?by?二次元函數(shù)

在經(jīng)典物理中，人之所以無(wú)法穿墻是因?yàn)閴w會(huì)給人一個(gè)巨大的推力阻礙人的運(yùn)動(dòng)。更專業(yè)的說(shuō)是墻形成的勢(shì)壘大于人的動(dòng)能，因此，人無(wú)法穿墻。但是在量子物理中存在量子隧穿，也就是說(shuō)即便是面對(duì)高于動(dòng)能的勢(shì)壘，一個(gè)粒子也有一定的概率去穿過(guò)勢(shì)壘而不是像經(jīng)典情形中那樣被完全反彈回來(lái)。但這是對(duì)單個(gè)粒子來(lái)說(shuō)的，人是有超多粒子通過(guò)極其復(fù)雜的相互作用組成的，我們不能把單粒子情形中的結(jié)論直接拿來(lái)用，原則上我們也可以通過(guò)解薛定諤方程來(lái)計(jì)算人穿墻的概率，但是，顯然目前還沒有人能做到這一點(diǎn)。不過(guò)，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，即便是能做到人穿墻，其概率也是極其小的，畢竟沒有人在實(shí)驗(yàn)中做到這一點(diǎn)。

By Nothing

4

Q：柴油的燃點(diǎn)比汽油低，但為什么汽油比柴油更容易燃燒?

by 母嬰up—媽咪叔

這里有兩個(gè)常用的概念，一個(gè)是燃點(diǎn)，指與氧氣充分混合的燃燒物達(dá)到持續(xù)燃燒所需要的最低溫度；另一個(gè)概念叫閃點(diǎn)，指在燃燒物表面行成的燃燒物蒸汽與空氣的混合氣體在遇到明火時(shí)一閃即燃的最低溫度，這種一閃即燃的過(guò)程叫閃燃，閃燃一燃即滅，當(dāng)然有時(shí)候也可引發(fā)持續(xù)的燃燒。汽油與柴油的燃點(diǎn)分別為470℃和220℃，閃點(diǎn)汽油小于28℃，柴油大于60℃。汽油和柴油分子的碳原子數(shù)分別是4-10與10-22，汽油是輕質(zhì)油，易揮發(fā)，閃點(diǎn)小于28℃，更容易閃燃，而且由于易揮發(fā)特性，閃燃后也更易引起持續(xù)性的燃燒，相比于柴油閃點(diǎn)高[大于60℃]且不易揮發(fā)，汽油更易燃燒。

By?二十三

5

Q：為什么輪胎大多都是內(nèi)附尼龍網(wǎng)的空心橡膠的，為什么不做成實(shí)心的？

by?白了個(gè)白

輪胎的主要材質(zhì)是橡膠，但其內(nèi)部因不同用途，作為支撐的材料是不同的，我們生活中常見的輪胎，比如自行車，摩托車以及小轎車的輪胎，其對(duì)輪胎的承重要求小，用尼龍是可以的，但是對(duì)于工程機(jī)械或者飛機(jī)等，其輪胎內(nèi)則用鋼絲簾作為支撐，另外輪胎中常用的還有棉線，人造絲。輪胎在最開始是實(shí)心橡膠的，在1845年，英國(guó)人湯姆生發(fā)明了充氣輪胎，四十年后的1888年英國(guó)獸醫(yī)鄧祿普用充氣空心胎減震，效果良好，充氣輪胎才開始普及，因此充氣胎的主要功用是減震。現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看，似乎除了減震，充氣胎行駛時(shí)與地面阻力小，并且在輪胎更換[一般只需要換個(gè)殼]，增大與地面的接觸面積等方面都有優(yōu)勢(shì)，而且重量還輕。

By 二十三

6

Q：重力加速度為什么隨緯度的增加而增大？

by 匿名

假設(shè)地球是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體。當(dāng)?shù)厍虿晦D(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，地球任何一處的重力加速度都是一樣的，等于地球?qū)θ说囊λ墚a(chǎn)生的加速度。

但是當(dāng)?shù)厍蚶@著自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)之后，重力加速度則會(huì)隨著緯度變化了。這是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)之后，地面上的人也在隨著地球作圓周運(yùn)動(dòng)，我們知道，做圓周運(yùn)動(dòng)是需要向心力的，而這部分向心力則是由引力的分力提供的。圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力可以用mRω^2來(lái)計(jì)算，地球上不同地方的ω一致，而R不同。南北極點(diǎn)是不旋轉(zhuǎn)的，R=0，所以引力的分力無(wú)需提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，重力加速度完全由引力產(chǎn)生，因此南北極點(diǎn)的重力加速度最大。而赤道上的圓周運(yùn)動(dòng)半徑最大，所以需要更大的向心力，也就需要更大的引力的分力，這就使得引力的另一個(gè)分力（圖中紫色箭頭）所能產(chǎn)生的加速度就小了，而這個(gè)加速度就是赤道上的重力加速度。

By 重光

7

Q：我們都知道，當(dāng)一段普通導(dǎo)體在作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果將此導(dǎo)體換成超導(dǎo)體并垂直于磁場(chǎng)方向作運(yùn)動(dòng)，此時(shí)超導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？

by?楓

第一類超導(dǎo)體的基本特性有兩個(gè)：零電阻和完全抗磁性即邁斯納效應(yīng)。邁斯納效應(yīng)指的是：施加外磁場(chǎng)時(shí)，磁通量將不能進(jìn)入到超導(dǎo)體內(nèi)部，如圖所示。

根據(jù)麥克斯韋方程組：

變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，在超導(dǎo)體內(nèi)部，由于無(wú)磁場(chǎng)，也沒有磁場(chǎng)的變化，因此無(wú)電流的產(chǎn)生。

根據(jù)描述超導(dǎo)體電磁場(chǎng)變化的倫敦方程得到，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)指數(shù)衰減，當(dāng)其穿透深度很小時(shí)，對(duì)應(yīng)邁斯納效應(yīng)。超導(dǎo)體的內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，但其表面薄層內(nèi)可以存在電流和磁場(chǎng)。正是超導(dǎo)體表面的電流的屏蔽作用使得超導(dǎo)體內(nèi)部和磁場(chǎng)為零。

一種利用磁通俘獲使超導(dǎo)體產(chǎn)生穩(wěn)定永不衰減的電流的方法如下圖所示：

在超導(dǎo)臨界溫度以上，將超導(dǎo)環(huán)置于外磁場(chǎng)中，降低溫度使超導(dǎo)環(huán)處于超導(dǎo)態(tài)，然后撤去磁場(chǎng)，通過(guò)閉合超導(dǎo)環(huán)的磁通量將保持不變，被捕獲在超導(dǎo)環(huán)內(nèi)部，超導(dǎo)環(huán)內(nèi)部表面薄層會(huì)誘導(dǎo)出超導(dǎo)電流，維持超導(dǎo)環(huán)的磁通量，在沒有外界擾動(dòng)下，這個(gè)電流可以長(zhǎng)期存在。

此外，除了第一類超導(dǎo)體之外，還有第二類超導(dǎo)體，第二類超導(dǎo)體中存在著超導(dǎo)和正常態(tài)的混合態(tài)。在正常態(tài)中會(huì)有磁場(chǎng)的產(chǎn)生，超導(dǎo)態(tài)中則沒有磁場(chǎng)，在這兩個(gè)狀態(tài)的過(guò)渡區(qū)的界面，會(huì)有快速衰減的超導(dǎo)電流分布在磁通量周圍。

By?Nuor

本期答題團(tuán)隊(duì)

物理所? ?Nothing、Aaron Chen、Nuor、重光、二十三

我們下期再見~