为什么红的东西看久了看别的就变绿的？| No.220

过几天就是七夕了
盯着去年送的玫瑰花陷入沉思
不知道今年又该送些什么
盯久了突然回过神来看向别处
为什么白墙上有一朵绿色玫瑰？
这是红色看久了
看白墙都觉得眉“青”目秀了吗？
Q1 为什么牙签罐里的牙签是呈螺旋状的？by 匿名

答： 我们都知道对于一个系统来说能量越低越稳定，以一根质量均匀分布的长为 质量为 的棍子为例，棍子与地面的夹角为 ，那么这根棍子的能量就是 sin ，显然在条件允许的情况下棍子更愿意躺在地上，那么对于牙签也是一样。不过显然在牙签罐里没有躺着的条件，除了牙签罐里装得很满，所有的牙签都只能竖直立着的情况，但凡有一点空隙，一点风吹草动都会让牙签倾斜，以此来降低自身的能量。而放射状的倾斜方式和螺旋状的倾斜方式相比，螺旋状的倾斜方式能够实现的倾斜角度更大，倾斜的牙签数量也更多，能量也更低。 by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 分子的平均动能在宏观上具有温度的特征，所以当我们对晶体进行加热时，在没有达到相变点的时候，外界提供的能量使晶体内分子热运动加剧，表现为温度升高，但晶体达到相变温度时，外界提供的能量被用于克服分子间的各种作用力，破坏晶体的有序结构，使规则排列的分子无序化，晶体也就从固态变为固液混合态，这些能量转化为了分子间的势能，因而晶体温度保持不变，而当晶体完全熔化时，外界提供的能量又继续加剧分子热运动，这样温度才会继续提高。 by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 我们的指甲一般都是有一定弧度的，但是仔细看一下指甲刀，虽然刀头的形状是弯的方便我们修剪指甲的形状，但两个刀头的前端还是处于一个平面的，所以在剪指甲时，有一定弯曲度的指甲会被压平，当指甲被完全剪断的一瞬间指甲恢复原来的形状就会弹起来，然后撞到指甲刀的连接轴或其他位置就会到处乱飞。（这就是我为什么总蹲在垃圾桶旁剪指甲） 如果不想被乱飞的指甲封印在垃圾桶旁，可以在洗完澡指甲比较软的时候一点点剪，这样指甲就不太会被弹飞，也可以在指甲刀刀头的两侧贴上透明胶或用其他东西挡住，指甲没了出路，只能乖乖地在指甲刀里待着，等指甲剪完了再撕掉透明胶或用来挡指甲的东西就能一次把指甲全都扔在一起不用跑来跑去收集乱飞的指甲了。 by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 透明手机壳大部分用的是TPU材料，中文名为热塑性聚氨酯弹性体。这种材料具有耐磨性、防水性、耐低温等综合性能。缺点就是在户外使用过程中，易发生泛黄、机械性能下降等光氧化老化现象。在发生老化的过程中，TPU材料会伴随颜色发黄的现象。 TPU是通过异氰酸酯、聚酯或聚醚多元醇的低聚物、小分子二元醇类扩链剂的逐步聚合得到的线性高分子材料。普通多元醇分子链段上具有一定的不饱和度，其制得的TPU材料中残留的不饱和键受空气、温度、日光等因素的影响下会被逐渐氧化成醛酮和羧酸结构，并进一步老化降解导致发黄。其次，TPU材料所用的一般是芳香族二异氰酸酯，当这种结构的TPU材料受到光热等因素影响时，异氰酸酯中的芳香体系就会被逐渐氧化而导致发黄。 总之，说人话就是：老化变黄是TPU的一个特点，现在的技术只能延缓黄变的时间。当然如果你买了透明手机壳，就要把它当作是你的脸，物理防晒、化学防晒统统搞起来！所以为什么会买透明手机壳呢？ by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 首先我们来了解一下鲁伯特之泪这个神奇的存在，其头部抗压强度极高，但其尾部极易破碎，且捏断尾部会导致整个鲁伯特之泪变得粉碎。其原理就是在熔融玻璃滴入冷水后，由于头部内外冷却速度的不同导致在表面产生很强的压应力，抑制微裂纹在内部的扩展，使得头部具有很强的抗压强度，但在其细长的尾部内外冷却速度相当，压应力不足以抑制微裂纹的扩展，所以一旦尾部断裂，材料内部残余应力释放，裂纹便在内部迅速扩展至头部导致整体破碎，裂纹扩展的速度可达每秒1900米。 而鲁伯特之泪的形成就依赖于非晶态的玻璃的特性，其内部分子流动性较低，难以通过分子的运动来减弱材料内部的应力，而相对来说，铁水滴到水中，虽然也是快速冷却，但铁水中的分子流动性更好，即使是在较厚的头部，表面压应力也没有那么大，裂纹除了可以在表面扩展也可以向内部扩展，因此破坏所需要的压应力相对要小一些。另外铁本身的韧性等特性与玻璃相差甚远，将铁水滴入水中可以形成和鲁伯特之泪相似的形状，但要达到一样的性质也许不太容易。还有一些其他的材料，比如热熔胶，用同样的方法也只能做到形似而已。 不过除了玻璃，在家里还可以尝试用高浓度糖浆来制作鲁伯特之泪，因为浓度大于95%的糖浆里的糖分子几乎不能流动，形成所谓的“糖玻璃”，这与材料学意义上的玻璃类似，所以也可以形成鲁伯特之泪。 by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 闪电是云和云之间、云和地之间或者云体各部位之间的强烈放电现象。闪电的直径可以通过“闪电熔岩”间接测量。闪电熔岩是一种玻璃长管，当闪电击中硅质物质含量较高的地表区域后巨大能量产生瞬间局部高温，就可能使之在极短时间内有序熔融、气化、吸附周围物质冷却，最后沿着电流通路形成闪电熔岩，因此闪电熔岩的形状多是长条状，和闪电的路径相近。 图源网络 一束闪电的直径通常是2-5cm，如图中所示的闪电熔岩直径也就1cm左右。而闪电开始形成时的导电通道，即先导，直径一般在20cm左右，但是亮度较低，不容易观察。 那还有一种球状闪电，会不会粗点呢？球形闪电俗称滚地雷，球状闪电的平均直径为 25cm，大多数在 10～100cm 之间，小的只有 0.5cm，最大的直径达数米。所以闪电实际上是很细的，但是当电弧照亮了漆黑的夜空，加上视觉暂留现象给人带来的视觉效果可能与实际有些出入。 by 懒懒的下午三点半 Q.E.R.

答： 物理学是一门实验学科，对于公式的诠释也都是基于实验上的可以观测到的结果的。在E=hν这个公式中，ν的含义是“频率”，而这个频率，指的是光子的频率，这个频率其实也是量子力学中量子态震荡的频率。在微观世界中，这个“量子力学”频率是真实可测的。例如在观测原子时，我们会发现原子会在特定的状态之间震荡(原子钟就是这个原理)。 因为退相干的存在，没有对于宏观物质会有可观测的量子效应，自然也就没有震荡的观测结果和概念。物理学家们的实验中已经得到了(量子的)震荡的原子，却得不到(量子的)震荡的。那么量子震荡频率的概念对宏观物质来说也就不成立，自然E=hν这个公式也就没有了意义。 by Luna Q.E.R.

答： 这种现象在神经生物学和心理学上叫做负残像（negative afterimages），是视觉残像（afterimages，也称为内在图像entoptic images）的一种。从注视的物体移开视线后，首先会出现正残像，即从注视的物体移开保留原来图像的形状和颜色，但持续时间极短通常小于1s。紧随其后出现的便是负残像——与原始图像有相同的形状但具有不同的颜色，这种颜色通常被称为原来颜色的互补色。令人遗憾的是，广为人知的红色（red）和绿色（green）互为互补色其实是一个谬误，红色的视觉互补色实际是青绿色（cyan）。 互补色示意图 解释这个现象我们首先需要解释颜色的形成。负责感受光的颜色的视锥细胞一共有三种：S、M、L，大概对应蓝、绿、红色，并进一步组合成更多颜色（Young-Helmhotz三色理论），随后信号在大脑皮层转化为三个对手信号：红色和绿色，黄色和蓝色，以及黑色和白色。 视觉负残像的成因，目前最经典的理论是，在视网膜上，因为对应特定的视锥细胞长时间激活，逐渐适应，从而响应效率下降（可以简单理解为疲劳）。在转移到白色背景时响应速度不如其他颜色的视锥细胞，让人感觉互补色出现。这一理论最为经典，但是却无法解释为什么当眼睛闭上时，我们依然会产生视觉残像。 当你闭上眼睛也会有负残像 所以其他研究提出并证明了延迟发光也同样为负残像有贡献，简单说就是光打到眼睛里，眼睛里的分子吸收部分光，当你闭上眼睛或者移开视线，这些分子又释放出光。 当然，作为视觉处理的中枢，大脑皮质也会参与残像的形成，不过贡献不如上述两种。 延迟发光的详细示意图（很复杂） by 某大型裸猿 Q.E.R.

编辑：他和猫