体感温度与真实温度不总是相同，
明明看着天气预报是五度，
体感温度却是一两度
两者测的原理有什么不同呢？
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Q1 共享单车是怎么把车给锁上的？
Q2 为什么蚊子苍蝇被电蚊拍打之后在地上疯狂原地旋转？
Q3 如何快速去掉水杯里的茶叶浮沫？
Q4 端一碗水走路，水为何容易前后洒出？如何避免？
Q5 为什么气泡饮料打开后柠檬片会自己浮起来？
Q6 为什么纤维在紫外线的照射下会出现荧光？
Q7 光纤为什么不像玻璃一样易碎反而能弯折？
Q8 为什么叶绿体这类细胞器不能移植到人体内？
Q9 测量体感温度与真实温度的原理有什么不同呢？
Q1 共享单车是怎么把车给锁上的？
by 乔小鱼
答：
共享单车的锁车是用户指令、云端控制和智能锁协同完成的过程。当你通过手机APP点击还车，指令会经移动网络传至云端服务器，服务器随即向单车智能锁发出关锁信号。智能锁内置通信模块芯片（如GPRS/4G）和SIM卡，使其能接收指令并执行物理锁闭。
为实现规范停车，系统会验证车辆位置。在要求“入栏结算”的区域，单车需通过北斗高精度定位（可达厘米级）或蓝牙道钉技术，确认停在电子围栏内才能成功锁车并结束计费。蓝牙道钉通过约1米内的感应形成隐形停车桩。
此外，若用户忘记关锁且远离车辆，部分单车具备基于距离检测的“自动落锁”功能，可在超时后远程锁车，但这有时也可能引发骑行中误锁的安全隐患。
by clouds
Q.E.D.
Q2 蚊子苍蝇被电蚊拍打完之后掉落在地上后疯狂原地旋转是什么原因？
by 150斤大胖子
答：
这是一个复杂的问题，多个部位的电流损伤都会引起蚊蝇的疯狂旋转。
由于电蚊拍的电流并不会均匀地穿过蚊蝇体内，可能对蚊蝇身体两侧的肌肉有着不同的毁伤程度；当昆虫试图挣扎的时候，一侧的肌肉保存较好，出力大，另一侧的肌肉毁伤严重，出力小，昆虫就此旋转起来。
此外，回忆初中生物学的知识，蚊蝇属于昆虫这一类，而昆虫分为头胸腹三节，相应的，昆虫的中枢神经系统也有三个中心：脑，胸神经节和腹神经节。不同于脊椎动物脑的“中央集权”，昆虫的“地方分权”很严重，生物学上称之分布式神经系统。
胸部作为昆虫运动的核心，胸神经节掌握了昆虫的大部分运动控制权能，负责接受脑的信号并产生具体的运动信息，如前进后退，上升下降，左转右转等，有很高的自主性。当脑被摧毁或者连接脑和胸神经节的神经索被摧毁，而胸神经节大部分完整时，就有可能无序地激活各种运动模式，引起昆虫剧烈的抽搐和旋转，而不会像脊椎动物那样，集成了感觉运动等功能的中枢“脑”被摧毁之后只能小幅抽搐。
此外，蚊子和苍蝇同属双翅目，不同于一般昆虫（如蜻蜓）的双翅六足，双翅目昆虫的只有一对用于飞行的翅膀，另一对翅膀演化成了平衡棒，在双翅目昆虫的飞行中起到陀螺仪的作用，负责感受身体的旋转和偏航，从而调节飞行姿态。一旦平衡棒被摧毁，蚊蝇就会晕头转向，从而开始疯狂旋转。
更进一步地，作为学物理的，这个现象其实相当神秘：具有镜像对称的苍蝇和蚊子，经过电击之后，开始旋转而不再镜像对称！假如这完全由于电击本身不是镜像对称引起的，那么如果我们测量很多蚊子和电蚊拍的碰撞，蚊子的旋转方向中，左旋和右旋的几率应该是一致的。如果它们不一致——这就意味着苍蝇和蚊子的对称性破缺了！
这让人联想到杨振宁与李政道先生所预言并在微观世界中被证实的宇称不守恒现象，即在弱相互作用中，自然规律本身并不遵守左右镜像对称（例如，在吴健雄的著名实验中，钴-60衰变放出的电子更倾向于朝与原子核自旋方向相反的方向发射）。虽然蚊子的旋转是宏观生物电损伤现象，与粒子的弱衰变本质不同，但两者在“对称性破缺”这一核心物理思想上形成了有趣的呼应。
参考资料：
刘凌云, 郑光美. 普通动物学[M]. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2009.
by 欧拉格朗日
Q.E.D.
Q3 如何快速去掉水杯里的茶叶浮沫？
by 匿名
答：
茶叶浮沫本质上是一层由液体薄膜包裹的细小气泡，热水冲泡时的剧烈冲击将空气卷入水中，形成气泡，而茶叶中天然富含的茶皂素则充当了良好的表面活性剂，在这里，它显著降低了水的表面张力，而后果则是使气泡薄膜更坚韧而不易破裂，同时，茶叶上细小的茶毫等固体颗粒会吸附在气泡表面，阻止小气泡合并，从而极大延长了泡沫的寿命。
因此，想去除浮沫的关键在于破坏这个稳定体系。最直接的方法就是直接撇去，可以在泡茶的过程中使用茶滤，或用勺子等将其撇去。也可以在冲泡时就沿某一定点进行缓慢注水，减少空气携带，从而减少泡沫的生成。
by 滪旸
Q.E.D.
Q4 端一碗水走路，水为何容易前后洒出？如何避免？
by opghn
答：
首先，为何水会洒出？这是由于水具有惯性，当人和碗的运动状态发生改变时（加速或减速运动），水具有保持原来运动状态，即惯性，会有对于碗的一个相对速度，这时水便会洒出。为什么是前后洒出而不是左右洒出？这是因为在端水时人总是有向前或向后的加速度，导致水总是由于惯性相对碗向前或向后运动。
那么如何避免洒出水？首先是走路时尽量匀速，避免急停和急走，其次可以减少碗中水的量，这样水在小幅度晃动是不会洒出。
by clouds
Q.E.D.
Q5 为什么气泡饮料打开后柠檬片会自己浮起来？
答：
这是浮力 + 气泡附着共同作用的结果。更准确地说，是二氧化碳气泡给柠檬片穿上了一层“隐形救生衣”。
在饮料尚未打开时，瓶内压力较高，大量二氧化碳溶解在液体中。此时柠檬片的密度与液体接近，往往会沉在底部或悬浮在中间。当你打开瓶盖，压力骤降，溶解在液体里的二氧化碳立刻变得“待不住了”，开始从液体中逸出。但气体并不会凭空冒出来，它需要“出生点”。相比光滑的杯壁，柠檬片表面布满纤维、孔隙和微小凹凸，是绝佳的成核位点。于是，二氧化碳优先在柠檬片表面形成大量细小气泡，并牢牢附着在那里。
这时，物理情况发生了关键变化：虽然气泡本身几乎没有重量，但它们占据了不小的体积，使“柠檬片 + 气泡”的整体排开了更多液体（即平均密度变小）。根据浮力原理，排开液体越多，受到的浮力就越大。当浮力超过重力，柠檬片就会被气泡“托”着慢慢上浮。如果你用筷子把气泡拨掉，柠檬片往往又会沉下去；等新的气泡重新附着，它又会再次浮起。这正是浮力与气泡生成动态平衡的结果。
所以，柠檬片只是借助了二氧化碳这个“外挂”，完成了一次看似神奇、实则非常经典的物理表演。
参考资料：
Lubetkin, S. D. Why Is It Much Easier to Nucleate Gas Bubbles than Theory Predicts? Langmuir, 2003, 19: 2575–2587.
by 柠七
Q.E.D.
Q6 为什么纤维在紫外线的照射下会出现荧光？
by 匿名
答：
这是因为纤维中含有能够被紫外光激发的分子结构。许多天然或合成纤维内部存在芳香环等分子结构。这些结构中的电子轨道在吸收光（主要是紫外光）后，能够从低能级的基态跃迁到高能级的激发态。之后电子在掉回到较低能级的过程中，会以可见光的形式释放多余能量，于是人眼就看到了荧光。由于电子在发光前会先损失一部分能量，发射光的能量低于吸收光。这也是为什么吸收的光波长和发射的光波长不一样。
纤维比许多其他材料更容易发荧光，是因为它们的分子结构更容易发生这种过程。很多材料要么缺乏合适的能级结构，难以被光有效激发；要么激发后的能量主要通过热振动等非辐射方式耗散，而不是发光。此外，部分纤维中还含有荧光增白剂，本身就是高效的荧光物质，使紫外照射下的发光现象更加明显。
by 灵境
Q.E.D.
Q7 光纤的成分和玻璃类似，为什么不像玻璃一样易碎反而能弯折？
by 亦恋海蓝
答：
我们平时觉得玻璃很脆，其实是被“冤枉”了。从原子层面看，构成玻璃的二氧化硅键合非常牢固，理论强度甚至高于钢。问题不在材料本身，而在于——裂纹。普通玻璃表面布满肉眼看不见的微裂纹，当受力时，应力会在这些裂纹尖端被急剧放大，导致瞬间断裂。这正是格里菲斯断裂理论揭示的核心机制。
光纤之所以不同，首要在于它的制造方式。光纤是在极高温下由高纯度预制棒拉制而成，相当于“重新生成”了一根几乎没有表面缺陷的玻璃丝，而不是在原有玻璃上加工。裂纹被源头性地消除了，材料也就能展现出本该拥有的高强度。
其次是尺寸效应。光纤的直径接近头发丝粗细。材料弯曲时，外侧承受拉伸，应变大小与直径成正比——越细，越不容易被拉断。所以即使光纤被弯成小弧度，表面承受的拉力仍远低于断裂阈值。
最后还有一层“保险”。光纤在拉制完成的瞬间就会被涂上一层柔韧的高分子涂层。这层“软甲”不仅能缓冲机械冲击，更重要的是隔绝水分与灰尘，防止新的微裂纹产生，从而长期保持高强度状态。
因此，光纤是通过极致的细、极净的表面与精密的结构保护，避开了玻璃最致命的弱点。它展现的，正是材料在理想条件下应有的力量。
参考资料：
Kurkijian, C. R., Krause, J. T., & Matthewson, M. J. Strength and fatigue of silica optical fibers. Journal of Lightwave Technology, 1989, 7(9): 1360–1370.
by 柠七
Q.E.D.
Q8 为什么不能将叶绿体这类进行光合作用的细胞器移植到人体内？
by 匿名
答：
因为光合作用并不是依靠叶绿体一个“零件”就能运行的“小程序”，而是需要一整套相配的基础设施与环境支撑运作的“生存模式”。
首先是环境的不兼容，需要强光照、充足二氧化碳与持续的水分与矿物质供应的叶绿体无法在黑暗、细胞液离子环境迥异的人体内部高效工作；其次，叶绿体依赖植物细胞核基因编码的蛋白质进行维护和修复，并通过专门的转运机制在胞内和植物体内进行光合产物的转运，人体细胞缺乏这整套基因指令、接口与运输通道；此外，光合副产物——高破坏性的活性氧不会损害具有强大抗氧化系统的植物细胞，但对执行动物代谢模式的人体细胞却破坏力巨大。
自然界中的确存在着能够利用光合作用获益的动物，一类是与可以进行光合作用的藻类共生的部分水母、海绵；另一类著名的“光合动物”，如绿叶海蛞蝓（及一些其他软体动物）可以在摄食藻类后将其叶绿体整合进自身细胞，从而可以长达数月在食物匮乏时依靠光合作用生活。然而其机理直到2025年6月才被发表在《Cell》上的一篇文章初步阐发：海蛞蝓摄入的叶绿体并不是在细胞内自由漂浮，而是被一层薄膜包裹，形成一种新型的细胞器（研究人员将其命名为“盗食体”），这种细胞器依靠一种离子通道为其中的叶绿体营造适宜于叶绿体的腔内环境，该团队还进一步发现，这种细胞器保留和消化的机制在其他数种“光合动物”有趋同进化的现象。
如你所见，它们的神奇案例都来源于在漫长演化中形成，高度精密的整合，这也表明仅仅通过叶绿体移植，是无法使人这样构造高度复杂的动物在体内进行光合作用的。
参考资料：
Corey A.H. Allard, et al.,A host organelle integrates stolen chloroplasts for animal photosynthesis, Cell, 2025,19(188).
by 滪旸
Q.E.D.
Q9 体感温度与真实温度不总是相同，两者测的原理有什么不同呢？
by 冠臣
答：
真实温度指的是空气本身的热力学温度，通常由温度计测量，反映的是空气分子平均动能的大小；而体感温度并不是一个单独的物理量，而是用来描述人体“感觉冷或热”的程度，其本质是人体表面热量流失（或获得）的速度。
人体会持续向外散热，当环境温度一定时，若风速增大，会加快空气流动，使人体散热更快，体感温度就会降低，这就是为什么风大会觉得冷。湿度同样重要：在高湿环境下，汗液蒸发受阻，散热效率下降，人会感觉更热（桑拿房就应用了这个原理）；而在干燥环境中，蒸发散热更强，体感温度偏低。由于真实温度和我们实际的感觉不同，人们用体感温度来衡量人体觉得冷/热的程度。这极大便利了我们的日常生活，提示我们穿什么衣服更舒适。
因此，体感温度不仅与空气温度差有关，还取决于风速、湿度以及人体自身的散热方式。
by 灵境
Q.E.D.
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