法拉第電磁感應(yīng)定理告訴我們

磁通量的變化產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)

閉合電路中的導(dǎo)體切割磁感線

會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

那么，問(wèn)題來(lái)了

地球作為一個(gè)巨大的磁鐵

我們可以利用地球的磁場(chǎng)發(fā)電嗎？

1

Q：1×0=0到底是因?yàn)?乘任何數(shù)都等于原數(shù)還是因?yàn)?乘任何數(shù)都得0？

by? 一毫秒的永恒

這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上比較辯證。如果在這里假定“1×0”是實(shí)數(shù)域上的乘法，我們可以查閱一下實(shí)數(shù)域的公理：“對(duì)每個(gè)a∈R，存在R中唯一的元素，記為0，稱為加法零元（或加法中性元）；對(duì)每個(gè)a∈R，存在R中唯一的元素，記為1，稱為乘法單位元（或乘法中性元），使a+0=a，a·1=a”。所以，這個(gè)問(wèn)題如果是在這個(gè)實(shí)數(shù)域公理的框架下回答，那么答案就應(yīng)該是，題目中的兩種說(shuō)法都對(duì)。

參考：實(shí)數(shù)公理

（https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%9E%E6%95%B0%E5%85%AC%E7%90%86/7921838?fr=aladdin）

By Luna

2

Q：多大的電壓才能擊穿空氣？

by 匿名

這個(gè)問(wèn)題非常的復(fù)雜，這個(gè)電壓與需要擊穿（讓氣體導(dǎo)電）的氣體厚度d，氣體的壓強(qiáng)p、溫度T、氣體分子的種類等都有關(guān)系。這個(gè)式子長(zhǎng)這個(gè)樣子（是的，非常復(fù)雜非常麻煩）：

為了直觀地給出我們需要多大的電壓才足以擊穿空氣，可以舉一個(gè)特定條件下的例子：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和零攝氏度的條件下，讓兩塊平行板中間厚度為1m的大氣導(dǎo)電，所需要外加的電壓大約為3.4MV。

By Luna

3

Q：徹底擰干毛巾需要多大的力?

? ? ?by?月餅

很遺憾，毛巾是無(wú)法被徹底“擰”干的，毛巾的主要由脫脂純棉制成，主要成分是纖維素，而纖維素中有大量親水性的-OH基，水分子會(huì)通過(guò)非共價(jià)鍵的形式吸附于纖維表面形成結(jié)合水，這是毛巾吸水的主要原因。

由于水的表面張力，毛巾中的縫隙也可以儲(chǔ)存水分，可以從毛巾中擰出來(lái)的水就來(lái)源于此，此時(shí)仍然會(huì)有部分水分以結(jié)合水的形式儲(chǔ)存于毛巾中，可以通過(guò)曬太陽(yáng)來(lái)去除這一部分水。

如果非要通過(guò)手?jǐn)Q的方式盡可能的達(dá)到理想的效果，參考1200轉(zhuǎn)/分的洗衣機(jī)脫水功能，假設(shè)滾筒半徑0.2m，毛巾平均質(zhì)量為500g，我們通過(guò)“甩”的方式需要維持約1579N的力，利用此力大約可以舉起161Kg的物體。（嗯...接近69KG級(jí)舉重抓舉的世界記錄水平......）而且，這是“甩”不是“擰”，通過(guò)甩我們可以將離心力實(shí)實(shí)在在的作用到水分上，擰并不會(huì)直接作用到水分，此時(shí)水仍可以通過(guò)粘滯力吸附在毛巾上，也就是說(shuō)，即便我們使出了世界記錄水平的力氣去擰一塊毛巾，也不可能把它擰到像洗衣機(jī)脫水過(guò)的那樣干。

By GUOmazing

4

Q：可不可以利用地球的磁場(chǎng)發(fā)電？

by?自旋玻

答案是肯定的，在我們小學(xué)二年級(jí)的時(shí)候就知道了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，如果閉合電路中的一段導(dǎo)線在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv。

1992年美國(guó)“阿特蘭蒂斯”航天飛船進(jìn)行過(guò)一次利用地球磁場(chǎng)發(fā)電的實(shí)驗(yàn)，在距離赤道約3400km處發(fā)射一枚衛(wèi)星，之間通過(guò)一根約20km的金屬繩鏈接，在飛船航行過(guò)程中進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了約3A的電流。所以說(shuō)利用地磁發(fā)電是可行的，但是實(shí)現(xiàn)有效率的轉(zhuǎn)化還是很遙遠(yuǎn)。地表最大的磁場(chǎng)強(qiáng)度約68μT，處于南極附近，若兩人牽扯10m長(zhǎng)金屬線以正常跑步速度（3m/s）在此冰原上奔跑，會(huì)產(chǎn)生約0.002V電壓，這么點(diǎn)電壓可能不會(huì)滿足我們一路火花帶閃電的想象，但是也不要灰心，如果有一個(gè)人愿意與你在南極牽繩奔跑，還是有可能產(chǎn)生愛(ài)情的火花的。

By GUOmazing

5

Q：過(guò)冷水和過(guò)沸水的原理是什么，為什么突然改變液體環(huán)境就會(huì)導(dǎo)致其凝結(jié)和沸騰？

by 匿名

過(guò)冷水和過(guò)沸水分別是溫度低于冰點(diǎn)的水和溫度高于沸點(diǎn)的水。從一般的熱力學(xué)理論我們可以知道，物體總是偏好自由能最低的狀態(tài)。但是對(duì)于一杯完全勻質(zhì)且完全純凈的水來(lái)說(shuō)，大自然實(shí)際上是必須要去通過(guò)演化來(lái)找到這個(gè)自由能最低的狀態(tài)的。在找到這個(gè)狀態(tài)的過(guò)程中，我們可以想象，所有的粒子，也就是阿伏伽德羅常數(shù)級(jí)別的粒子必須要從一個(gè)運(yùn)動(dòng)非常混亂的狀態(tài)，通過(guò)自己的運(yùn)動(dòng)和粒子間相互作用到達(dá)一個(gè)非常固定的狀態(tài)，這件事情非常難發(fā)生，以至于現(xiàn)實(shí)中我們幾乎看不到。這就是凝結(jié)過(guò)程需要凝結(jié)核的原因。

在有凝結(jié)核的時(shí)候，也就是各種各樣的小顆粒雜質(zhì)的時(shí)候。以水的結(jié)晶為例，實(shí)際上晶體并非一瞬間全部凝結(jié)，而是慢慢生長(zhǎng)的。凝結(jié)核分散在液體內(nèi)部，周圍的結(jié)晶就不需要滿足全晶體的勻質(zhì)而只需要滿足局部的勻質(zhì)即可，這讓結(jié)晶變得簡(jiǎn)單很多。

過(guò)沸騰水的原理則可以用另一個(gè)現(xiàn)象解釋，在水的沸騰中，因?yàn)樗膲毫Γ瑢?shí)際上偶然出現(xiàn)的非常微小的水蒸氣氣泡會(huì)因?yàn)樗畨憾鵁o(wú)法膨脹。而各種各樣的雜質(zhì)表面一般會(huì)吸附很多小氣泡，也有可能液體中本來(lái)就已經(jīng)有了這些小氣泡，這些氣泡已經(jīng)足夠大而不會(huì)被水的壓力控制住膨脹，因而也就可以繼續(xù)吸收液體中的水，最終形成了沸騰的時(shí)候我們看到的咕嚕咕嚕的氣泡。

綜上所述，在過(guò)冷和過(guò)熱的水中，相變實(shí)際上是需要一些雜質(zhì)的輔助的，改變液體環(huán)境往往引入了這樣的雜質(zhì)或者小氣泡，這就會(huì)瞬間引起液體的相變。

By Luna

6

Q：甘油能自由穿過(guò)細(xì)胞膜，為什么甘油能作滲透壓調(diào)節(jié)劑？

by?匿名

滲透壓的產(chǎn)生是由于半透膜（只允許離子和小分子物質(zhì)通過(guò)的薄膜）兩側(cè)溶液濃度不同，為了防止水從低濃度側(cè)無(wú)限制地滲透到高濃度側(cè)而在高濃度側(cè)產(chǎn)生了一個(gè)額外壓強(qiáng)。滲透壓與溶液中不能通過(guò)半透膜的微粒數(shù)目和環(huán)境溫度有關(guān)?？吹竭@里你可能產(chǎn)生了如題的疑問(wèn)，其實(shí)，甘油穿過(guò)細(xì)胞膜可以近似看作某種物質(zhì)穿透半透膜的情形（實(shí)際上細(xì)胞膜是一種選擇透過(guò)性膜，其透過(guò)性不止與物質(zhì)尺寸有關(guān)），當(dāng)要維持細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓時(shí)當(dāng)然不能讓溶質(zhì)自由出入細(xì)胞，否則細(xì)胞內(nèi)外就會(huì)達(dá)到同樣的濃度，可能會(huì)造成細(xì)胞吸水脹破或失水干癟，但如果要調(diào)節(jié)滲透壓，說(shuō)明細(xì)胞的濃度不處于正常狀態(tài)，這時(shí)就需要借助可以穿過(guò)細(xì)胞膜的物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的濃度差達(dá)到調(diào)節(jié)滲透壓的目的。比如我們平時(shí)在醫(yī)院常見(jiàn)的生理鹽水（0.9%的氯化鈉溶液）和葡萄糖溶液都可作為滲透壓調(diào)節(jié)劑來(lái)使用。當(dāng)然，不同的滲透壓調(diào)節(jié)劑會(huì)用于不同的情況，這就涉及到一些醫(yī)藥方面的知識(shí)，在這里就不討論了。

By 懶懶的下午三點(diǎn)半

7

Q：特效為什么要用綠幕，而不是辨別度更高的白幕，綠色有什么優(yōu)勢(shì)嗎？

by?華殤

摳像的要求是純色背景，純度越高越好，背景越均勻越好，因此理論上來(lái)說(shuō)赤橙黃綠青藍(lán)紫任何一種顏色都可以，只要被摳的物體上沒(méi)有大面積相近色就好，當(dāng)然，這個(gè)相近是對(duì)于計(jì)算機(jī)的分辨率而言的。相對(duì)于其他顏色，綠色確實(shí)較少出現(xiàn)，同時(shí)攝像機(jī)感光芯片采集的色彩就是紅、藍(lán)、綠三原色。而紅色服飾的演員和物體太常見(jiàn)，所以，藍(lán)綠兩色常作為摳像背景，且綠色感光點(diǎn)較多，可采集的信息量也最大，因此被廣泛應(yīng)用于特效拍攝的就是綠幕了，除非要分離的物體本身就是綠色的，比如植物人。如果你是綠巨人就不用綠幕，當(dāng)然，也不用特效。

By?懶懶的下午三點(diǎn)半

本期答題團(tuán)隊(duì)

物理所? ?Luna、GUOmazing、懶懶的下午三點(diǎn)半

↓識(shí)別下方二維碼快速提問(wèn)↓

我們下期再見(jiàn)~