你有沒有過熬夜加班的經歷

第二天睡醒后感覺昏昏沉沉

連續幾天都緩不過來

這可能是你沒有掌握正確的睡眠方式

問答導航 Q1 為什么大部分閃電都是從天而降的，很少有從地面往天上劈的閃電？ Q2 視覺盲點測試圖上的點為什么只在單只眼睛在某一特定距離上觀察的情況下才會消失，而在其他距離上不會消失？ Q3 電動車是一直擰著油門保持最大速度省電還是加速到最大速度之后松油門到一定速度再加速更省電？ Q4 為什么攪拌后的茶葉會聚在杯子底部中央？ Q5 但是鈉在氯氣中的反應，為何也被稱為燃燒（或是氧化反應），根本沒有氧氣參與啊？ Q6 為什么鵝肝和肥肉在煎制的過程中不會像黃油一樣融化成為一攤液體的油，而是雖然會出油變小，但能夠保持一定形狀？ Q7 理論上來說，米飯和石油的主要元素都是碳氫氧，那么我們為什么不直接喝石油呢？石油能提供的化學能不是更大嗎？ Q8 為什么有些東西遇到漂白水變白，而有些東西遇到漂白水變黃？ Q9 為什么不銹鋼和金手鐲可以滑動手機屏幕，但橡皮和玻璃棒不行? Q10 偶爾遇到突發情況需要狠狠加班，這種情況下應該選擇按照日常時間入睡但提前起床？還是選擇比平常晚睡但平常時間起床？ Q11 我們說眼睛能看到立體的圖像是因為兩個眼睛看到的畫面不同，大腦處理后成了立體圖像，為什么一只眼睛看到的也是立體的呢？ Q12 蚊子是怎么通過皮膚吸食到人體的血液的？ Q13 形狀記憶合金的原理是什么？

Q1為什么大部分閃電都是從天而降的，很少有從地面往天上劈的閃電？

by 匿名

答： 其實閃電并不總是從上往下劈的，上行閃電同樣存在。回想一下，一般劈到建筑尖頂、避雷針上的閃電就會是從尖端劈向空中的。而地面物體的形狀（特別是尖銳程度），很大程度決定了閃電的方向。 一般的閃電是一條云層和地面之間的大電流通路，是很強的電場導致空氣擊穿（電離）形成的。由于氣流和水滴、冰晶間的相互作用，云內會形成電荷的分離，小碎片冰晶帶正電荷上升到頂部；大粒冰晶帶負電荷，下沉到底部。這樣雷云底部帶上了負電。同時，由于靜電感應，地面上會感應出一定量正的感應電荷。隨著這些電荷的不斷積聚，云底和云頂之間的電場強度逐漸增大。當電場強度達到一定臨界值時，超過了空氣的擊穿閾值，放電現象隨之發生。 所以，閃電最先出現于電場最強的地方，再向另一邊傳導。而對于表面電荷，電荷越密集的地方電場越強，也就是說地面和云層哪邊電荷密集，閃電就會以哪邊為起點。 下行閃電出現于一般的平坦地面。大地可以近似看作一個無窮大平面，正電荷鋪散在這個大平面上，分布比較稀疏。相比之下，云的面積為1 左右，相對地面很小。云層底部的負電荷相對密集很多。因此云層底部最先發生空氣擊穿，形成從上向下劈的閃電。 上行閃電出現于地面有尖銳物體的情況。電荷大量集中在尖端（參見“尖端放電現象”），導致尖端的空氣首先擊穿，形成由地面上的尖端劈向云層的、自下而上的閃電。 參考資料： 郄秀書,張其林,袁鐵,張廷龍．雷電物理學(修訂版)．中國科學出版社．2013.9 Petersen, W.A., & Rutledge, S.A.. Mesoscale convective system dynamics and lightning: A study of the South American monsoon. Journal of Atmospheric Science.1996 by 浪遏飛舟 Q.E.D.

by 凌漠

答： 視網膜是眼球壁的最內層，按照組成可以再細分為若干層，其中感光細胞對應的視錐視桿層靠近眼球壁中層的脈絡膜（外側），中間是神經膠質細胞和神經細胞胞體，而將感光細胞的信號轉化為神經信號的神經纖維則在視網膜內側（感光側），這樣的排列能夠保證脈絡膜提供的營養物質可以穩定供應給感光細胞，然而也導致外側神經纖維無法把視覺神經信號傳遞到眼球后側的視神經（進而傳遞給腦）。因此在眼球后壁靠近鼻子的一側，視神經在此處匯聚成束，從感光細胞層上的一個洞口穿過去，并一直連接到腦。這個匯聚的位置就是盲點（視神經乳頭），由于感光細胞層被開了一個洞，這里自然不會有視覺，考慮到小孔成像是倒置的，在我們的視野中間靠外的位置形成了一個盲區，眼睛無法接受那里的光線。 在日常生活中如果不像上面的測試那樣注意控制，那么眼睛會自發地轉向你想看的位置，盲點所對應的視覺區域不在視野的中心區域，因此也不太會被注意到。人的眼睛也是隨時都在不停轉動的，盲點對應的視野區域并不會總在同一處。此外，大腦也會自發地根據盲點周圍的圖像把盲點處的視覺補全，所以在日常生活中是不會發現盲點的存在的。 by ccu Q.E.D.

by 匿名

答： 這兩種方式其實都不是最省電的駕駛策略。一般認為，電動車在其最高時速的約60%左右保持勻速行駛時最為節能。加速過程中，電機需要輸出更大的功率來克服車輛的慣性和阻力，此時電流增大、電機效率下降，耗電自然更多。盡管部分車型在減速時配備了動能回收系統，但其回收效率通常不足以抵消加速時的能耗，大量能量最終以熱的形式損失掉，因此頻繁加減速不如穩定勻速更節能。 對于保持高速行駛，同樣不是節能之選。與傳統燃油車不同，電動車在高速行駛時的能耗會顯著上升，原因在于其主要阻力來源是空氣阻力，而空氣阻力與車速的平方成正比——速度越快，風阻越大，電機所需的輸出功率越高，能耗也隨之增加。當然，速度過低也不是最優解，因為電機在低速時容易偏離其高效工作區間，導致效率下降。 因此，不管是一直保持最大速度，還是加速到最大速度后松油門再重復加速，這兩種方式都不如保持中等車速、穩定勻速駕駛來得節能。 參考資料： by Sid Q.E.D.

by 匿名

答： 提問者所說的這個現象被稱為“茶葉悖論”，即茶葉并不像我們常識中認為的那樣被水流甩到杯壁處聚集，而是會聚集在杯子中央靠近底部的位置，其原因如下。 首先來分析茶水的運動。當我們攪拌茶水時，茶水會旋轉此時受力分得知茶水會形成一種中間低兩邊高的倒錐形結構：由于外高內低，顯然存在由外向內的壓強差，而這壓強差差生的壓力平衡了茶水旋轉離心力，使茶水整體平穩旋轉。進一步細致分析，茶水在運動時杯壁對其有較大摩擦力，靠近杯壁與杯底處的水流轉速會因摩擦力變慢，此時此處水內部的壓強差（指向旋轉圓心）＞茶水旋轉離心力，又由于水內部的流動性，不同部位直接的水流會分層。最終導致靠近杯壁處的水流會在過剩壓強差與重力的作用下從上向下運動，在杯底處壓強差會推著水流從外向內運動，而中央部位會形成從下向上的補充水流，最終水的流動如下圖所示。茶水的這種流動是明顯的對流現象，在流體力學中被稱為“二次流”，有著廣闊的應用。 最后分析茶葉的運動。茶葉吸水后變得非常重，水的壓力不足以平衡其旋轉離心力，茶葉會先被“離心”到達杯壁，這也是我們通常認為的那樣。但由于杯壁處存在流動的二次流，在其作用下，茶葉會被向下再向內帶到杯底中央，并且杯底中央向上的補充流無法提供足夠的升力克服茶葉重力將其帶起，因此茶葉在杯子中央靠近底部處聚集。 by 涼漸 Q.E.D.

by 匿名

答： 先說結論，你見到的這個說法其實說的沒錯，只是其中涉及到了你在之后（比如高中階段）才會學到的更加普適的定義和概念。首先我們需要說明一下氧化反應，它的全稱應該叫做氧化還原反應，你可以理解為這個普適的概念是你現在學到的狹義的氧化反應的拓寬，一般只要有元素的化合價發生了改變，就可以叫做氧化還原反應；這其實也很好理解，因為“氧化”后元素化合價升高，”還原“后元素化合價降低，這個反應的背后是元素之間電子的”轉移“，所以這兩個過程一定是在一個完整的化學反應里成對發生的，化合價的升降代數和為0體現了電子數不變。而燃燒的現代定義是指一種劇烈的氧化還原反應（反應釋放大量能量），通常伴隨明顯可見的反應現象，比如發光發熱，你接觸到的常見的燃燒（比如點燃一片紙）其實就是滿足這個定義的一種。現在，根據燃燒和氧化還原反應的現代普適定義，其實就很好理解為什么鈉在氯氣中的反應也被稱作燃燒（或是氧化反應）了。 by ArtistET Q.E.D.

by 匿名

答： 鵝肝和肥肉本質上不是油脂，而是由富含脂肪的細胞組成。 鵝肝和肥肉在煎制過程中能夠保持一定形狀而非完全融化成液體，主要與其內部結構和成分特性有關。細胞再加熱都會有殘渣，不會融化。兩者的脂肪并非以游離形式存在，而是被包裹在細胞或蛋白質網絡中。無論是是皮下脂肪細胞還是肝細胞，都是以脂滴的形式儲存油脂。例如，肥肉中的脂肪儲存在脂肪細胞內，由細胞膜和膠原蛋白等結締組織支撐；鵝肝的脂肪則以脂滴形式儲存在肝細胞內，周圍被致密的肝組織及蛋白質框架固定。加熱時，細胞結構被破壞，脂滴破裂釋放油脂，但細胞膜、細胞骨架和胞外基質蛋白的結構的殘存，束縛了油脂的完全釋放。 與此同時，烹飪時水分蒸發和蛋白熱變性凝固進一步促使食材表面收縮硬化，形成外殼鎖住內部油脂，而短時高溫煎制也減少了結構的徹底崩解。因此，由于細胞殘留結構的束縛，鵝肝和肥肉不會在加熱中溶解。 參考資料： TOMBERG E.Effect of heat on meat proteins-implication on structure and quality of meat products[J].Meat Science, 2005, 70(3): 493-508. Claire,Guyon,Anne,et al.Protein and lipid oxidation in meat: A review with emphasis on high-pressure treatments[J].Trends in Food Science & Technology, 2016. by 瑪卡巴卡 Q.E.D.

by 不明白安培定則

答： 的確，組成石油和米飯的主要元素都是碳氫氧（真的好像啊），真是讓賽博坦星人看了直呼內行，第一次做人的小編看了直呼“我分不清，我真的分不清啊”，石油能提供的化學能也要比米飯高得多。那么為什么人類不選擇更高效的石油作為食物而要吃飯呢？ 首先，雖然從原子的本質上來看石油和米飯很接近，但就像你不能用碳、氫、氧、氮、磷等元素直接合成一個人出來一樣（比例再正確都不行！），宏觀世界的物質是要講究有機結合的，石油和米飯的性質似乎不太一樣。石油是一種復雜的混合物，其中就包含了硫化氫、苯系物、重金屬在內的大量對人體有毒物質，長期速食（指為了更快地補充能量而喝石油）會導致各種各樣的嚴重疾病，而米飯在適量食用且沒有過期的情況下是無毒的。所以很明顯石油不適合替代米飯作為一種長期食用的食物。 退一步講，如果我們把這些有嚴重毒害的成分剔除掉，人類能喝石油替代米飯嗎？我們先考慮一下能不能消化的問題：石油的粘度遠高于食用油，難以在消化道乳化；石油的疏水性會導致腸道黏膜脫水，引發滲透性腹瀉；石油在胃液中的溶解度極低，未分解部分會黏附在胃腸壁造成機械性損傷。因此，石油對人體來說是不可消化的，很難把石油當作一種主食。 那再退一萬步，我們真能消化并吸收石油，會不會比吃飯更好？我們來看看這石油和米飯里面是什么提供了能量。石油是高分子烴類混合物，包含長鏈烷烴、環烷烴和芳香烴（如苯、二甲苯）等復雜結構；而米飯中為我們提供能量的主要是α-葡萄糖聚合物。人體能量代謝依賴由糖類參與的三羧酸循環，而石油的烴類物質無法進入該循環。未分解的烴類會積累在脂肪組織，產生脂質過氧化反應，損傷細胞膜結構。同時，石油代謝產生的中間產物（如環氧化物）還具有強致癌性。更何況，米飯除了提供能量，還為我們提供了微量的維生素和礦物質，這都是石油無法代替的。 歸根結底，人類就沒有進化出依靠石油提供生命活動所需能量的功能，食用米飯也是人類與自然界共同進化所選擇出來的結果。因此，雖然石油和米飯主要元素都是碳氫氧，很容易讓第一次做人的同學們傻傻分不清，但大家還是要記住不能用石油做米飯的代餐。 參考資料： 李柏林，陳彥廣，牛瑞霞，王園園，李杰. 石油化學[M]. 第二版. 北京：中國石化出版社，2024 by 姬子隰 Q.E.D.

by 匿名

答： 這其實涉及到反應路徑和產物的問題。漂白水的主要成分為次氯酸鈉(NaClO)，在水中分解，生成次氯酸（HClO），氧化目標的發色基團，使其結構遭到破壞，顏色消失。我們先看看正常使用時的情況：衣服上的燃料被氧化分解為無色小分子，或者是天然色素（比如葉綠素、胡蘿卜素）的共軛雙鍵被破壞，這一類過程中發色集團被完全氧化，生成穩定的無色產物，所以表現為“漂白”；但是如果像棉麻等纖維素纖維接觸漂白水會被不完全氧化產生黃色中間體，或是蛋白質類物質（羊毛、蠶絲等）會被HClO氧化產生磺酸集團或者含氮有色物，或者更加常見的木質素氧化產生黃色產物等等都會使得漂白水產生“漂黃”的效果。再看看使用不當的情況：如果沒有充分稀釋導致濃度過高，會使得不染料被破壞，纖維也會被氧化導致變黃；如果過度稀釋則會導致氧化不完全，產生中間體，也導致變黃，原理上和之前在正常使用情況時提到的大致相同。 by ArtistET Q.E.D.

by 瀟湘的風

答： 現代智能手機普遍采用電容式觸摸屏技術，其核心原理是利用人體導電性構建電場網絡。屏幕表面排列著數百萬個微型電容器節點，當手指接觸屏幕時，人體這個良導體與節點之間形成電荷轉移，如同在平靜的湖面投下石子，引發電場的漣漪效應。設備通過捕捉這些電場變化精確定位觸控位置。不銹鋼和金手鐲能夠導電，本質上扮演了"手指替代者"的角色，在接觸屏幕時同樣能引發電荷流動，因此可以正常操作手機。而橡皮和玻璃棒屬于絕緣體，無法形成電荷轉移的回路，自然無法喚醒電容屏的響應機制。 電容式觸摸屏 但希沃白板的異常表現暴露了另一個技術分支的存在——這類教學設備多采用電阻式觸摸屏。這種技術不依賴導電性，而是通過物理壓力改變屏幕結構：當任何物體按壓屏幕時，上下兩層導電薄膜接觸形成電流回路，如同用筆尖戳破兩張緊貼的錫紙。因此無論是導電的手鐲還是絕緣的橡皮，只要施加足夠壓力都能觸發操作，這也是四個物體都能滑動希沃白板的根本原因。這種技術差異也解釋了為何隔著幾張A4紙能操作手機（電容屏通過薄介質仍能感應電荷），而戴手套卻不行（厚絕緣層完全阻斷電荷轉移）。 電阻式觸摸屏 by Chocobo Q.E.D.

by 匿名

答： 當遇到突發加班需要犧牲睡眠時，優先保證至少3個完整的睡眠周期（約4.5小時）是關鍵，因為深度睡眠和REM睡眠分別負責身體與大腦的修復，若頻繁被打斷會加劇疲勞。具體選擇“少睡前半夜”還是“少睡后半夜”，需根據加班時長靈活調整：如果加班到凌晨1點以后，不妨順延入睡時間，同時維持平時的起床節奏，爭取至少完成3～4個完整的睡眠周期（4.5～6小時）。這樣可以保留足夠的REM睡眠，有助于情緒調節和記憶鞏固。若加班結束較早（如12點前），則可按平時時間入睡，次日稍晚起1小時，既維持生物鐘穩定又增加睡眠時長。 隨著年齡增長，身體對睡眠不足的耐受度降低，需針對性優化策略：一是優先保證睡眠質量，睡前通過冥想、調暗光線減少干擾；二是采用“分段式補覺”，比如次日分兩次小睡20分鐘，比單次長睡更易恢復精力；三是避免連續熬夜，若必須加班兩天以上，次日應提前1小時入睡，并利用午休補覺。臨時急救可配合早晨咖啡提神（控制在起床后1小時內）、白天接觸自然光重置生物鐘，同時通過5分鐘拉伸促進血液循環，緩解肌肉僵硬。 總的來說，短期可犧牲部分睡眠但需守住4.5小時底線，通過次日小睡、咖啡因和光照調節緩沖透支；長期則建議建立“應急-修復”循環機制，例如提前規劃周末補覺、在高壓周期后預留恢復期。年齡越大，越要重視“高質量短睡眠+主動恢復”的組合，而非單純延長臥床時間，才能平衡突發工作需求與健康損耗。 參考資料： Owens R .Why We Sleep: Unlocking the Power of Sleep and Dreams[J].Library Journal, 2017, 143(12):2. Naska A , Oikonomou E , Trichopoulou A ,et al.Siesta in Healthy Adults and Coronary Mortality in the General Population[J].Archives of Internal Medicine, 2007, 167(3):296-301. by 瑪卡巴卡 Q.E.D.

by 風沂

答： 事實上單眼也可以提供立體線索，不過精準度不如雙眼來得高，并且單眼線索海域要依賴于后天的學習經驗和推理。單眼線索的很多種類你或許都在美術課上聽老師提起過（文藝復興時期的達芬奇的許多耳熟能詳的作品就是經典的例子），因為這實際上也就是很多畫作在平面的圖畫中突出立體感的方法。單眼線索包括：大小變化，也就是所謂的“近大遠小”；遮擋關系，比如一個東西遮擋了另一個東西的一部分，我們自然知道被遮擋的東西離我們較遠；透視關系，比如很多經典畫作的解析都會提到，實際平行的線，距離我們越遠在我們眼里就越靠近，直到“消失點”；光影變化，通過陰影和高光，我們也可以得知物體在哪里凸起或者凹陷；紋理漸變，比如近處的東西紋理細節清晰，遠處的東西就變得模糊；運動視差，我們在移動頭時，近處的物體動得快，遠處的動得慢。這些都是我們大腦通過學習與經驗獲得的立體判斷能力，一般而言是夠用的。需要注意的一點是，雖然單眼接收了不止一條光線，但是成像方式實在視網膜上形成的一個二維圖像，也就是說本身缺乏深度信息，以上線索相當于是需要你看一個二維的圖片進行深度判斷，在簡單的情況下是行得通的，如果你需要對近處的物體的立體信息做一些精密的判斷，就必須依賴于雙眼視差給出的精準信息了，比如你可以試一試只用一只眼睛，用一根手指嘗試觸摸一些你看到的位置，你會發現相比于用雙眼，準確度明顯下降了（不要反復觸摸同一個位置，因為你也會在幾次嘗試中迅速針對性地學習來提高準確率）。 參考資料： Railo H, Saastamoinen J, Kylm?l? S, Peltola A. Binocular disparity can augment the capacity of vision without affecting subjective experience of depth. Sci Rep. 2018 Oct 25;8(1):15798. by ArtistET Q.E.D.

by Rancy

答： 一陣“嗡嗡”聲打破了夜晚的寧靜，一只蚊子已經悄無聲息地降落在手臂上，準備享用“美餐”。蚊子是如何穿透我們的皮膚，吸食到血液的呢？ 蚊子能實現無痛吸血，關鍵在于它高度特化的口器結構和精妙的“操作流程”。看似簡單的“針管”實則是六根功能各異的微針組合體，被包裹在柔軟的下唇鞘內。當蚊子降落時，首先用上顎的銳利尖端刺破表皮，隨后帶鋸齒的下顎像微型電鋸般以10-15赫茲的頻率高頻振動，在皮膚組織間“鋸”出通道。這個過程中，柔軟的下唇鞘會彎曲成拱形支撐點，既穩定口器位置又撐開傷口，如同建筑工地的臨時支護結構。更巧妙的是，舌針會同步注射含有麻醉蛋白和抗凝血成分的唾液，這種“生物麻醉劑”能暫時降低局部神經敏感性，同時阻止血液凝固形成栓塞。 當口器探及毛細血管時，中空的上唇針開始虹吸血液。此時蚊子還需應對“液壓難題”——直徑僅15微米的口針（相當于人類頭發絲的1/5）要抽取黏稠的血液。為此，它演化出雙泵系統：食竇泵（劍突）負責快速抽吸，咽泵則將血液推入消化道。整個過程中，口器各部件始終保持微米級的協同運動。這種演化了8000萬年的取食策略如此高效，以至于多數情況下，人體痛覺神經尚未觸發警報，蚊子已揚長而去。 參考資料： by Chocobo Q.E.D.

答： 形狀記憶合金，顧名思義，擁有形狀記憶效應，在特定條件下能夠恢復其原始形狀。主要體系包括鎳鈦基、銅基和鐵基合金。在它處于高溫的奧氏體相時，材料具有高強度；而冷卻時，材料變為低強度的馬氏體相狀態。所以在低溫下，我們可以對它隨意揉捏，用熱吹風一吹，它就會變回原形。 形狀記憶效應主要起源于馬氏體相變及其逆轉變，因為在馬氏體相變過程中原子都是協同位移，沒有擴散行為，所以可以在一定溫度和應力條件變化下實現這種相變的發生和逆轉。 當它受到溫度變化的刺激時，會發生熱彈性馬氏體相變。低溫馬氏體狀態下塑性變形后，加熱到奧氏體相變溫度以上時，馬氏體相逆轉變為奧氏體，材料恢復到原始形狀，這是形狀記憶效應的基礎。除了溫度變化，應力也可以誘發形狀記憶合金的馬氏體相變，在奧氏體溫度區間，施加一定應力范圍內，材料從奧氏體轉變為馬氏體，卸載后，馬氏體逆轉回奧氏體，材料恢復至原始形狀。通過熱彈性馬氏體相變和應力誘發馬氏體相變可以實現形狀的記憶和恢復。 參考資料： Kang, G., Yu, C., Kan, Q. (2023). Fundamentals of Shape Memory Alloys (SMAs). In: Thermo-Mechanically Coupled Cyclic Deformation and Fatigue Failure of NiTi Shape Memory Alloys. Springer Series in Materials Science, vol 335. Springer, Singapore. 煕榮, 金 and 宮崎 修一. 形狀記憶合金の作動原理と最近の用途開発 . 特集 マルチフェロイクス材料?デバイス研究開発への新展開. 2006. by 4925 Q.E.D.

Sid、瑪卡巴卡、姬子隰、Chocobo、4925、ArtistET、浪遏飛舟、涼漸、ccu

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編輯：Sid