生活中，

常常會發現用沐浴露洗完澡後，

身上會有滑滑的感覺，

而用香皂洗澡則不會這樣。

是因為香皂洗的更幹淨嗎？

1

Q

汽油在水面上為什麼是彩色的？

by gemini

A

這是典型的薄膜幹涉現象（詳見163期 A7），簡單解釋一下，由于薄膜上下界面折射率不同，因此反射光之間會産生幹涉，根據光程差的不同，可能幹涉相長，也可能相消。汽油在水上産生的油膜可以近似認為是一個球面，兩端薄中間厚。白光是複合光（有多種波長不同的光），對于同一入射角的複合光，各色光都發生薄膜幹涉，而不同的光在不同位置相互加強，因此汽油在水面上看起來是彩色的。

By Aaron Chen

2

Q

晚上去湖邊發現燈光在湖面上的倒影被拉的很長，好像長度還與亮度有關，請問是為什麼？？

by Whatever

A

鏡面之所以可以映出清晰的像是因為鏡面很光滑。光打在鏡面上之後進行鏡面反射，反射後的光隻是相當于入射光整體進行了轉向，光線之間的關系并沒有發生改變，所以在被眼睛接收以後就能看到清晰的物像。

另一種反射是漫反射。一般的牆面發生的是漫反射，反射光朝各個方向胡亂反射。所以光線裡攜帶的關于物像的信息被完全打亂了，因此一般的牆面不能映出物像來。

水面介于兩者之間：從大範圍内看，水面有褶皺，但是在小範圍内，水面還是很平整的。所以經過水面的反射，人可以看到物的像；但是由于褶皺的存在，在大範圍内看，物像還是有明顯的失真的。有的褶皺表現得像凹面鏡，它會導緻影像被壓縮，但是有的表現得像凸面鏡，它會導緻影像被拉長，這些因素綜合在一起導緻了水面形成倒影的特點。

生活中還有一個物體有類似的功能，那就是哈哈鏡。其原理幾乎完全一樣。

By Nothing

3

Q

微波爐能加熱食物，那有沒有能制冷的微波呢？

by SQXN

A

微波爐加熱的原理是：爐中的磁控管将電壓轉換成高頻振蕩的電磁波（一般是2.45GHz的頻率的微波），食物中含有的電極性分子（液态水和油類）随着場的方向變換方向振動，分子不斷變換方向，并影響鄰近分子，使整個分子集體振動，内能增加，從而達到加熱的目的。一句話總結，微波能夠加熱食物是因為能夠通過電磁場加劇分子振動，達到增加内能的結果。

那麼微波能使運動減緩嘛？答案是不能的。那麼有使原子運動減緩的技術嗎？

我們常說的激光冷卻（利用光子撞擊原子從而達到減速效果，本質就是入射的光比出射的光能量低，能量差需要物質降溫來提供）就可以減緩原子運動，這項技術和去年諾貝爾物理學獎的光鑷相關，不過激光制冷目前還是難以冷卻食物這麼龐大的體系的。想要快速制冷還是用液氦/液氮吧！

By Aaron Chen & Nuor

4

Q

為什麼彈簧長度改變勁度系數就變了？

by 帥殘了

A

因為彈簧的彈力和形變量之間不成嚴格的線性關系。如圖所示：

胡克定律是說彈簧的彈力與彈簧的形變量成比例，這個比例系數是勁度系數。當給固體材料施加一個外力時材料在尺寸上的改變叫做應變（應變具體定義為物體在外力作用下尺寸的改變量與原長的比值），廣義一點，胡克定律是在說固體材料的應變與施加在其上的壓力成線性關系；一般而言，物體的應變與壓力之間是非線性關系，用非線性關系來表示時其比例系數不恒定，但在一個應力不太大的範圍内，它們之間有近似的線性關系。如下圖所示是金屬受到的壓力（stress）與其應變（strain）的關系曲線，在壓力不太大時，它們近似成線性關系，相應的區域叫彈性形變區域；當彈簧所受的力超過其彈性形變區域時，胡克定律就不成立了，但在彈性形變範圍内可以認為勁度系數是不變的。

By 二十三

5

Q

高鐵上使用的“減速玻璃”的原理是什麼？

by 無

A

所謂的“減速玻璃”其實就是“安全玻璃”，即兩層鋼化玻璃夾層夾一層PVB膠片，具有保護車上乘客安全的作用，并沒有“減速”的作用。“減速玻璃”的是上世紀50-60年代一些原來開卡車後來開小汽車的司機們，感覺小汽車外面的速度比卡車慢，從而創造的名詞。但實際上，所謂的“減速玻璃”主要是由于不同車型車上人的視角不同，車本身的噪音、颠簸程度，玻璃的畸變性。一般來說，小汽車上由于前引擎蓋比貨車長，所以其視角小，轉瞬即逝的路面出現的時間也就很短，所以相對來說“感覺”沒有貨車那麼快。此外，在高鐵上，由于車廂的密封性好，車體噪音小，減震能力強，車窗外近處沒有遮擋物，遠處的視角小，車窗視野大，景物的可視時間長，因此會有開得很慢的感覺。

By Nuor

6

Q

搖晃後的可口可樂，在太空中打開時是什麼樣子的?

by 無

A

可口可樂是常見的碳酸飲料中的一種，我們知道碳酸并不穩定，易分解成二氧化碳和水。我們搖晃可樂後，動态平衡被破壞，産生大量二氧化碳，從而使内部氣壓大幅增大（當然還是有部分氣體分子還在液體中向外逸出），此時打開一瞬間由于内外連通，内部氣壓會大幅降低，大量二氧化碳噴出，順便也将附帶的液體帶出了。如果我們不搖晃，其實打開的時候也會看見内部出現很多氣泡，這是因為氣壓下降，氣體溶解度下降。

那麼在太空中打開，搖晃後立刻打開會噴出來嘛？答案是并不會，也許你會覺得太空中氣壓更小，打開應該噴的更猛。可是，在太空中，氣泡和水分都難以分離（因為沒有了重力，氣體和水不會因為密度自上向下排列，而是随機分布），那麼就算你再怎麼搖，都不可能噴出來的！在太空中，即使你成功喝了可樂，都不會因為氣壓差，氣體從液體中分離（因為沒有重力作用），你也不會打嗝呢。

By Aaron Chen

7

Q

用沐浴露洗完澡身上會滑滑的，用香皂就不會，真的是沐浴露洗不幹淨嗎？

by h_bar

A

其實有的沐浴露洗完澡身上也不會覺得滑滑的，這主要和不同的沐浴露所含的成分有關。香皂的主要成分是脂肪酸鈉（比如說硬脂酸鈉），在水裡溶解之後産生脂肪酸根，這是一種陰離子表面活性劑，含有烷基的那頭親油，帶負電的那頭親水，這種兩親的特點使得它能夠将皮膚表面上的油脂“拽脫”皮膚表面，随水流沖走，皮膚表面油脂少了，就感覺“幹爽”。

硬脂酸鈉

而有些沐浴露含有的表面活性劑是兩性型的，比如甜菜堿類（椰油酰胺丙基甜菜堿等），或者是陽離子型的，比如季铵鹽類（十六烷基三甲基季铵溴化物等），這些表面活性劑容易粘附在皮膚表面，不容易沖走，所以就有一種滑溜，洗不幹淨的感覺，其實并不是沒洗幹淨。

也有沐浴露是含有皂基（也就是含有陰離子表面活性劑）的，比如成分表中含有脂肪酸（或者棕榈酸、月桂酸）和氫氧化鈉（或者氫氧化鉀），那就說明其中含有皂基，洗完也可以達到香皂的效果，“幹爽”。

By 重光

本期答題團隊：

物理所 Nuor、二十三、 Aaron Chen、重光

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編輯：不言

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