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Q1

请问两物体相接触时，他们之间的距离是多少？例如：我现在用手握着手机打字，我的手指和手机直接存在间隙吗？这个间隙是多少？有间隙的话为什么我还会产生触觉呢？

by 科学万岁

答：

两物体接触时，宏观尺度上就认为其在接触点重合，距离为零。微观尺度上，两个物体接触时，由于表面不可能绝对光滑，有一些微小凸起和凹陷，因此接触会发生在物体表面的凸起高点上。微观尺度上两个物体接触时的距离不是一个固定值，其取决于物体表面的粗糙度、材料的性质以及它们之间的相互作用力。

不过我们可以大致估算一下，这里的相互作用只需考虑电磁力。我们都知道原子由内部带正电的原子核和核外带负电的电子组成。我们的触觉就是感觉到了电子-电子间的排斥，这种排斥使得手指发生形变，这种“压感”信号被神经中枢接收处理后就有了触感。当两个分子接触时考虑分子间作用力，分子间作用能曲线会出现一个最低点。相应这最低点的距离即平衡距离，我们可以认为该距离是所谓的“接触距离”。也就是说，当分子相互接近，到吸引和排斥达到平衡时，体系能量最低。此时分子间保持一定的接触距离。相邻分子相互接触的原子间的距离即为该两原子的范德华半径和。例如氢的范德华半径为米，因此两物体接触时的距离大约在纳米到皮米的范围内。

by opzk

Q.E.D.

Q2

为什么下雨天也能放烟花呢？烟花不会熄灭吗？下雨天是否会影响烟花燃放效果呢？

by 海贼

答：

能否放烟花主要取决于导火线和烟花颗粒是否受潮。在雨天，雨水可以短暂地接触到烟花的表面，但无法接触到内部的礼花弹，也无法渗透到内部的火药层。即使雨水滴落在到引信上，也不会影响火药的燃烧，因为引信通常被防水材料包裹，所以下雨天也能放烟花。

但是烟花颗粒在上升过程中会被雨淋湿，导致其燃放的颜色和形状受到影响，影响其燃放效果，进而影响观感体验。如果雨势过大，也有可能会将火药浸湿，导致烟花无法正常升空。此外，在下雨天云层可能会压得比较低，烟花绽放时有可能被云层遮盖，不能看到烟花的绽放效果。综上所述，虽然下雨天能够释放烟花，但效果可能不太理想。如果不是特殊原因，还是建议在晴天放烟花。

by 叹咏调

Q.E.D.

Q3

每次买完东西给的小票纸为什么一划有黑色划痕？

by Quantum fluctuations

答：

超市小票的纸都是热敏纸，这种纸在制作过程中涂有一层热敏涂料，他主要成分有两个：无色染料（苯酚类）和显色剂，正常状态下，它们以薄膜（BPA双酚A）相隔。当热敏纸被加热时，薄膜融化，两种物质就会发生反应开始显色。这也是为什么我们接过刚打印出的小票会觉得热热的，这种变化是纯物理化学变化，不需要墨水和其他耗材，不过也因为他的热敏特性，他打印的内容也会随着时间而褪色。

用指甲或者钥匙等尖锐的物体快速划过小票时，这个过程产生的摩擦热足以使染料和显色剂发生反应而变色。所以就会有黑色的划痕而背面却没有颜色。

热敏纸打印机的打印头就类似于一支笔，它带有半导体加热元件，来写出我们想要打印的内容。不过它是靠加热，而指甲是靠快速滑动产生的摩擦热。

不过热敏纸虽然常用，但是BPA是低毒的，常温下稳定，长期接触的话会容易对人体造成伤害，所以建议接触完小票后不要直接吃东西，洗一下手更安全哦！

b y 蓝多多

Q.E.D.

Q4

日常见到的塑料和木材等材料断裂时，是哪个层面的断开，是分子内部的断开还是分子与分子之间的断开呢？依据现有的科技水平，断开之后还能使其恢复到原来的连接状态吗？

by 匿名

答：

塑料和木材的断裂通常涉及到分子间断裂和分子内部断裂的复杂过程，总得来说是两者兼有。

在塑料和木材中，分子间断裂通常发生在聚合物链之间的连接处。塑料和木材是由长链分子（聚合物）组成的，这些链通过较弱的范德华力或氢键相互作用。当塑料受到外力作用时，这些较弱的分子间力可能会首先断裂，导致材料的破裂。

尽管通常认为分子内部断裂需要的能量高于分子间断开，但是这并不是说高分子材料在断裂时都是分子间断裂而没有分子内部断裂。在实际体系中，不同的高分子链不可能断裂强度一致，例如可能由于构型的不同导致有的高分子链在某一方向拉伸时比另一高分子链在该方向拉伸时的断裂强度低，当低于某高分子链从其他分子链“拔出”的力时，即分子间摩擦力此时通常比较大，分子内部断裂就很可能发生。

例如，从上图的扫描电子显微镜图片可以看到毛白杨木材断裂形貌表面出现许多撕裂的纤维（分子内部断裂），细胞结构被破坏，且能看到明显的纤维拔出（分子间断裂）的形貌。通常认为，冲击断裂面越粗糙且纤维拔出越多，证明试样在受到冲击时更多冲击能量被吸收耗散，从而试样的冲击韧性越高。

现在的科技水平是无法将其复原的。虽然我们可以用STM操纵原子，但是这个效率太低，并且有很多对材料的限制条件，肯定无法用来修复宏观上断裂的高分子材料。对于塑料，确实可以通过热处理重新塑形，不过这不是严格意义的“复原”了。

参考文献：

1. 刘美宏,闫琦铭,訾龙博,等.糠醇-环氧植物油复合改性毛白杨木材的物理力学性能[J/OL].林业科学:1-15

by opzk

Q.E.D.

Q5

有一种从不同视角看会呈现不同画面的画，是什么原理？

by 幂

答：

笔者曾经回答过一期关于摩尔纹的问题，这种通过不同视角呈现不同动画的现象其实就是摩尔纹动画。那么结合之前所讲过的，我来继续讲述一下摩尔纹动画是怎么实现的。

两组不同频率的线条相向运动时，因为频率的干涉会出现亮暗相交的条纹，又因为这两组条纹是运动的，所以干涉的条纹看起来就像是发生了移动。这就是基本的原理，那么制作这种摩尔纹动画呢？

准备一组条纹，然后在条纹中放置一个圆，然后删掉相交的部分，得到剩余的图案。当把原来的图案向剩余的圆移动，当他们刚好重叠时，图形消失，再移动一下，就会发现图像显示出来刚好补全之前的图形。根据这个原理我们就可以在这组条纹的每一帧移动距离上，改变一下圆的图案，删除掉相交的部分，重复以上步骤，然后把剩余的部分依次叠加在一起，之后利用条纹的移动实现动画啦。笔者在后面放一张图片，大家可以打印下来，然后用剪刀剪掉条纹空白的地方（没错条纹中间的间隔要剪掉哦，可以用小刀刻掉比剪刀好使）自己试一下。根据这个原理可以做到很多复杂的光栅动画。

而光栅卡就是在摩尔纹动画的基础上覆盖了一层柱状的透镜。当我们去摸光栅卡的表面时是可以感受到凹凸不平的触感的，有了这层柱状透镜，就可以让平面的画立体起来。

原理：在每一个柱状透镜下方的平面画是由两部分组成的，即左边的灰色和右边的深色的切片组合成。灰色是一幅图，深色又是另外一幅图片，这两幅图是物体经由左右不同视角摄录影像讯息，再经处理后左眼影像与右眼影像交错显示。利用透镜对光线的折射，左眼看见左边的图像，右边看见右边的图像，这就产生了视差（类似于3D眼睛啦）那么光栅卡的立体感就出来了。

如果想要实现多图的效果，还需要控制光线的折射和聚焦，比如直视的时候只能看见深色图，而换一个角度只能看见灰色图，这是因为当我们改变角度的时候，画面的视点移动，看到了透镜下方不同的画面，才会有内容的变化。

参考文献：

1. 亓文法,刘宇鑫,郭宗明.摩尔纹图案自动去除技术综述[J].计算机研究与发展,2024,61(03):728-747.
2. 杨光,鄂玉萍,王家俊.基于摩尔纹生成规律的包装交互设计研究[J].绿色包装,2023(06):107-111.DOI:10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2023.06.022.
3. 这是什么？摩尔纹

b y 蓝多多

Q.E.D.

Q6

为什么剪刀变钝了剪一下易拉罐会变锋利？

by 余江月

答：

因为铝制的易拉罐外表面有一层锡箔纸，虽然我们用手摸起来，锡箔纸的外表面在生产过程中经过打磨比较平滑，但是它与铝罐的接触的内表面是比较粗糙的，用剪刀去剪易拉罐，其内部像是磨刀石一样打磨着剪刀的刀刃。所以剪刀剪易拉罐能起到打磨的作用。

但是，通过剪切易拉罐来使剪刀变锋利远远不如磨刀石的效果，对于钝化了的剪刀，裁剪易拉罐并不能使其立马变得锋利。如果想让剪刀变得锋利，我们可以用磨刀石对图中所示很小的“③面”进行打磨，再对剪刀相互摩擦的内面轻微打磨去除卷刃。

by 叹咏调

Q.E.D.

Q7

在地球上我们是日出而作，日入而息，那在宇宙上航天员是怎么作息？

by 茉立

答：

目前，只有环绕地球的空间站上有人类生活，因此就以他们的作息为例进行介绍。航天员在空间站上通常采用24小时的作息时间表，类似于地球上的作息制度。一天中一部分时间用于工作，包括科学实验、空间站维护和其他任务。剩余的时间用于休息、锻炼、吃饭和个人时间。

空间站每90分钟绕地球一圈，因此每24小时内航天员会经历16次日出和日落。这种频繁的光暗交替会干扰航天员的生物钟。因此，空间站内部会使用人造光源来模拟地球上的昼夜周期，帮助航天员保持规律的生物钟。

参考资料：

1. 每天经历16次日出日落，航天员在太空怎么生活？专家解答

by 鱼非我

Q.E.D.

Q8

为啥在地铁里手机有信号但电梯里没有呢？不应该都可以发生静电屏蔽吗(๑•̌.•̑๑)ˀ̣ˀ̣

by 猫猫真可爱

答：

手机信号作为一种无线电波，它的好坏与诸多因素有关，包括离基站的距离、听音环境、接收机灵敏度以及天气等。无线电波一般是沿着直线传播的，容易受到障碍物的阻挡，电梯、地下室、隧道这些地方之所以信号质量差，就是因为手机信号难以穿过厚厚屏障。尤其是金属制的封闭环境，它几乎能把信号完全屏蔽掉，只有在里面装上电信商的发射器才能与外面的基站取得联系。同样，地铁在修建时会在隧道两旁装泄漏电缆，站台装天线增益设备，以确保乘客通信顺畅。

不过，坐过地铁的朋友们都知道，地铁里虽然有信号，但是质量非常差，尤其是早晚高峰时段，手机可以说是基本没网。这是由于在地铁封闭的环境中，电磁信号经常会受到干扰和衰减，加上地下区域运行，和各种金属物质的阻断作用，使得进入车厢后信号范围异常缩小且带宽变窄。同时，地铁人员密集也会导致信号变弱。随着人们对网络需求的增加，解决地铁信号问题变得尤为迫切。中国电信在2023年上海世界移动通信大会上提出的5G“车地系统”解决方案有望彻底解决这一难题，未来地铁内实现全面5G覆盖指日可待。

参考文献：

1. 都5G时代了，地铁里手机信号为啥还这么差？

by Sid

Q.E.D.

Q9

为什么绿豆水煮出来是绿的，放置一会儿就变红了？

by 吴某人

答：

氧化：这其实是因为绿豆皮中含有大量多酚类物质，当它们没有被破坏或者氧化的时候，绿豆水就会保持绿色。当多酚与空气中的氧气发生氧化反应，那么绿豆汤就会变红，并不会不健康。绿豆汤放置在空气中的时间越长，颜色会越红。

水质：当用弱酸性的水来煮豆子，能看到汤原本的绿色，而用碱性的水就会看到偏红色的绿豆汤，笔者妈妈煮的绿豆汤基本就是红的，因为北方的自来水偏碱性。

铁制器具：铁勺、铁锅中的金属离子会和绿豆皮中的类黄酮进行反应，变成颜色较深的复合物，使汤颜色发红甚至发黑。

所以如果想要保持绿色可以在汤里加一点柠檬汁或者醋，酸性环境有助于稳定酚类物质防止氧化变色，盖上锅盖煮也可以防氧化；煮的时候先用大火煮开然后转小火，时间短一些。

b y 蓝多多

Q.E.D.

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编辑：小范

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