小朋友們總是會(huì)問(wèn)起充滿想象力的問(wèn)題

這些問(wèn)題老師不教

爸媽不會(huì)

不問(wèn)憋得慌

比如下面這個(gè)問(wèn)題

屁有沒(méi)有顏色??？

1

Q：冬天的手機(jī)為什么更費(fèi)電？

by 秦智琛

首先，我們來(lái)解析一下題目：冬天的手機(jī)真的會(huì)更費(fèi)電嗎？其實(shí)不然。我們所能說(shuō)的只是，充滿電的手機(jī)在冬天可以使用的時(shí)間更短。出現(xiàn)這種情況的原因并不一定是因?yàn)槭謾C(jī)消耗了更多的電能，也有可能是因?yàn)殡姵責(zé)o法提供足夠多的電能。

事實(shí)是，冬天手機(jī)的運(yùn)行并不比夏天費(fèi)電甚至更省電。冬天手機(jī)不耐用的原因是電池性能的下降。現(xiàn)在手機(jī)普遍使用鋰電池，它通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。電池標(biāo)稱的容量一般是在25度的環(huán)境下測(cè)得的。在低溫情況下，電池內(nèi)化學(xué)原料的反應(yīng)變得不徹底，在極低溫情況下，電池內(nèi)甚至?xí)Y(jié)晶。所以盡管充電的時(shí)候儲(chǔ)存了足夠多的電能，但是在使用的時(shí)候并不能徹底的釋放出來(lái)，這也就造成了冬天的手機(jī)更費(fèi)電的錯(cuò)覺(jué)。另一種原因是，有些手機(jī)處于保護(hù)機(jī)器的目的會(huì)將手機(jī)設(shè)置為在低溫下自動(dòng)關(guān)機(jī)。

by Nothing

2

Q：為什么在水里睜眼看東西會(huì)看不清？

by 小郭

正常人在水中是遠(yuǎn)視眼。

在人眼中，晶狀體會(huì)把外界的光線匯聚成像到視網(wǎng)膜上，視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞會(huì)將信號(hào)通過(guò)神經(jīng)傳遞給大腦形成視覺(jué)。因此，晶狀體在視網(wǎng)膜上成像的質(zhì)量好壞是人能否看清物體的關(guān)鍵。由于水的折射率大于空氣，所以習(xí)慣了在空氣中看物體的人眼進(jìn)入水中之后會(huì)難以將光線匯聚成清晰的像，這就是人在水中看不清的原因。

同樣的，如果把魚(yú)拿到岸上，它就會(huì)變成近視眼，讀者可以自行分析原因。

by Nothing

3

Q：物理學(xué)中有沒(méi)有“離心力”這一說(shuō)法？

by?CWX

物理學(xué)中確實(shí)存在“離心力”的說(shuō)法。但是離心力并不是真實(shí)存在的力，而是為了在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中描述方便引入的假想的力。

在非慣性系中，牛頓第二定律不再適用，但是如果引入一個(gè)合適的假想的力（慣性力），牛頓第二定律又重新適用，這樣可以簡(jiǎn)化問(wèn)題的求解。在平動(dòng)的非慣性系中，引入的慣性力大小等于參考系加速度和物體質(zhì)量的乘積，方向和體系加速度相反。在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中，如果被研究物體不動(dòng)，只需引入一個(gè)與向心力大小相等方向相反的假想的慣性力，這個(gè)力就是離心力。如果轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中的物體在動(dòng)的話，還要引入科里奧利力才能合理地描述物體的運(yùn)動(dòng)。

一般情況下，我們默認(rèn)選擇慣性參考系。所以，這時(shí)是不存在離心力的。當(dāng)然旋轉(zhuǎn)中的物體飛出去也不是因?yàn)槭艿诫x心力的作用，而是因?yàn)橥饬Σ蛔阋蕴峁﹫A周運(yùn)動(dòng)所需的向心力發(fā)生了離心現(xiàn)象。

by Nothing

4

Q：正經(jīng)問(wèn)：屁有顏色嗎？

by?潮生

正經(jīng)答，人眼看來(lái)，他們是無(wú)色透明的。但是如果用一些特殊的手段，確實(shí)可以看到有顏色的屁。

屁的主要?dú)怏w來(lái)源分為兩部分：人在咀嚼時(shí)吞入到消化道中的空氣，以及身體消化系統(tǒng)內(nèi)部菌群產(chǎn)生的氣體。如果我們看它們的化學(xué)組成的話，其絕大部分都是無(wú)色無(wú)味的氣體，比如氧氣，氮?dú)?，二氧化碳，氫氣和甲烷。而屁的味道?lái)自內(nèi)部微量的硫化氫，吲哚和糞臭素等。這些人眼都看不到。

從另一角度來(lái)看，正常人每天都會(huì)要放好幾個(gè)屁。我們可以大膽假設(shè)，要是屁有顏色而且還被你看到了的話，肯定不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題了。假如現(xiàn)實(shí)是屁有顏色而你從小長(zhǎng)到大從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)，根據(jù)人的放屁頻率可以估算這種情況出現(xiàn)的概率。我們不妨設(shè)每人每天放8個(gè)屁，每個(gè)人和你接觸的時(shí)間為4小時(shí)。那么 ta 在你面前不放屁的概率為（20/24）^8 = 0.233，那么你在接觸了13個(gè)人以后，你見(jiàn)不到屁的概率已經(jīng)比你買彩票中一等獎(jiǎng)的概率還要低了。

所以醒醒吧，人眼是看不到屁的顏色的。但是，一切困難都攔不住一個(gè)有夢(mèng)想的人。

比如我們可以根據(jù)屁的溫度和外界空氣溫度的不同，利用熱成像儀來(lái)看到一個(gè)「有顏色的屁」。

老師，我買不到熱成像儀怎么辦？別擔(dān)心，早在一百多年前，人們就發(fā)明了紋影法，只需要使用一個(gè)刀片，一個(gè)反射鏡就可以觀察流動(dòng)的空氣。其基本原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是利用了密度不同的空氣的折射率不同，導(dǎo)致光線在通過(guò)這些折射率不一的空氣時(shí)會(huì)發(fā)生偏折，從而最終出現(xiàn)明暗變化。最早的紋影法是黑白的紋影法，人們只能看到黑白的屁。然而隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們也發(fā)明出了彩色紋影法，不過(guò)有沒(méi)有人試圖去看一下彩色的屁，就不得而知了。

關(guān)于紋影法的更多內(nèi)容可以閱讀《給你一雙「火眼金睛」，你想不想要？》（地址：https://mp.weixin.qq.com/s/EeqwsqZBgcq45SW9ErAKyw? ）。

by Cloudiiink

5

Q：為什么積雨云的下方是平的？

by?元素素~悟詩(shī)

首先我們知道真正的水蒸氣在空氣中是無(wú)色無(wú)味的，云是大量水蒸氣凝結(jié)而成的小水珠的聚集體。

一般認(rèn)為低云包括積雨云的形成過(guò)程是一個(gè)絕熱降溫過(guò)程，此過(guò)程中，隨著氣體高度升高，溫度降低，形成未飽和濕空氣，當(dāng)未飽和濕空氣繼續(xù)冷卻達(dá)到飽和時(shí)即開(kāi)始出現(xiàn)小水珠的凝結(jié)，形成云。

一般將在空氣中水汽含量不變，?保持氣壓一定的情況下，?使空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度稱露點(diǎn)（Td），實(shí)際溫度（T）與露點(diǎn)溫度（Td）之差則表示空氣距離飽和的程度，同時(shí)將云形成過(guò)程中未飽和濕空氣飽和時(shí)的高度稱為抬升凝結(jié)高度（LCL）,可以通過(guò)地面溫度和地面露點(diǎn)溫度進(jìn)行估算，約為其差值的123倍：

對(duì)于局部地區(qū)的空氣而言，其抬升凝結(jié)高度在短時(shí)間內(nèi)是固定的。根據(jù)云朵形成的熱泡理論，地面的濕空氣形成熱泡在浮力的作用下上升，達(dá)到抬升凝結(jié)高度時(shí)凝結(jié)形成小液滴，在固定抬升凝結(jié)高度的限制下形成平平的云底。

參考：https://www.zhihu.com/question/33447359/answer/56528557

by 勿用

6

Q：什么是信息熵？

by?scientist

信息熵是信息論的概念，1948年香農(nóng)創(chuàng)立信息論時(shí)提出了信息的度量問(wèn)題，采用“熵”這一名稱。

類似于熱力學(xué)熵，信息熵也可以認(rèn)為是紊亂程度的測(cè)度，用來(lái)表征物理系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不確定性。當(dāng)通過(guò)通信收到消息后，我們對(duì)信息源的了解就更多，從信息源得到信息量，信息源的不確定性會(huì)減小，信息熵減少。當(dāng)信息源的狀態(tài)完全確定或者說(shuō)完全有秩序時(shí)，信息熵為零。

另一個(gè)信息熵定義的表述為：對(duì)于一個(gè)隨機(jī)變量系統(tǒng)，信息熵量度了在我們得到一個(gè)隨機(jī)變量時(shí)平均得到的信息量，這兩種定義是一致的。例如從一副洗亂的撲克牌中隨機(jī)抽一張牌，抽到某一張牌的概率是1/54，獲得的信息量為-log(1/54)(bit)；如果將牌按一定次序排好，系統(tǒng)是完全有序的，無(wú)論我們抽到哪張牌，我們都無(wú)法獲得更多的信息量，信息熵為零。

在信息論中，收到某一信息獲得的信息量定義為信息傳輸前后不確定性的減少量，信息熵描述了信源的平均不確定性，在無(wú)噪聲情況下，接收者接收信息是獲得的平均信息量即為信源的信息熵。

參考：《信息論》?傅祖蕓

by 勿用

7

Q：發(fā)電機(jī)的工作原理是磁生電，一般是用磁體運(yùn)動(dòng)，金屬體不運(yùn)動(dòng)，但如何使磁感線能夠被金屬體切割呢？

by?Das schicksal

在電磁理論中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互轉(zhuǎn)化。

磁生電遵循的是法拉第電磁感應(yīng)定律。磁場(chǎng)在電路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)一般可以分為兩種，一種叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：靠導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。另一種叫感生電動(dòng)勢(shì)：依靠變化的磁場(chǎng)改變回路中的磁通量來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。在后一種情況中，回路不需要運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樽兓拇艌?chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)從而驅(qū)動(dòng)電路中的電子運(yùn)動(dòng)形成電流。

對(duì)于題主所說(shuō)的這種情況，我們即可以認(rèn)為磁體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)磁感線運(yùn)動(dòng)，磁感線切割導(dǎo)線產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。也可以認(rèn)為是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)從而生成電動(dòng)勢(shì)。

by Nothing

本期答題團(tuán)隊(duì)

物理所? ?Nothing、Cloudiiink、勿用