今天，小編將向大家傳授

武林（物理）絕技

上天七式——左腳踩右腳

請大家跟我一起唱：

跟著我

左腳右腳一個慢動作

右腳左腳慢動作重播

問答專欄，為你解惑

你有沒有愛上我！

跟著我?

思考 質(zhì)疑 黑暗中探索

掃碼 提問?從不同學科

青春有太多未知的猜測

成長的煩惱算什么！

（PS：問答專欄，專治物理“疑難雜癥”

歡迎大家完善問答專欄"欄歌"）

1

Q:為什么有的保溫杯保溫效果差，有的保溫杯保溫效果好，是原理的不同還是材料工藝的不同？

by?熱水就要配紅棗枸杞

保溫杯從保溫瓶發(fā)展而來的，其保溫原理與保溫瓶基本一致，保溫效果的好壞在原理上沒有本質(zhì)區(qū)別。1892年，化學家詹姆士·杜瓦制成雙重玻璃容器，并將內(nèi)側(cè)玻璃壁上涂上銀，然后又抽掉了雙重玻璃間的空氣，還申請了專利，據(jù)此熱水瓶也被稱為杜瓦瓶。

保溫杯，簡單說就是能夠保溫的杯子，一般是由陶瓷或不銹鋼加上真空保溫層做成的盛水容器，頂部有蓋，密封嚴實，真空保溫層能使裝在內(nèi)部的水等液體延緩散熱，實現(xiàn)保溫。

熱量主要以熱對流、熱傳導、熱輻射這三種方式進行傳遞，真空保溫層由于真空層中沒有傳遞介質(zhì)，有效抑制了熱對流和熱傳導，同時在真空層內(nèi)層通過鍍反熱鍍層的方法將熱量反射回保溫杯內(nèi)部，實現(xiàn)保溫。

上圖給出了常見的兩種保溫杯結(jié)構，其中無尾真空焊接技術的實現(xiàn)使得真空夾層漏氣的概率減小，實現(xiàn)了更高效率的保溫。同時真空保溫杯一般配有樹脂杯頭，以達到良好的密封效果。

通過對保溫原理的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，保溫杯利用的主要是真空保溫以及鍍層對熱量的反射而實現(xiàn)保溫，不考慮瓶口的密封效果，影響保溫效果的關鍵因素即為真空層的真空度和鍍層的熱量反射能力，這些因素主要由保溫杯制造過程中的材料工藝決定。

By 勿用

2

Q:請問為什么用手拋東西有時候越重反而越遠？

by 匿名

為了分析簡單，我們假設每次拋的物體外形相同但質(zhì)量不同。同時假設出手點和出手角度相同。

一般來說，手拋物體的距離先隨物體質(zhì)量增加而增加，然后隨質(zhì)量增加而減小。

我們知道，即便是不拿任何東西，揮手速度也存在最大值。而拿了重物后，物體的出手速度會隨質(zhì)量增加而減小。如果不考慮空氣阻力，應該是出手速度大的物體飛行更遠，也就是質(zhì)量小的物體被拋得更遠。但是考慮空氣阻力后，由于空氣阻力只和物體的外形與速度有關，而加速度和質(zhì)量成反比，因此，以同樣速度飛行的兩個物體，質(zhì)量越小，阻力形成的加速度越大，阻礙物體運動的效果越明顯。因此，盡管輕物體的初速度大，但是加速度也大，所以水平速度會迅速減小。對于較重的物體來說，雖然初速度沒有那么大，但是加速度小，速度衰減慢，這樣它的飛行距離就有可能超過輕物體。但是對于非常重的物體，即使它的加速度很小，不過由于初速度也很小，這導致它的飛行距離很近。

By?Nothing

3

Q:左腳踩右腳交替能上天么？

by?匿名提問者

“以右腳墊左腳，借力使力，又向上拔起丈余，就看見窄巷兩邊的短墻后，都有一個人分別向左右兩方竄出......”

我們經(jīng)常在武俠小說或者武俠片中看到這樣的橋段，主人公輕功練成，原地跳起后，快速左腳踩右腳交替下去就能騰空而起，飛向云端。而這種場景相信出現(xiàn)在很多心懷武俠夢的人的腦海中。但是小編現(xiàn)在不得不潑一盆冷水了。從科學的角度講，這種神奇的輕功并不能在現(xiàn)實中實現(xiàn)。

先舉一個例子，我們知道，我們之所以能夠跳起一定高度，是我們在離地之前收到了地面給我們的向上的力。從動量的角度說，

離地之前地面對我們的作用給了我們額外的向上的動量變化。

現(xiàn)在我們來考察一下“踩腳-升空”的情況。先原地起跳，無疑能跳起來，但是在跳起來之后，以人為一個系統(tǒng)，左腳踩右腳是系統(tǒng)內(nèi)的作用?；蛘哒f，左腳向下踩右腳，右腳得到了向下的動量變化P1，左腳得到了向上的動量變化P2，二者大小相等——而兩個腳都在人身上——所以對于人來說，左腳踩右腳并沒有給人額外的動量變化。

相反，不考慮空氣阻力，對于人這個系統(tǒng)，重力倒是一直作用在人身上——使騰空的人最終落回地面。

所以說，原地起跳之后左腳踩右腳，最后的結(jié)果就是被重力拽回地面；

用力踩的話——結(jié)果就是腳疼+落地→_→

By Dannis

4

Q:植物會得癌癥么？

? ? ?by??路人甲

我們常聽說人或者動物患癌癥，那么植物有沒有“得癌癥”的概念呢？要回答這個問題，我們首先要明確一下什么是癌癥。

一般來講由于遺傳因素、環(huán)境因素（物理化學或者生物方面）刺激等影響，細胞在時分裂出現(xiàn)異常增殖就可能發(fā)展成腫瘤，而腫瘤也會被分成良性和惡性，而后者一般就被稱為癌癥，相比于良性腫瘤，它更容易在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移和擴散。

那么植物體內(nèi)是否會發(fā)生如上過程呢？答案是肯定的。在內(nèi)外因素的刺激下，植物體上也會發(fā)生異常增生的現(xiàn)象，不過同動物細胞不一樣的是，由于植物細胞有細胞壁的存在，這種異常增生的“瘤體”一般不容易在植物體內(nèi)擴散。

但是！凡事還是有例外的。。一個典型的例子就是冠癭病。冠癭病菌在侵入植株后，可在皮層的薄壁細胞間隙中不斷繁殖，并分泌刺激性物質(zhì)，使鄰近的植物細胞加快分裂、增生，惡性的情況下同樣會擴散并導致植株死亡。從某種意義上說，這大概就算是植物“患癌”了。

By?Dannis

5

Q:聲音傳播的遠近和聲音音調(diào)的高低有關系嗎？

by?匿名

要想知道聲音傳播的遠近和聲音音調(diào)的高低是否有關系，首先要知道聲音傳播的遠近反映的是聲波的衰減程度，而造成聲波衰減的原因主要有以下三個：

1.擴散衰減

物體振動發(fā)出的聲波向四周傳播，聲波能量逐漸擴散開來。能量的擴散使得單位面積上所存在的能量減小，聽到的聲音就變得微弱。單位面積上的聲波能量隨著聲源距離的平方而遞減。（聲波類型不同，隨著傳播距離增加其擴散衰減的規(guī)律也不相同）。

2.吸收衰減

聲波在固體介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點之間的內(nèi)摩擦，從而使一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?同時，由于介質(zhì)的熱傳導，介質(zhì)的稠密和稀疏部分之間進行熱交換，從而導致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。介質(zhì)的這種衰減稱為吸收衰減。通常認為，吸收衰減與聲波頻率的一次方或平方成正比。

3.散射衰減

當介質(zhì)中存在顆粒狀結(jié)構(如液體中的懸浮粒子、氣泡，固體中的顆粒狀結(jié)構、缺陷、攙雜物等)而導致的聲波的衰減稱散射衰減。通常認為當顆粒的尺寸遠小于波長時，散射衰減與頻率的四次方成正比；當顆粒尺寸與波長相近時，散射衰減與頻率的平方成正比。

擴散衰減只與距聲源的距離有關，與介質(zhì)本身的性質(zhì)無關。吸收衰減與散射衰減大小則取決于聲波的頻率和介質(zhì)本身的性質(zhì)。

聲音的音調(diào)高低與聲波的頻率高低有關，所以，音調(diào)高低會影響聲波的吸收衰減和散射衰減從而影響聲音傳播的遠近。

總的來說，音調(diào)越高的聲音頻率越大，吸收衰減和散射衰減越大，聲音傳播距離越短。

By?懶懶的下午三點半

6

Q:正火、退火、淬火、回火等熱處理工藝，基本都是升溫后再冷卻的過程，那么在物理細節(jié)上到底有何不同？

by?匿名

熱處理過程均由加熱、保溫、冷卻三個階段組成，按加熱保溫的溫度和冷卻的速度不同分為四種不同的熱處理工藝，不同的熱處理工藝能為材料帶來不同的組織和性能（以鐵碳為例）。

正火：正火是將鋼件加熱到奧氏體化（奧氏體是碳固溶到γ-Fe中形成的間隙固溶體）后，保溫足夠時間后出爐在空氣中自然冷卻到室溫的一種熱處理工藝方法。

退火：將鋼件加熱到適當溫度并保溫一定時間后，緩慢地冷卻到室溫（爐冷）的熱處理工藝方法稱為退火。與正火相比，退火的冷卻速度較緩慢。采用不同的退火工藝可以實現(xiàn)材料的球化、應力去除或轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織。

淬火：淬火是將鋼件加熱到相變點以上某一溫度，保溫足夠時間獲得奧氏體后，以大于馬氏體（碳在α-Fe中過飽和的固溶體）的臨界冷卻速度的冷卻獲得馬氏體組織的一種熱處理工藝。淬火的冷卻速度是四種熱處理工藝中最快的，主要是為了阻止原子擴散，保留高溫組織。

回火：將經(jīng)過淬火后的鋼重新加熱到臨界轉(zhuǎn)變溫度以下某一溫度，保溫足夠時間后以適當?shù)乃俣壤鋮s到室溫的熱處理工藝稱為回火。按回火溫度不同可分為三種類型的回火：低溫回火（150~250℃）；中溫回火（350~500℃）；高溫回火（500~650℃）

下圖為加熱和冷卻時鐵碳相圖上各相變的位置。

A1、Acm、A3為平衡狀態(tài)下臨界轉(zhuǎn)變溫度，而在實際中，由于加熱或冷卻過程不夠緩慢而不處于平衡態(tài)，相變點或相變線會偏離平衡相圖，Ac1、Accm、Ac3分別為實際加熱時的臨界溫度，Ar1、Arcm、Ar3分別為實際冷卻時的臨界溫度。

By?懶懶的下午三點半

7

Q:為什么物體不能用有限手段到達絕對零度？

by 謝謝

絕對零度是定義出來的而不是實驗測量出來的，目前在實驗上還沒有辦法達到絕對零度。

根據(jù)玻爾茲曼公式S=kBlnΩ，Ω為微觀狀態(tài)數(shù)，在0K下，所有粒子被凍結(jié)在基態(tài)，此時微觀狀態(tài)數(shù)是確定為1的，故S=kBln1=0。我們從以下兩個角度來理解無法達到絕對零度的原因。

1)、

對1mol理想氣體，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有P=RT/V，假設初始狀態(tài)為T1，V1，經(jīng)過某個過程，降溫至T2。

當T2=0K時，氣體體積V2發(fā)散，說明對1mol理想氣體而言，只有在其體積無限大時才能實現(xiàn)絕對零度，而這是在有限手段下無法實現(xiàn)的（敲黑板，劃重點啦?。?。

2、

某一狀態(tài)下的熵

若T趨于0K，熵對于一個確定的狀態(tài)是有限值，要使積分收斂，則體系的定壓熱容Csp趨于0（該現(xiàn)象已在實驗上觀察到），熱容趨于0意味著物體熱容對溫度很敏感，很少的熱量就會使物體溫度發(fā)生明顯變化，而在實驗中無法制造出一個百分之百完全絕熱的體系，因而在實驗上無法達到絕對零度。

By??懶懶的下午三點半

本期答題團隊

物理所? ?勿用、Nothing

我們下期再見QwQ