天氣炎熱的讓人受不了

此時此刻真想來一杯冰鎮可樂解渴

但冰鎮可樂會讓你越喝越渴

所以到底什么飲品更解渴呢？

問答導航 Q1 有沒有比水還解渴的東西？ Q2 那些能預測天氣的瓶子原理是什么？真的好使嗎？ Q3 什么是金屬疲勞？如何消除/避免金屬疲勞？ Q4 為什么紙張上滴到水會變皺？即使曬干了還是皺的？ Q5 請問為什么人大多是右撇子？是特殊被強化過進化來的嗎？ Q6 黑洞拍出來的照片，外面一圈是有光圈的，如果是從三維結構上看，不應該是一個光球嗎，這樣的話拍出來照片不應該是完全發亮的圓形嗎? Q7 請問物理學中如何嚴謹的區分固體和液體? Q8 為什么看很多遍同一個字會突然覺得不認識這個字了？ Q9 海拔高的地方時間流速更快嗎？那宇航員會不會老的更快？那在地心生活會不會長壽（bushi）？ Q10 圖書館的借書機的工作原理是什么？

Q1有沒有比水還解渴的東西?

by water

答： 當然有啦。隨著夏天的到來，天氣炎熱的讓人受不了，此時此刻真想來一杯冰鎮可樂解渴。但冰鎮可樂會讓你越喝越渴，所以到底什么飲品更解渴呢？ 人之所以會感到口渴，是因為身體失水了。可能是天氣炎熱或劇烈運動，大量出汗導致的，也可能是因為嘔吐、腹瀉或吃咸了導致的。當身體失水后，體內的滲透壓會升高，身體將這個信息通過神經中樞傳遞給大腦，讓人產生口渴的感覺。可見，想要緩解口渴，則需要補充水分，使得細胞內外滲透壓保持一致；如果體內電解質流失過多，還需要補充電解質，讓細胞保持鎖水的能力。 大多數情況下，白開水仍然是最直接、最安全的補水選擇。如果是因為運動后大量出汗導致的口渴，可以選擇運動飲料、淡鹽水解渴，它們不僅可以補充水分，還能快速補充隨汗液流失的鈉、鉀等電解質。如果是吃咸了，可以喝白開水或者茶水來平衡體內的滲透壓。如果是白開水喝多了，水分代謝快導致的口渴，則應該選擇親水因子使水代謝緩慢，比如蜂蜜水、果汁、口服補水溶液等，它們都含有糖，能讓水分在胃中停留更長時間。需要注意的是，如果飲品中含糖量過高（如碳酸飲料、果味飲料等），反而不會解渴。 有趣的是，研究發現牛奶的解渴效果比水更好。牛奶含有約87%的水分，同時富含乳糖、蛋白質和鈉、鉀等電解質。這些成分能減緩胃的排空速度，使水分更緩慢地被吸收，從而延長水合作用的時間。此外，牛奶中的蛋白質和電解質還能幫助維持體液平衡，進一步緩解口渴感。不過，由于牛奶含有脂肪和熱量，不宜過量飲用，不能代替水喝。 相比之下，含糖飲料（如可樂、果汁）雖然口感甜爽，但由于糖分濃度高，反而會增加血液滲透壓，導致細胞進一步脫水，讓人越喝越渴。同樣，酒精和咖啡因飲料具有利尿作用，會加速水分流失，也不適合用于解渴。 參考文獻： . Maughan RJ, Watson P. A randomized trial to assess the potential of different beverages to affect hydration status: development of a beverage hydration index. Am J Clin Nutr. 2016 Mar;103(3):717-23. by Sid Q.E.D.

by 匿名

答： 風暴瓶（或天氣瓶）內部是包含樟腦、水、酒精、硝酸鉀、氯化銨等物質的溶液，其中樟腦的溶解是飽和的，析出的晶體也是樟腦晶體。在這個溶液中樟腦的溶解度主要受溫度影響，溫度降低時樟腦就會析出形成結晶，結晶的形態與溫度變化的速度有關。 風暴瓶的歷史比較悠久，曾被廣泛地當做簡易天氣預報裝置，用于海岸風暴預測與海上航行，人們曾一度認為它真的能夠預測天氣。然而天氣瓶只能反應環境溫度的變化，并不能預測天氣。如今天氣瓶一般作為擺件，提供藝術價值或是可以盯著消磨時間。 當然在提問圖中的描述也并非空穴來風，在達爾文著名的環球航行中，船長菲茨羅伊給出了如下描述：“如果液體很澄清，說明天氣將會是晴好的；如果液體是朦朧的，有時伴有沉淀，那么天氣也會像溶液一樣多云；如果溶液中有沉淀懸浮，就預示著潮濕的天氣或者下霜；如果懸浮的沉淀和朦朧的液體并存，說明暴風雨將會到來；如果在晴朗的冬日里液體中有沉淀懸浮，就說明要下雪了；如果在暖和的日子里或者下雪的冬天，液體中有大塊的沉淀，說明將會陰天；如果在杯底有晶體析出，說明要下霜了；如果在頂部有螺旋紋，說明要起風了。” 參考文獻： . by ccu Q.E.D.

by MikuPrime

答： 金屬疲勞是指一種在交變應力下金屬材料發生破壞的現象。所謂交變應力，指的是隨時間周期性或隨機變化的應力，它可以是有規律的，也可以是沒有規律的。與靜載破壞不同，金屬疲勞具有幾個顯著特征。首先，金屬疲勞只有在交變應力下才會發生，即使應力幅值遠低于材料的靜強度極限，長期循環后仍可能導致斷裂。其次，疲勞是一個發展的過程，金屬疲勞是在一段時間內不斷累積損傷的結果，需要經歷裂紋萌生、擴展和最終斷裂三個階段，它不是短期就能發生的。再者，疲勞通常在局部區域內發生，而不是由整個結構控制，這種局部區域一般處在由于外載荷的作用、構件幾何形狀變化、溫差、殘余應力或材料的缺陷而引起應力集中的地方。 從微觀機制來看，疲勞其實是金屬上的微觀裂紋在連續重復載荷作用下不斷擴展，直到最后到達臨界尺寸時出現的突發性斷裂破壞。這就導致即使交變應力小于靜屈服極限，但也會發生金屬斷裂的現象。 想要提前發現金屬疲勞，有很多無損監測方法，比如超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測等。以磁粉檢測為例，它利用鐵磁性材料磁化后，缺陷處會產生漏磁場的原理，通過吸附的磁粉顯現裂紋輪廓。 預防金屬疲勞的方法也有很多。材料設計上要避免尖角、缺口、截面突變，因為這些地方容易引起應力集中；材料處理上可以通過對金屬表面進行強化處理，如淬火、滾壓等來提高疲勞強度；或者向金屬中摻雜其他物質，合金化材料，也能提高疲勞強度。 參考文獻： 郝富杰.概述金屬疲勞產生的原因及影響因素[J].山西建筑,2011,37(11):51-52. by Sid Q.E.D.

by

答： 這個現象是水分與紙纖維的相互作用改變紙張物理結構導致的。 首先，我們需要知道紙張的物理結構。紙張主要由植物纖維（主要是纖維素）構成，這些纖維主要通過氫鍵相互連接形成網絡結構。 當水分子滲入紙張時，它們會插入到纖維素分子之間，破壞原有的氫鍵連接，使纖維能夠移動。纖維吸收水分后會膨脹，但由于紙張中纖維排列并不完全均勻，不同區域吸水膨脹的程度也不同。這種不均勻的膨脹導致紙張產生應力，使部分區域拉伸而其他區域收縮，最終形成我們看到的皺褶。 當紙張曬干后，紙張內的纖維已經被重新排列到新的位置。隨著水分蒸發，纖維間形成新的氫鍵連接，但它們已經固定在了皺褶的形態中。這種結構重組是不可逆的，使紙張上的褶皺仍然存在。 參考文獻： Niskanen, Kaarlo. (2008). Paper Physics Papermaking Science and Technology. Hubbe, M. A., & Bowden, C. (2009). "Handmade paper: A review of its history, craft, and science." BioResources, 4(4), 1736-1792. by 譚景仁 Q.E.D.

by 9

答： 你有沒有發現，飯店桌子上的二維碼總是在右手邊，奶茶店的付款碼也經常在右手邊，這種現代生活中的微小差異，實則折射出人類進化史中持續百萬年的"右手優先"策略。 研究顯示，大多數人的語言處理區和負責精細手部動作的神經網絡都位于左半球，右手由對側的左半球直接控制，信號無需跨半球傳遞，動作與語言配合更省時省能。2號染色體上的LRRTM1等位基因被證實與用手傾向相關，但它們只提供概率上的輕微偏向，后天環境仍能左右最終結果。考古學家在距今約 50 萬年的石器刮痕和尼安德特人牙齒磨痕中辨認出明顯的右手主導痕跡，說明這種偏好遠早于現代文化；右手在多人協作打制工具時更易同步動作，于是被自然選擇優先保留。 那么左撇子為何始終占到十分之一左右？演化學者提出“稀有優勢”假說：在對抗或競技場景里，左撇子的動作方向不常見，令對手難以預判，帶來額外贏面，因此左撇基因在群體中以低頻形式被保留。從另一方面看，大腦側化程度較弱的左撇子人群在空間想象或某些創造性任務上表現更活躍，同時研究也發現他們在自閉癥、精神分裂等神經發育障礙中的比例略高，利弊并存。總的來說，人類以右撇子為主并不是“更好”的單一路徑，而是神經結構效率、遺傳概率、社會習俗和生態競爭共同磨出的平衡結果。 參考文獻： Francks C, Maegawa S. LRRTM1 on chromosome 2p12 is a maternally suppressed gene that is associated paternally with handedness and schizophrenia. Mol Psychiatry. 2007 Dec;12(12):1129-39, 1057. by Chocobo Q.E.D.

by 匿名

答： 黑洞從三維結構上看并不是一個光球，因為我們在黑洞照片上看到的環狀發光結構是一個吸積盤，就像土星的行星環一樣（只不過黑洞周圍的環比行星環要大得多，也要熱得多），只是存在于一個盤面上，并不是全方位包裹著黑洞的。 黑洞的吸積盤為什么發光呢？首先，吸積盤中的物質來自黑洞過去千百萬年來所撕裂的天體：那些還沒來得及掉進視界的物質繞著黑洞在最小能量軌道上運行，形成薄盤或厚盤結構。由于“物質向黑洞墜落時釋放的引力勢能轉化為熱能”，“盤內位于不同半徑處的物質因角速度差產生劇烈摩擦”，“吸積過程壓縮磁場、增強磁重聯和湍流加熱”等加熱機制，導致吸積盤溫度極高，因此吸積盤以熱輻射等多種輻射機制向外輻射電磁波，形成了我們所看到的光環。 但另一個問題恐怕還是令人好奇：就像許多科幻作品中所描述、以及科學理論所語言那樣，為什么我們總是看到一道光環穿過黑洞，而周圍又有一圈光環呢？我們知道黑洞的定義就是引力強大到連光也無法逃離其引力的天體，而黑洞的視界就是光的臨界逃逸半徑；那視界以外的光就能自由逃離了嗎？很遺憾，被引力扭曲是光子無可避免的命運。愛因斯坦在廣義相對論中預言：光線會被引力場扭曲。如這張動圖所示，一個背景天體（紅圈）正在從前景天體（橙色星號）背后路過，它的光線就會被前景天體所扭曲，使得我們觀察到了兩個像（藍色區域），分別從前景天體的上下方路過。有時我們還會觀測到3、4個像，有時甚至會形成一個環狀的像——叫做愛因斯坦環。 圖源：B.S. Gaudi，上圖坐標軸表示天球上的視位置，單位是愛因斯坦環半徑，下圖表示背景天體視亮度隨時間的改變，橫軸是時間，單位是愛因斯坦環穿越時間，縱軸是放大倍數 這一奇特現象被稱為引力透鏡，它將顯著提升我們觀察到的視亮度。在靠近黑洞視界的區域這一現象非常強烈。假設黑洞的吸積盤盤面就在我們看向黑洞的視線方向上，在黑洞“前方”的半個吸積盤徑直穿過了黑洞的盤面，直接被我們觀測到；而從黑洞背后的那半個吸積盤上發出的光子在向其他方向傳播的過程中被黑洞強大的引力所影響，雖然并不會被永久捕獲，但還是改變了傳播方向，其中一部分便繞過黑洞向我們飛來，導致我們觀測到黑洞周圍也出現了一圈光環，這便是光線扭曲的結果。 by 姬子隰 Q.E.D.

by WPS-W

答： 如果你希望是研究最簡單的通常情況下對常規的固體和液體的區分的話，在微觀層面有一個非常好用的判據——兩點關聯函數，你可以簡單地理解為在空間中兩個位置上的某種物理量的相關性（比如自旋、密度等），如果這個函數隨距離增加趨于一個有限值，說明體系具有長程序，是典型的固體，如果它隨距離指數衰減至0，說明體系具有短程序，是典型的液體。但是！這只是最簡單易區分的情況，實際上還有其它介于這兩種典型之間的狀態，比如無定形、玻璃、液晶之類，關聯函數也許會呈現出冪律衰減的形式，我們稱之為具有“準長程序”，而對于這些態，可能還需要做剪切模量、屈服應力、流變行為、弛豫時間等特征量進行分析，并且有些中間態還沒有完全的定論，甚至用不同的判斷方法，還會出現不同的結論。所以對于這些“像固體，也像液體”的狀態，不一定在物理上有明確的區分或者描述。 參考文獻： . by ArtisrET Q.E.D.

by 夜達星

答： 你有沒有過這樣的經歷？熬夜抄寫作業時，某個字由于寫過太多遍剛寫完就突然變得非常陌生。明明認識，卻又仿佛第一次見面——這種反轉感正是“語義飽和”，意即高頻重復讓熟悉的詞語短暫失去意義與親切感。實驗證明，連續重復七到九次就足以觸發這種體驗，其機制之一是神經適應：負責識別文字的視覺詞形區在反復激活后進入暫時抑制，神經元放電率下降，信號被大腦“忽略”。與此同時，詞義層面的反應也會受到“反應抑制”影響，信息通路像是被強制“暫停”，導致你感覺“這字不對勁”。在快速呈現單詞的實驗中，人們甚至會漏掉緊隨其后的同一單詞，這一現象說明大腦傾向跳過已加工的信息以節省資源。對漢字的研究進一步發現，稀用字在高重復下同樣出現不確定感，佐證飽和效應并非只依賴詞義，而與字形表征也有關。好在這種短暫“斷線”通常只持續幾秒到幾十秒，轉移注意力或閉眼休息即可恢復，大腦的疲勞神經元會很快重新上線。下次若再遇到“字看陌生”的瞬間，不必懷疑記憶力，只是大腦在提醒你：該歇一會兒了。 參考文獻： 吳迪,焦魯,劉月月,王瑞明.中文詞匯加工中的飽和現象[J].心理科學,2016,39(3):527-533. by Chocobo Q.E.D.

by 7

答： 簡單地說，廣義相對論認為更強引力場中（引力勢“更負”）的物體時間流逝得更慢，而狹義相對論認為更高速運動的物體時間流逝得更慢，對于海拔這個問題，需要綜合兩者來看，因為升高海拔同時意味著運動速度的加快和引力場的變弱，通過一些計算可以表明，在這里廣義相對論的效果占上風。比如在約20186公里的高空繞地球轉動的GPS，它的時間每天就比地面上的鐘快40微秒左右(也就是大約每68.5年才快1秒)，這種微小的誤差也需要定期調整。所以雖然宇航員會老得更快，但是這幾乎可以忽略不計。在地心也是同樣。不過在太空中人還會受微重力環境影響和宇宙輻射暴露導致一些健康問題，老得沒有多快，但是身體素質肉眼可見的下降了；至于在地心生活，你需要首先考慮如何到達那里以及如何克服那里的高溫高壓…… 參考文獻： . by ArtistET Q.E.D.

by Xjifi

答： 圖書館借書還書使用的是射頻識別技術（RFID），它可以對特定目標通過無線電訊號實現非接觸的雙向通信，進而完成對目標對象的自動識別和數據交換的操作，也可以稱為無線射頻識別。如果仔細觀察圖書館的書，你會發現每本書上都貼有一張圖書館的標簽，標簽底下還有一個方形圖案和小黑點，這就是RFID電子標簽。 RFID系統主要由電子標簽、閱讀器和天線構成。RFID將標簽附著在書籍上，閱讀器通過天線發出一定頻率的射頻信號，當標簽(被動式或無源標簽)進入射頻信號的識別區域后，會接收到天線發出的電磁波，產生感應電流，從而向標簽中的芯片供電。隨后，芯片通過嵌入式天線發送出自身編碼等信息，這些信息被讀寫器讀取并解碼，再通過網絡或RS-232等接口將標簽信息傳送到計算機主機進行相應處理。如果是主動式標簽，則會自帶電源，不需要依賴磁場能量供電。 RFID電子標簽的工作頻率有多種，其中**可用于圖書館的頻率為高頻(HF13.56MHz)和超高頻(UHF860MHz-960MHz)**，其讀寫距離可大于1米。這就很好理解為什么我們還書的時候，即使放置一摞書也能一鍵還書了。 參考文獻： 王威,李靜.圖書館RFID技術電子標簽頻段比較[J].信息系統工程,2021,(12):85-88. by Sid Q.E.D.

涼漸、Sid、ArtistET、Chocobo、姬子隰、ccu、譚景仁

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編輯：藍多多

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