为什么蘸水梳头更容易改变发型?
头发分为表皮层、皮质层和髓质层,仿佛膜、质、核的结构。表皮层的主要成分是角质蛋白,角质蛋白的分子是一条很长的链。由于分子内和分子间氢键及二硫键,使大分子处于卷曲结构,头发就变得很有弹性。但是这些键并不牢固,比如氢键在有水,特别是碱性环境下很容易打开,头发就可以变形,干了之后氢键再次形成,所以梳头前要蘸水。烫发的原理与之类似,只是把二硫键也打开了,也有可能是因为直接损伤了表皮层。
为什么飞机划过天空后会留下云?
首先云的形成过程大致是这样的:大气中的水汽过饱和,不断聚集在凝结核上,形成了小水滴或者小冰晶,然后这些水滴或者冰晶会反射和散射太阳光,我们就可以看到云了。飞机飞过留下的云可以称作“飞机尾迹”,我们经常看到的是喷气式飞机的尾迹。喷气式飞机在高空飞行时会排出大量含有水蒸汽的高温废气,而机舱外的环境温度通常在零下几十摄氏度。
高温废气与空气混合,温度下降,水蒸气达到过饱和的条件,在凝结核上凝结成小水滴或者小冰晶,于是就形成云了。尾迹一旦形成,一般可以维持30-40分钟。
我们知道水结成冰,由于氢键作用,使得冰的体积增大。如果我们持续降低温度,冰的体积是增大还是减小还是不变?如果温度降低到接近绝对零度会发生什么现象?
水在不同的P,V,T下的变化可以从三相图中直观地得到。水结冰后再继续进行降温的话,氢键的影响会逐渐变弱,因此它和正常的物质并没有什么区别,遵循热胀冷缩的原则,体积变小。在温度降低至接近绝对零度时,从经典热力学来看,此时水的内能趋近于0,水分子的分子热运动趋近于停止,故而可以认为其是固态(但实际上由于量子效应,水分子会具有零点能)。
吉他共鸣箱的原理是共振吗?共振不是要求固有频率相同吗?可是吉他有好多种频率。
我们都知道,一个振动系统存在固有频率。比如一个弹簧振子,它的振动固有频率不取决于我们把它拽多长,而是恒为。但是对于多自由度系统,存在多个固有频率。弦乐器的共鸣箱是个非常复杂的系统,其固有频率处于一系列值。并且与固有频率接近的声音也能得到放大作用(如欲深入了解,请自行查阅“共振曲线”)。
这就使得共鸣箱的放大特性不能用简单的算术来表示,而用频率和放大率的函数曲线来刻画,意味着共鸣箱对不同频率声音的放大作用是不同的。并且弦或空气柱等的振动一般还存在泛音,这就使得乐器的音调和音色千差万别。别忘了,调琴师和乐器制造师可是艺术和技术性都很高的职业呢!
数学有没有可能随时空变化?
我们可以回顾一下数学史来找到答案:19世纪20年代,罗巴切夫斯基证明第五公设不可证明,创立罗氏几何,而后黎曼创立黎曼几何。当时的普遍观点是:上帝按照几何的方法创造了世界;那么哪个几何才是上帝用来创造世界的几何(真正的几何)呢?当时的数学家喋喋不休地争吵,以至于很多人相信只有投影几何才是对世界的描述。我们现在知道,这几个几何都是正确的,都有其特定的应用范围。另外一个例子则发生在20世纪初。
当时数学有几大分支,因此数学家们致力于统一数学界。那时集合论被视为一个强有力的工具,正当所有人前进时,罗素悖论出现了。为了解决这个问题,人们想了很多方法。最终,哥德尔不完备性定理出现了,它表明:任何一个相容的数学形式化理论中,只要它强到足以蕴含皮亚诺公理,就会在其体系中出现既不能证明也不能否证的命题。
数学家们意识到:数学不是逻辑的产物,也不是自然的抽象,只是一种人造的工具;换言之,数学会随时空变化,但这只是人类思维的进步,而不是现实世界的改变。