外星人叫你一声，你敢答应吗？ No.185

 

1

Q

不倒杯为啥不倒？

by 匿名如图所示，整个杯子的底部由，三个主要部件组成。绿色的是杯子的主体，红色部分是杯子的底部，黑色部分是夹在，它们中间的一个部件。黑色部件能在杯子，自身的重力下，与杯子底部的红色部件和，光滑的桌面中间形成密闭的空腔，这个空腔有一个开口，开口的另一边是黑色部件和绿色，部件的界面。

在水杯放好之后，如果试图从左右摇晃杯体(绿色部分)，绿色杯体和黑色，部件相互嵌套在一起，就会要求黑色部分也，跟着摇晃，但是黑色部件-红色杯底-杯子所在的光滑桌面形成的，空腔产生的负大气压就会吸住黑色部分，让黑色部分无法正常摇晃。如果想把杯子从，桌面上拿开，那就需要从垂直方向，提起杯体，这个时候绿色部分和，黑色部分先自然分离。分离之后，外界的空气就可以借上面所说，的小孔进入黑色部分红色部分的空腔，让负压消失，这样就可以轻松地，把杯子提起来了。



图片来源：明明实验室

By Luna

2

Q

游标卡尺和螺旋测微器是谁发明的？为什么游标尺总有一个刻度，和主尺对齐？

by ksuwydg高中物理学习读数测量的时候绕不开的一个点就是游标卡尺和螺旋测微器。小编在最初接触到这两个东西的时候就觉得这，两个东西很精巧很神奇(●—●)

话说回来，游标卡尺的话，我国在王莽新朝时期就有，了类似的发明，不过那个时候还是，青铜制作的，外观和使用功能和现在的游标尺，很接近了，而西方记载的游标卡尺，则由法国数学家pierre Vernier在17世纪发明，到现在为止，游标卡尺的英文Vernier calliper还是以后者命名的。而螺旋测微器则要晚得多，一般认为是Jean Laurent Palmer在1848年发明的，他在当时申请获得了专利，称之为“带圆游标尺框的螺纹卡尺”。

接下来说第二个问题，为什么游标尺的主尺和游标总有一个，刻度是对齐的？首先我们用减法的，方式来回顾一下读数方法：游标的0位如果，和主尺对齐了，那么显然读数就是，主尺上的刻度，这个毫无疑问。如果游标0位没有对齐，那么后面第n位“对齐”了主尺的刻度M，我们假定游标刻度标法是把长度k，等分成p份，也就是说相当于被测物真实，长度l上加了n*（K/P）的长度后等于M，即L=M-n*（K/P）。

细心的朋友可能，发现了前面的“对齐”是加了引号的，也就是说这里的对齐实际上并，不是确切意义上的对齐。换句话说，是我们在精度（1-K/P）（单位毫米）范围内，认为l在一份一份地补，上了n*（K/P）的长度后“能够等于M”。

事实上，如果你的眼睛，有超级分辨能力，你会看到游标的，刻度并没有“对齐M的刻度”而是“很接近M的刻度”。不过因为刻度线本身有宽度而且，肉眼分辨有限，在视觉上就把这个“很接近”当作“重合”。

这样来说，当精度提高的时候，游标被分得更细，上下两条刻度也变得更“接近”，不过在肉眼看来它们依旧是，对齐重合了。

By Dannis3

Q

为什么重复写某个字，会越看越不像字?

by 狗子

小时候罚抄写名字，经常抄着抄着陷入了“我在写啥”的疑惑，甚至自己的名字也，不认得了。心理学上对此给出了解释——这是一种叫做“语义饱和”的现象。



事实上，字符本身是没有意义的。我们对字符作出反应是因为我们通过学习把一个个的字符和与其相关，的意义储存存在我们的大脑中，当我们第一眼看到这个字符时大脑会马上反射，给出与其相关联的解释。但是看的时间长了我们关注的就成，了这个字符本身。

长时间看或写同一个字，大脑在接受持续的相同的刺激后，产生了神经疲倦。通俗一点讲，就是大脑的同一个，区域一直拼命地工作。在一直处于高强度，运转的情况下，大脑变得疲惫了，出现了短暂的“罢工”情况。这是正常的现象，休息一下缓一缓，这种情况就会消失了。

By Dannis

4

Q

个人想接受来自外星人的信号，需要准备什么？

by Looooop寻找地外文明是个非常复杂困难的事情，需要庞大的科研技术，团队分工合作，且有雄厚的项目资金，支持才能尝试。对没有专业仪器设备的，一般人来说，是几乎不可能完成的任务。即便如此，制造出理论上有机会接受到来自外太空，的信号的望远镜/天线列阵还是有可能的。

首先要确认的事情是，来自其他文明的信号很有可能，是非常微弱的，要想接收到它们，需要足够灵敏的望远镜/天线，能够捕捉到非常，微弱的信号。而绝大多数宇宙射线和信号都无法，有效地穿透大气层，只有一小部分的可以，这就是所谓的大气窗口。

考虑到现在光污染也很，严重，最合适的探测波段，就是透射率接近100%的波长为10cm-10m的波段了，这也就是目前科学家们探测地外信号，最主要的波段。确定好大致的，探测波段之后，接着就是设计望远镜。当然对于个人来说，diy一个射电望远镜也不是，不可能，由于涉及了大量专业知识在这里就，没法详细展开了，感兴趣可以在网上找到，相关的文献和方法。可参考：建造自己的射电望远镜；追踪银河行动。

但是，就算是有了勉强堪，用的射电望远镜，要想恰好能接受疑，似有智慧的信号也是几乎不可能的，科学家们早就已经尝试使用，射电望远镜列阵进行相关的探测了，却依然没有结果。

当然，最重要的是要学，一门外语啦，比如这句“

By Luna5

Q

听说汽车开暖气会导致发动机产生的一氧化碳等废气进入车内，是真的吗？汽车开暖气要不要打开A/C按钮？

by 匿名汽车空调使用了两种循环模式——内循环和外循环，虽然都可以调节车内，的温度，但是它们之间还是，有一些区别的：内循环保持空气只在汽车，内部循环，而外循环则会引入部分，车外的空气，空调的空气循环系统肯定是和气缸里气体，的循环系统完全分离的，理论上并不会引入，自己汽车燃烧的废气。但是为什么我们实际使用的时候会感觉有的时候外，循环会让车内空气浑浊呢。那是因为，开启外循环之后，外界的空气可以，进入汽车内部，而开车的时候汽车常常，是在马路上(马路上)，跟在别的车子后面开的，有的时候使用外循环就会把，别的汽车排出的尾气引进来了一点，这也是无法避免的事情。总的来说，外界空气不干净的时候，最好不要使用外循环。

但是也千万不要一直只，使用内循环哦，人的呼吸总会逐渐，消耗汽车内部的氧气，如果一直不开启，外循环的话，汽车的氧气会慢慢地被，消耗掉，而又无法通过外，循环来补充，汽车内部的空气就会，越来越浑浊，最后甚至有可能引起窒息，所以大家一定要注意及时使用外循环，或者开窗换气哦。

By Luna

6

Q

特等奖视频里弯曲的水和反重力的水滴是怎么做到的？

by 匿名

视频中我们看到的弯曲的水和反重力的水滴实际上是由于摄像机拍摄的帧率导致的。这里稍微解释一下摄像机，拍摄视频的原理，视频其实是由一帧帧，照片组成的，我们在视频中看到的弯曲的水并，不是连续的水流，而是不同时刻下水的位置。类似高中物理中，的电火花打点计时器，时间间隔相同，记录下每一时刻，的物体的位置。这里的每一帧照片，就像计时器的每一个电火花一样，只要时间间隔够短，连续播放时就能给，人动态视频的效果。当视频制作者把录像机的帧率调到和水流，振动的频率相同时，那么相机每一帧记录，的都是水流的同一相位（这里可以简单理解为，同一位置），这样一来水就看起来，像是静止悬浮在空中，但当把帧率调高或调低时，看上去水珠就会相应下降，或上升，形成我们看到的“反重力水滴”的感觉，实际上水还是在，连续地下落。



7

Q

请问超导研究中超导是如何进行检测的？超导电阻检测通常都有，哪些方法？

by 匿名超导体具有两个特殊的性质，零电阻行为和完全抗磁性。

零电阻行为指的，是随着温度的降低，物质的电阻在某，个温度突然下降，降到仪器检测不到的最小值，突变前后的电阻值存在量级上的变化。由于任何仪器的灵敏度，具有限制，因此实验上只能确定超导电阻，的阻值上限，无法严格证明其电阻为零。1908年Onnes发现Hg超导现象的实验条件给出电阻值的上限是10-5欧姆，为了更精确的确定，超导电阻的上限，科学家采用“持续电流法“将超导体电阻率的上限提高，到10-26欧姆·厘米，远低于正常金属的，最低低温电阻率10-12欧姆厘米。因此认为超导体的，电阻率确实为零。

实际测量中，常用的方法就是大家，所熟知的伏安法测电阻。研究人员一般会使用低温测试系统，结合四引线法消除，接触电阻，可以测量的最小，电阻大约是10-5欧姆，一般物质电阻值小于仪器误差且转变前后电阻值有量级上的，变化就可以认为物质进入超导态。

同时为了证明物质确实，进入了超导态，一般需要结合超导体的，完全抗磁性进行判断，这就需要测量物质，磁矩随温度的变化。一般需要利用振动磁强计(VSM)结合低温测试系统进行，测试，当物质的磁化曲线在低温下，表现抗磁信号（磁化率为负值）时认为物质具有抗磁性。

为了更好的研究超导体，的性质，通常的电磁学测试还，包括等温磁化曲线（M-H曲线，类似于铁磁体磁滞回线），加场电阻率测试，单晶各向异性测量（有一些超导体会翻脸，不认人哟）等等。想深入了解超导吗？想为了实现超导量子计算、实现超导磁悬浮列车、甚至利用磁悬浮上天入地贡献，自己的力量吗？想的话，就来加入物理所吧！

”持续电流法“及抗磁测量请参考《超导物理》第三版 张裕恒 P23-27。

By Luna & 勿用

8

Q

粒子的自旋是什么？真的会转吗？为什么会有1/2这种分数表示？

by  匿名

粒子的自旋其实对应粒子真的在转，但和你开心地，转圈的转又有点区别。首先先来说一下为啥对应真，的在转，材料中电子的旋转有两类，一类是绕着原子核的「公转」，一类是「自转」。科学家们其实并没有办法从材料里抓，一个原子出来，拿在显微镜底下看里面，电子到底是怎么转的，而是通过光谱来进行分析。转的多快和光谱，特定谱线的数量相对应。我们原本以为粒子只有「公转」，也就是轨道角动量，但是这样假定算出来的光谱谱线数量怎么都，和实验对不上。所以人们才知道，粒子也有「自转」。

但是自旋其实并不对应，着粒子真实的转动，而是指对波函数的操作。量子力学里波函数是要用，复数表示的，人们能观测到的，是复数的模的平方，所以在「转一圈」以后即使多了一个负号，也没有影响。它只需要满足，反周期性条件，这就是一些粒子自旋是 1/2 分数表示的来源。很多人会觉得这个多转的一圈是不是粒子在高维的，空间里多转了一圈呀？其实这是三维空间就有，的性质。费曼曾经有一个很形象，的演示方式，你只需要掏出你的右手，保持手心向上，顺时针旋转一周。此时你的手臂就像被，警察叔叔抓住的感觉那样。这时继续保持手心向上，从手臂下方继续，顺时针旋转一周，你会发现，「转两圈」以后，你可爱的右手又回来啦~。

By NKXXX



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地球的磁场可以用来发电吗？| No.184


编辑：不言

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