很多電影中，比如《賭神》

都有將骰子立起來(lái)的場(chǎng)景

那么，問(wèn)題來(lái)了

發(fā)哥骰子是如何立起來(lái)的呢？

高進(jìn)：大力出奇跡！（邪笑）

骰子：為了活下來(lái)?。ㄉl(fā)抖）

1

Q：為什么有的時(shí)候用袖子或戴著手套去點(diǎn)手機(jī)屏沒(méi)反應(yīng)，但觸屏筆就能有反應(yīng)？

by ball lighting

手機(jī)對(duì)外界觸碰做出反應(yīng)背后的關(guān)鍵并不在于觸碰本身，而是由于觸碰物和手機(jī)之間有微小電流產(chǎn)生，然后手機(jī)中的各種電路分析得到觸碰點(diǎn)的位置并做出相應(yīng)的操作。

在這里以電容技術(shù)觸摸屏為例進(jìn)行說(shuō)明（當(dāng)然還有其他如電阻屏等類型的觸摸屏，但是電容屏相對(duì)應(yīng)用更廣）。我們的手機(jī)屏幕其實(shí)是一塊四層復(fù)合玻璃屏，其結(jié)構(gòu)大致如下圖：?

其中有一層ITO面板，ITO是一種氧化銦錫材料，它透明，并且可以導(dǎo)電，常用來(lái)制造觸摸屏幕。當(dāng)我們用觸屏筆或手指觸碰屏幕時(shí)，相當(dāng)于形成了一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō)，電容是導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分別從觸控屏四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置信息，從而達(dá)到操作目的。我們平時(shí)用手機(jī)觸屏操作也是這個(gè)原理，人體此時(shí)也可看作一個(gè)導(dǎo)體傳導(dǎo)電流，當(dāng)然這個(gè)電流是非常微小的。而袖子和普通手套（觸屏手套由于在指尖部分做了特殊處理使之可以在手和屏幕之間導(dǎo)電而能達(dá)到觸屏的效果，只是不太靈敏）并不能導(dǎo)電，這也就解釋了這個(gè)現(xiàn)象。如果大家還將信將疑可以打開(kāi)手機(jī)相冊(cè)試試用鋼尺滑動(dòng)照片，確實(shí)是可以進(jìn)行操作的（小心操作，鋼尺把屏幕劃花了可別怪我沒(méi)提醒大家哦[滑稽]）。

By 懶懶的下午三點(diǎn)半

2

Q：55度杯的原理是什么？

by 匿名

首先根據(jù)廠家的宣傳，他們?cè)?5度杯的夾層中采用了一種相變溫度在55度左右的微米級(jí)相變金屬（相變即指物質(zhì)狀態(tài)改變，如固液氣之間的轉(zhuǎn)變可稱為相變），通過(guò)導(dǎo)熱層將相變金屬在相變中釋放的熱量傳遞給杯中的冷水，或從熱水中吸收熱量用于相變，由于其相變溫度在55度左右，可通過(guò)搖晃1分鐘使杯中水的溫度變?yōu)?5度左右，適合飲用。但是根據(jù)商家所說(shuō)的相變?cè)?，在?duì)熱水降溫（或冷水升溫）后不能立刻再次對(duì)熱水進(jìn)行降溫（或?qū)渌M(jìn)行升溫），因?yàn)橄嘧兒蟛荒芾^續(xù)在相變溫度再次相變吸熱或放熱，就像我們不能讓冰吸熱融化成水后讓水繼續(xù)吸熱融化，只能讓水放熱凝固成冰一樣。

但是實(shí)際上目前在市場(chǎng)上售賣的55度杯并沒(méi)有用商家所宣傳的相變金屬，而是用了各種各樣的其他的填充物。他們并沒(méi)有將他們所說(shuō)的專利用于商品中，所謂的55度杯只是一種電商騙局。對(duì)于這一虛假宣傳，央視爸爸也和我們物理所的研究員共同進(jìn)行了辟謠，詳情可戳新聞直播間：搖一搖，冷水變成55度溫水？（http://tv.cctv.com/2015/01/25/VIDE1422172923122950.shtml）

這里也希望大家不要上當(dāng)受騙。關(guān)注中科院物理所，讓你不再被騙[驕傲]。

By 懶懶的下午三點(diǎn)半

3

Q：傷口上撒鹽是什么原理？撒鹽只是會(huì)更痛還是會(huì)對(duì)身體有害呢？

? ? ?by?嚶嚶嚶

聽(tīng)說(shuō)傷口撒鹽是治療燙傷、燒傷的土方法，那只能說(shuō)大家是容嬤嬤的第五十六代傳人。今天的辟謠：千萬(wàn)別往傷口上撒鹽！

將鹽撒在創(chuàng)面上會(huì)形成高滲環(huán)境，血液中的水分從低濃度的地方向高濃度的地方滲透，導(dǎo)致傷口周圍組織細(xì)胞脫水，刺激神經(jīng)引起劇烈疼痛。此外鹽分還會(huì)被吸收到血液中，引起高鈉血癥，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致低血容量性休克。

大家會(huì)說(shuō)醫(yī)院的生理鹽水可以清洗傷口。不過(guò)醫(yī)院里用的是 0.9% 的生理鹽水，因?yàn)闈B透壓與人體血漿的滲透壓相等，不會(huì)產(chǎn)生高滲環(huán)境。而且鹽水只起到清潔的作用，根本不能用來(lái)消毒。畢竟傷口撒鹽就真的只是傷口撒鹽，就如你在電視劇看到的酷刑一般，并不適用于處理傷口。

在傷口上撒鹽會(huì)痛，但別忘了鹽也會(huì)給你清理傷口，但更不要忘了將鹽水調(diào)到適宜的濃度。

By 懶懶的下午三點(diǎn)半

4

Q：一個(gè)封閉的房間里，燈開(kāi)一段時(shí)間后，燈發(fā)出的光子碰撞在墻上后，墻為什么沒(méi)有輻射出能量？

by?哈哈

無(wú)論是墻還是燈，只要溫度沒(méi)有低到絕對(duì)零度，那就會(huì)每時(shí)每刻永不停息地輻射出攜帶著能量的光子。這種輻射的強(qiáng)度在物體表面溫度不太低的時(shí)候和物體表面溫度的四次方成正比，而輻射的峰值頻率和溫度會(huì)成正比，這種現(xiàn)象叫做熱輻射。所以不管燈發(fā)出的光子是否到達(dá)墻上，墻都會(huì)不斷地向環(huán)境輻射能量。大家如果有紅外線成像儀的話，把它對(duì)著墻壁，也能發(fā)現(xiàn)來(lái)自墻體的紅外信號(hào)，這就是因?yàn)閴w在對(duì)外輻射攜帶能量的紅外光子。

那么燈發(fā)出的光子對(duì)墻到底有什么影響呢？光子在到達(dá)墻體之后就會(huì)被墻吸收，墻體吸收了光子之后溫度就會(huì)升高。這就會(huì)讓墻體輻射出更多的光子和更多的能量。這種吸收光而提高溫度的現(xiàn)象在日常生活中幾乎無(wú)處不在。只不過(guò)，就算是受到了燈的光照，因?yàn)闊舻牧炼认鄬?duì)而言比較弱，墻體表面的溫度上升的很少，輻射出來(lái)的能量強(qiáng)度只比沒(méi)有接受光照的墻體強(qiáng)一點(diǎn)點(diǎn)，人類肉眼無(wú)法感知到這一變化。

By Luna

5

Q：玩骰子的時(shí)候，很多電影中像賭神，骰子在蓋上蓋子后，用力甩，搖，如何使起疊成一列，這個(gè)可以實(shí)現(xiàn)嗎？如果可以需要什么力度？

by?ball lighting

大家在看賭神的時(shí)候可能會(huì)覺(jué)得這件事情很神奇，其實(shí)這里的物理學(xué)原理很簡(jiǎn)單——和大家所熟知的搖晃水杯非常相似，或許大家早就進(jìn)行過(guò)了類似的嘗試呢～水杯在被搖晃的時(shí)候，內(nèi)部的水會(huì)快速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也會(huì)有一部分水會(huì)離開(kāi)原本的位置來(lái)到水杯側(cè)壁并讓液面傾斜，就像下面這張GIF圖一樣，非常有趣。

把水杯想象成賭神手里握著的那個(gè)桶，又把骰子想象成水杯里的水話，骰子會(huì)和水一樣被甩到杯子側(cè)壁就不難理解了吧～。把水甩到水杯側(cè)壁的這種力叫做離心力，它是一種慣性力，是真實(shí)世界不存在的力，因?yàn)槲覀冞x擇在轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中研究問(wèn)題所以它就出現(xiàn)了。如果大家想弄清楚的話可以去查一下離心力/向心力的具體含義和由來(lái)，在這里就不做贅述啦～

如果更細(xì)致地去研究這個(gè)問(wèn)題，尤其是想弄明白被甩到一邊的骰子是如何立起來(lái)的話，就需要使用簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)分析和力學(xué)分析。杯子和骰子的運(yùn)動(dòng)和下圖類似：搖晃杯子讓杯子繞著偏離圓心的某個(gè)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)骰子永遠(yuǎn)在距離圓周運(yùn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)處的水杯內(nèi)側(cè)壁。讓骰子在桶里轉(zhuǎn)起來(lái)，并不需要很大的力，關(guān)鍵是搖晃杯子的時(shí)候要使用穩(wěn)定的頻率以及合適的力度。

上圖給出了骰子的受力情況，圖中的FL就是離心力。我們可以看到，它的存在讓骰子額外地受到一個(gè)平行于水平面的力，也就等效于改變了重力的方向。這個(gè)力在搖晃水杯的問(wèn)題中是讓液面傾斜的力，在這里就是讓骰子疊起來(lái)的狀態(tài)能夠穩(wěn)定存在的力。不難想象，在一定微擾下，部分骰子離開(kāi)底面飛起來(lái)，F(xiàn)L足夠大時(shí)，也就是讓骰子做轉(zhuǎn)動(dòng)的速度足夠快的話，讓骰子被這個(gè)離心力吸到緊貼側(cè)壁并疊起來(lái)是有可能的。

PS：關(guān)于“離心力”的說(shuō)法，這期專欄第三個(gè)問(wèn)答有所介紹。

By Luna

6

Q：為什么在早上和下午時(shí)也能看見(jiàn)月亮？

by?匿名

能否在早上和下午看到月亮，主要依賴月亮-地球-太陽(yáng)的相對(duì)位置。如果固定每天24小時(shí)中的某一個(gè)時(shí)刻觀測(cè)月亮，月亮的位置會(huì)在一個(gè)月的時(shí)間里繞地球旋轉(zhuǎn)，每天看到的月亮的位置是不同的。只要月球反射的太陽(yáng)光能以一個(gè)比較高的角度射向地球，就有可能被地球上的人看到。

上面這幅圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖。因?yàn)樘?yáng)很遠(yuǎn)，所以射向地球的光線近似于直線，藍(lán)色的是地球，白色的是月亮，黃線是太陽(yáng)發(fā)出的光。圖中有兩個(gè)不同位置的月亮，分別對(duì)應(yīng)了不同日期和時(shí)刻，月亮的大致位置。穿過(guò)地球中心的虛線是晨昏線，線的上面是白晝，下面是夜晚。右上角的小人在白天看到了月亮，左下角的小人在晚上看到了月亮，而左上角的小人，因?yàn)槟芸吹降脑铝恋姆瓷涔鈦?lái)的角度太低，又很弱，自己又身處白天，月亮的反射光就會(huì)被天空的光所掩蓋，很難被看到。

By Luna

7

Q：為什么計(jì)算動(dòng)能時(shí)要以地球?yàn)閰⒖枷担?/span>

by 匿名

相對(duì)性原理指出，所有的慣性系是等價(jià)的，所以我們可以在任何參考系中計(jì)算動(dòng)能，雖然不同參考系中得到的計(jì)算結(jié)果會(huì)不同，但是它們都是有效的，都客觀地反映了那個(gè)參考系中物體所具有的動(dòng)能。而我們?cè)谌粘Ｉ钪杏?jì)算動(dòng)能常常使用和地球表面無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考系的主要原因是：使用起來(lái)很方便。舉一個(gè)具體的例子：在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常需要計(jì)算讓一個(gè)物體從相對(duì)地球靜止加速到某一個(gè)確定速度所需要的能量，這個(gè)值也就是外界需要對(duì)物體做功的值。在相對(duì)地球靜止的參考系中，這個(gè)值恰好等于物體末態(tài)的動(dòng)能。如果我們選擇了一個(gè)和地球表面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考系，那么知道初末狀態(tài)的動(dòng)能也無(wú)法確定外界需要對(duì)系統(tǒng)做多少功，我們還得知道初末狀態(tài)的速度方向，這就不那么方便了。

By Luna

本期答題團(tuán)隊(duì)

物理所? ?Luna、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)~