摘要:问答导航Q1 理论上来说,现有的陆地交通工具有办法实现绕地球一圈一直保持看到日出的状态吗??Q2 为什么幼崽可以直接通过母乳摄入抗体而不会将抗体水解?Q3 电子书上写字是什么原理?Q4 怎么样可以憋笑?Q5 请问定理和定律有什么区别?Q6 能量都是守恒的,不会
𝛑是一个神奇的数
它存在于生活中
正值𝛑 day
为什么要吃派呢?
Q1 理论上来说,现有的陆地交通工具有办法实现绕地球一圈一直保持看到日出的状态吗??
Q2 为什么幼崽可以直接通过母乳摄入抗体而不会将抗体水解?
Q3 电子书上写字是什么原理?
Q4 怎么样可以憋笑?
Q5 请问定理和定律有什么区别?
Q6 能量都是守恒的,不会凭空消失或产生,那为什么还要节约能源呢?
Q7 百贴布是如何贴在一起的?
Q8 为什么大家要在3月14号这一天吃“派”?
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Q1by 古希腊掌管物理的猫猫
答:提问者询问能否地球一圈保持看到日出的状态,即在一天内自东向西追赶晨昏线并与其保持同步,让我们来简单计算一下所需要的条件。
先不考虑燃料是否足够、交通工具材料是否能支撑长时间高速运动等其他因素,仅考虑陆地交通工具的速度能否达到晨昏线的运动速度。设目前已有的陆地交通工具约为600km/h(实验性的高速磁悬浮列车),下面来计算各个纬度晨昏线的移动速度。已知地球赤道周长约为40,075km,而地球自转一周需要24h,所以晨昏线的移动速度大约是40,075km除以24h,约等于1670km/h,显然远远超过陆地交通工具的极限速度;高纬度地区,如北纬60°,此处地球周长大约是赤道的一半,也就是大约20,000km,对应的速度是20,000km/24h≈833km/h,仍然超过现有陆地交通工具的极限速度;更高维度地区,如北纬80°,假设不处于极昼或极夜使其,周长约为6700km,晨昏线速度为6700km/24h≈279km/h,许多高铁都能达到这个速度,所以从最主要的速度因素上,现有陆地交通工具理论上能够追上晨昏线移动速度。
虽然上面从速度上现有陆地交通工具在高纬度地区能够满足要求,但是还需要考虑其他因素,比如气候因素,如此高维度的地区的极寒条件,交通工具材料能否在极低温下长时间运动;地形因素,高纬度地区高山、海洋、冻土等普遍,没有连续的铁路网络,陆地交通工具常常无法通行;燃料因素,24小时运行常面临燃料不足问题......所以种种因素限制,现有的陆地交通工具无法实现绕地球一圈始终保持日出状态,还需要依赖告诉空中交通工具。
参考文献:
傅承义.地球物理学基础[M].科学出版社,1985.by 凉渐
为什么幼崽可以直接通过母乳摄入抗体而不会将抗体水解?by 匿名
答:首先,婴幼儿的消化系统在刚出生时尚未完全发育,胃酸和消化酶的分泌能力较弱,这使得抗体能够在消化道内保持活性。同时母乳中的免疫球蛋白尤其是IgA,这中抗体有特殊的结构,可以抵抗胃酸和消化酶的分解。
而且初中生物中我们学习到,抗体主要是在婴幼儿的消化道黏膜上作用,意味着它们是不会进入血液循环,而是附着在消化道阻止病原体入侵。不过随着研究的深入,2022年nature发布了一篇新的文章,结果表明,怀孕改变了附着在抗体上的某些糖的结构,这使它们能够进去细胞内部,保护婴儿免受更广泛的病原体感染。
参考文献:
Erickson, J.J., Archer-Hartmann, S., Yarawsky, A.E. et al.Pregnancy enables antibody protection against intracellular infection.Nature 606, 769–775 (2022).by 蓝多多
Q3电子书上写字是什么原理?by 匿名
答:电子书的屏幕一般都是电容式触摸屏,其表有导电层,当手指或者电容笔接触屏幕时,会改变表面的电场分布,引起电容值的变化。对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触控屏四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,从而让四角的IC判断感应区域的坐标位置。
电容笔的笔尖通常由导电材料(如橡胶、金属或导电纤维)制成。这些材料能够与屏幕表面的电场发生耦合,来模拟手指的触摸效果。他们也主要分为两大阵营:EMR(电磁感应输入技术,Electro-Magnetic Resonance)和AES(主动式静电感应技术,Active Electrostatic Solution)
在屏幕下方有可以探测到EMR笔活动的电磁感应板(图片中EMR传感器所在位置),在感应板上面纵横分布着线圈。随着笔的移动,笔中的共振回路能够积蓄微弱的电能。当笔积蓄到能量后,控制回路就会停止向循环线圈提供电流并把循环线圈接通到接收回路。此时笔所积蓄到的能量会通过共振回路的自由震荡,将能量从笔尖的线圈处传送回感应板。在将能量传回电磁感应板之后,控制回路首先通过对感应板上循环线圈的扫描,从而初步检测出笔的大致位置。
接下来再对笔周围的多个循环线圈进行扫描,并对检测出的信号进行计算,即可十分精确地计算出笔的座标值。
有源的手写笔不断发出低频信号(频率一般在30~70KHz之间)。通过笔尖压迫快门,促使快门遮挡LED的光线,从而影响在LED对面的检测器的受光量和感光位置,进而计算出笔尖受到的压力。
机器屏幕上,有网格状的投射式电容传感器,负责整个触摸和笔的感知。在工作的时候,主控制器负责控制和管理若干个小的控制器,与它们进行数据交换,并收集控制器传过来的笔或者触摸的位置信息,从而完成对于触摸或者笔的工作流程。
AES 的最大特点是将触摸和笔识别结合在了一套系统上,屏幕上只需要放置一层感应层就可以完成。从而减少了屏幕厚度,也减轻了重量。同时,屏幕层数越少,光的折射效果便越不明显,就可以让视差也随之缩小。
by 蓝多多
Q4怎么样可以憋笑?by 匿名
答:首先了解一下笑产生的过程。笑的触发始于视觉、听觉或触觉等感官对幽默、意外或愉悦信息的捕捉。例如听到笑话(听觉)或看到滑稽动作(视觉),信号通过感觉神经传递至脑干和丘脑,刺激大脑与神经系统工作进而产生笑意。这种刺激分为两类:简单刺激(如挠痒),丘脑的“快乐中枢”直接激活运动神经,引发即时面部表情反应,类似于膝跳反射;复杂刺激(如语言幽默),信号需进一步传递至边缘系统和大脑皮层(如大脑的杏仁核与海马体)进行认知解析,若判断为“安全且有趣”,则会激活多巴胺奖赏回路,伏隔核释放多巴胺,产生愉悦感。而产生笑声与笑容则是通过呼吸系统与面部肌肉群来实现的,如横膈膜剧烈收缩引发呼吸节律变化,声带振动产生笑声,每个人都笑声都是带有特征性的,一般频率在80-250Hz;大颧肌收缩使嘴角上扬,眼轮匝肌收缩形成笑容。
笑是人类的一种本能,所以想要憋笑其实是一种很困难的事情,以下有几种方法可以有效憋笑:
(1)呼吸调控法:深吸一口气,并气沉丹田,调整情绪并能增大胸内气压,抑制横膈膜收缩。
(2)声学阻尼法:舌尖抵住上颚形成阻挡,并用手指抵住气管,抑制声带振动与气流流动。
(3)疼痛抑制法:制造疼痛(如咬嘴唇、掐自己)来减轻笑意。
(4)注意力转移法:思考别的事情或转移话题,如思考悲伤的事情,冷静情绪。
(5)面部肌肉冻结法:用力闭眼,嘴角向后拉,可以快速收紧眼轮匝肌与大颧肌,冻结面部肌肉,抑制笑容产生。
参考文献:
隆俊辉.伏隔核核部对瘙痒及其负性情绪的调控作用[D].中国人民解放军陆军军医大学,2024.by 凉渐
请问定理和定律有什么区别?by 未知量
答:目前支持者比较多的观点是:定理是从公理证明的结果,即数理逻辑和所讨论的系统的结果;定律通常指公理本身,但也可以指公认的常用公式,例如law of sines/cosines(正/余弦定律),它们其实也是定理。
“定律(Law)”的律是发现规律的律,在物理上,是人们从无数实验现象中总结的规律,既不是证明,也不是对某样东西的解释。比如引力定律(两个有质量的物体之间存在吸引力),客观存在却又难以言明,人们把这种现象称之为“引力定律”。定律的正确性小于定理。
“定理(theorem)”的理是逻辑推理的理,是可以通过数学运算和参数证明为真的相对正确的陈述。比如高斯定理,电场通过闭合曲面的通量等于该曲面内电荷总量的1/ε₀倍,即
,它从库仑定律出发,结合数学里的散度定理推到而来。那为什么说是相对正确呢?这就比如勾股定理,是基于欧几里得几何这一公理推理演绎而来,但是在非欧几何中,因为公理基础改变,导致勾股定理不再成立,所以说定理是基于公理推算证明的相对正确的结果。希望这些回答能帮助题主更加清晰“定律”和“定理”的区别。
by 4925
Q6能量都是守恒的,不会凭空消失或产生,那为什么还要节约能源呢?by 我爱中科大
答:题主的问题属于物理学与现实的结合,能量守恒定律告诉我们宇宙总能量恒定,能量不会凭空消失也不会凭空产生,这是物理学的角度,似乎能源是取之不尽用之不竭的?但实际上,能量虽然总量恒定,不会凭空产生或消失,但是不同形式的能量之间会相互转化,而人类对于不同形式的能量的利用效率不同,许多能量都无法被人类收集利用。例如地球接收的太阳能每年约1.74×10¹⁷焦耳,但人类仅利用其中0.002%(约3.5万亿千瓦时),其余大部分散失到太空或转化为不可利用形式。
对于最常见的能源——化石燃料而言,人类燃烧它们并将其中蕴含的能量经过多重步骤转化为电能等,但大部分能量都在这个转化的过程中转变成无法被利用的内能最终消散了。例如,1吨标准煤≈2772千卡,但要将它转化为1度电需经历3次能量转换(燃烧→蒸汽→涡轮→发电机),最终效率不足40%。人类文明本质上是将有序能源(化石燃料)转化为无序热量(环境废热),这也反映了另一个物理学定理——熵增定理,即孤立体系的自发热力学进程始始终朝着熵(无序度)增加的方向进行的,其过程是不可逆的。如在环境废热在内的无序能量是非常难以被人类利用的。按照目前的消耗速度来说,地球储存的化石燃料仅够人类使用约500年,因此节约能源对于我们人类社会的可持续发展来说非常重要。
参考文献:
李椿 章立源. (2008). 热学(第2版). 高等教育出版社.by 凉渐
百贴布是如何贴在一起的?by 蓝多多
答:这是一个仿魔术贴设计。魔术贴有正反两个面,一个钩面:有很多细小的呈倒钩状的钩子组成;一个毛面:有柔软的纤维组成,它们可以被钩子抓住。当两者接触时,钩子会抓住毛面的纤维产生物理咬合,以及二者的摩擦力会进一步增强粘合力,使得二者不易分离。百贴布也参考了魔术贴的设计,有高分子材料制成,正反两面的布料有更强的粘性,同时布料也可以任意裁剪,而且不受限于形状。
by 蓝多多
Q8为什么大家要在3月14号这一天吃“派”?by 匿名
答:如果你忘记了2月14日是什么日子那还好说;但如果你忘记了3月14日是什么日子,那你的小学数学老师可要伤心了。毕竟,3月14日可是国际圆周率日(π day),也是国际数学节。早在2011年国际数学协会就正式宣布,将每年的3月14日设为国际数学节。为什么选3月14日作为π day呢,你背诵一下圆周率就知道了,3.141592653......
π day最早由美国物理学家Larry Shaw在1988年发起,当时他组织博物馆的员工和参与者围绕博物馆纪念碑做22/7圈的圆周运动,一起吃水果派,分享有关π的知识。后来这一创意很快传播开来,成为全球范围内的节日。
在庆祝π日的同时,我们也应当铭记我国古代数学家对π研究的卓越贡献。在我国最古老的天文学和数学著作《周髀算经》中,有这样一句话:“数之法出于圆方”,三国时期的数学家赵爽对其注释为:“圆径一而周三”,意思是直径为1的圆,周长大约是3。在公元462年,祖冲之在《缀术》中利用圆内接正多边形及正多边形每条边与圆所延伸出的矩形得到圆周率上界和下界,从而得到圆周率近似值,这种方法被称为割圆术。他计算得出的圆周率近似值355/113,首次将π的数值精确计算到小数点后第七位。这一成果在之后的近800年内,都是准确度最高的π估算值。
所以大家在3月14日这天吃“派”,只是因为“派”与π同音吗?
当然不只是这样。你仔细观察切下来苹果派,是一个很完美的三角形,是不是和下面这个式子的形状很像:
这是欧拉连分数公式,它最终求出的值刚好也是π。不仅如此,整个苹果派更像是一个近乎完美的圆,回想一下小学二年级学过的知识,圆周长是π*D(D是派的直径)。这样看来,吃派不仅仅是一种味觉享受,更是一场数学与美食的奇妙邂逅!据说今天吃个“派”,就不再为数学秃头,小编已经迫不及待地想试一试了。
by Sid
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来源:中科院物理所