Q.E.D.
为什么趴桌⼦睡觉醒来会打嗝？
| No.343
原创
Frions
中科院物理所
2023-01-20 13:10:29
收录于话题
#问答
Q1
酒精不是易挥发吗？如果在消毒的过程中还没有消灭病菌，酒精就挥发了，那怎么办？
by dyx答：省流：还没来得及挥发细菌就死了。我们得假设通常环境...为什么要假设通常环境呢，如果我们就是想在极端环境下消毒呢？
⽐如在真空中消毒⾼温的物体表⾯的话（天呐，这种情况下真的还需要消毒吗），确实可能会发⽣酒精⼀喷洒出来就挥发了这种事情。但是在标准状况下，酒精的完全挥发⼤约需要⼗⼏分钟。⽽使⽤70%左右浓度的酒精进⾏消毒的时候，只要⼀分钟左右就完成消毒⽬的了。所以在酒精消毒这个时间尺度下，就算是易挥发的酒精也还没来得及挥发多少呢，所以使⽤酒精消毒是成⽴的。
这⼀结果都被⼴泛的消毒实验证明了，所以通常环境下可使⽤酒精进⾏消毒。
by Luna
Q2
⾐服喷上酒精，摩擦起电可以引燃吗？
虽然趴在桌上睡觉不好但我还是想问为什么这样睡觉醒来后总是打嗝呢？
Q.E.D.
by 哈呵哈答：有这个可能性。75%的酒精在22℃以上遇明⽕就可以爆燃[1]，如果是挥发的酒精蒸⽓，爆炸极限在3.3%~19%。
做⼀估算，酒精蒸⽓密度约,2⽴⽅⽶的⾐柜中达到爆炸下限需要1800mL医⽤酒精完全挥发。虽然这个值很难达到，但如果酒精喷到⾐服上，在⾐服周围的局部达到爆炸极限是可能实现的。如果空⽓中酒精浓度⾜够⾼，只靠静电是完全可能将酒精点燃爆炸的[2]。因此，在使⽤医⽤酒精消毒时，应该注意通⻛、避免明⽕，同时使⽤擦拭⽽⾮喷洒的⽅式进⾏消毒[3]。
参考资料：[1]中国消防全书，吉林⼈⺠出版社[2]静电引爆酒精蒸⽓[3]酒精不要喷洒，遇静电会爆炸
by 藏痴
Q3
智⻮为什么⽼是发炎肿痛？
by 匿名Q.E.D.答：注：本回答不构成医学建议，如症状严重请及时就医。省流：该拔智⻮了。如果智⻮没有萌出障碍，通常是不会发炎肿痛的。如果发炎肿痛，就是你的⽛⻮在提示你，要去医院拔智⻮啦[1]！相对于其他⽛⻮，智⻮发炎肿痛的主要原因是因为盲袋的存在。
这盲袋⾥经常藏⼀些⻝物的残渣，随着时间的推移可能会发酵。盲袋本身⼜是相对封闭的环境，所以各种厌氧菌在这⾥滋⽣，刺激周围⽛龈并引起智⻮冠周炎。这是最普遍的智⻮周围⽛龈肿痛发炎的原因。⼀旦发炎，临床上通常建议拔除智⻮。除此之外，未正确萌出的智⻮还有可能顶坏邻⽛，所以同学们感觉智⻮不对劲了⼀定要及时去医院检查。萌出障碍的智⻮要早发现早拔除！
参考资料：[1]阻⽣智⻮拔除原因及时机分析
张书宇，汪湧，徐颖
by Luna
Q4
为什么趴桌⼦睡觉醒来会打嗝？
by 啊哈哈哈哈Q.E.D.答：省流：胃⾥有⽓。故事要从咽喉讲起。咽喉⽓管⼊⼝附近有⼀块软⻣叫做会厌软⻣，它可以开闭。当我们吞咽⻝物时，会厌软⻣会闭合遮住⽓管，呼吸时打开使空⽓顺利进⼊⽓道。正常情况下，呼吸时空⽓⼀部分进⼊⽓管，⼀部分进⼊⻝道到达胃部。由于⻝道通畅，胃部的空⽓会在呼⽓时排出。
但是当我们趴着睡觉的时候，⻝道会受到挤压封住，⽽⽓道在软⻣（不是会厌软⻣）保护下保持通畅。图源参考⽂献[1]当吸⽓的时候，横膈肌向下移动，空⽓压⼒推动⻝道打开，⽓体进⼊胃部；当呼⽓时，横膈肌向上移动，但由于胃在横膈肌下⽅，胃部空⽓却不能排出。这样胃⾥的空⽓越积越多，只有当睡醒坐起来，⻝道恢复通畅，胃部⽓体排出，就成了⼀个⻓⻓的嗝。
参考资料：[1]会厌软⻣[2]打嗝
by 藏痴
Q5
光在真空中会随距离衰变吗？
by NADH
Q.E.D.
答：如果你问的是衰减的话，那么先说答案，不会。在电动⼒学中，描述材料电磁性质的物理量是介电张量和磁导率张量。它们在电磁波的波动⽅程中也很显眼。最⼀般的情况下，这两个量都是⼆阶张量，数学形式是3×3的矩阵。如果不了
解线性代数，可以简单理解成原始电场中x、y、z三个分量各⾃都能在材料中响应出⼀个具有三个分量的新电场，这三个新电场叠加就是材料对原始电场的真实响应（是不是感觉很乱……）。当然，实际材料中这3×3=9个响应（学名矩阵元）可以有很多都等于零。如果
是复数，那么它的虚部就对应着材料对电磁波的吸收，也就是电磁波在材料中的衰减。真空也可以看作⼀种特殊的材料。刚好，真空介电常数和真空磁导率都是⼀个实常数，分别是真空介电常数
和真空磁导率
，从这两个值也可以得到真空光速
。如果你真的想问衰变，这是⼀个核物理和粒⼦物理中的概念，是指不稳定的原⼦核或其他粒⼦“碎掉”变成其他粒
⼦。对于光⼦，它本身不会衰变，但可能与其他粒⼦发⽣相互作⽤被吸收。
by 藏痴
Q6
为什么机械波在⽓体和液体中只能以纵波的形式传播，⽽在固体中即可以以纵波⼜可以以横波的形式传播？是什么因素影响了波在介质中的传播⽅式？
by ⾬夜⼩憩Q.E.D.
答：这与不同材料中的应⼒有关。应⼒我们知道，物体内部存在相互作⽤⼒，在物体内部取⼀个宏观⼩微观⼤的⼩⽴⽅体（微元），⽐如上图这个，它受到的周围其他微元的⼒可以拆分成9个“分⼒”，只不过这九个分⼒是作⽤在单位⾯积上的，具有压强的量纲。
其中，、和垂直于接触⾯，被称作正应⼒，另外六个平⾏于接触⾯，被称为切应⼒。应⼒会在材料内部产⽣微⼩的形变，称为应变（这个定义并不严格）。与应⼒类似，应变也分为正应变和切应变。正应变连续传导形成纵波，切应变的连续传导形成横波。通俗地说，纵波是靠微元间“碰撞”形成的，⽽横波是靠微元间“摩擦”形成的。纵波横波固体、液体与⽓体内部都可以通过正应⼒产⽣正应变传递纵波，粒⼦碰碰撞撞就可以把波传下去了。
固体有确定的形状，这意味着相邻微元之间的位置关系基本固定，微元间相互作⽤⼒很强。某个微元受切应⼒产⽣切应变时，其他微元会把它拉回平衡位置。根据⽜顿第三定律，邻近微元也会受到同样的切应⼒产⽣切应变，如此横波就被传递了下去。液体和⽓体没有确定的形状，相⽐固体，它们中邻近微元的位置并不确定。⼀个微元收到切应⼒时，会直接离开原来的位置，传递给下⼀个微元的切应⼒会变⼩，再传递给更下⼀个微元的切应⼒会更⼩。
这样横波会很快地衰减，甚⾄可以说不存在。
by 藏痴
Q7
场有质量吗？这个答案是否会因为场的不同种类⽽改变？
by 匿名Q.E.D.
答：有质量，会随种类改变。⾸先我们来捋⼀捋什么是场。⾼中阶段我们会学习引⼒场和电磁场，从数学的⻆度来看，它是在时空中分布的⼀系列⽮量（严格地说是张
量）。这些⽮量代表单位试探物在其中受到的⼒的⼤⼩和⽅向。这些场都具有能量，储存着引⼒势能和电磁能量，从质能⽅程的⻆度来看，可以算是具有质量。另⼀⽅⾯，考虑电荷在电磁场所受到的作⽤⼒密度
，由冲量定理，它应该对应着电磁场动量的改变率。经过⼀系列推导，可以得到电磁场具有动
量密度
，从这个意义上看也说明了电磁场具有质量。不过，作为电磁场激发出来的粒⼦，光⼦并不具有静质量，但具有动质量
。随着量⼦物理的发展，⼈们发现在微观尺度下相当多的物理量是不确定的，呈概率分布。这种分布也可以⽤场来描述。如果分布上去的是⼀个数，那它就称为标量场，可以激发出⾃旋为0的玻⾊⼦。如果分布上去的是⼀个
旋量（⼀种奇特的量，遵循“转”两圈才能回到原点的运算规则），那就对应⾃旋1/2的费⽶⼦。如果分布上去的是⼀个⽮量，就像电磁场那样，那就对应⾃旋为1的玻⾊⼦。这些量⼦场都会在拉格朗⽇量中带有⼀个质量项，
⽤以协调能量算符
和动量算符
，使它们满⾜相对论协变关系
。其中质量m正对应了量⼦场所激发出的粒⼦的不变静质量。
by 牧⽺
Q8
奥尔⻉斯悖论-天空的背景为什么是⿊⾊的？
by ⼼怀宇宙的尘埃Q.E.D.
答：奥尔⻉斯悖论（Olbers' paradox）[1]指的是，设想整个宇宙是⽆穷⼤且处于稳态的，宇宙的年龄是⽆穷⻓的，⽽宇宙中的恒星⼜是⽆穷多的，那么每⼀颗恒星所发出的光在经历宇宙这⽆穷⻓的年龄后最终都会抵达地球，那么这些在天空中各向同性分布的恒星所发出的光，最终会使地球上的观察者在夜晚时，⽆论向哪个⽅向观察
天空，都会接收到该⽅向上与其他⽅向相同的光亮，从⽽夜空应当是⼗分明亮且亮度均匀的。可这⼜与⼈们在晚上观测的事实：天空背景⼤部分是⿊⾊的，其中星星以不均匀的分布点缀于夜空，是不相符合的。奥尔⻉斯悖论
|图源
⽹易现代的标准宇宙学模型可以对该悖论做出解释。在基于⼤爆炸模型的标准宇宙学中，宇宙并不是静态的，⽽是被哈勃定律所描述地不断膨胀的：
该式即哈勃定律，其描述在坐标上静⽌且物理距离为
的两个粒⼦，会由于宇宙的膨胀⽽产⽣相对运动，且其
相互远离的速度与距离成正⽐，⽐例系数H即为哈勃常数，其由
定义，⽽其中的
即为基于宇宙学原理要求的度规，
Friedmann-Robertson-Walker度规：
中的尺度因⼦
。由于宇宙在膨胀，所以任何两颗恒星之间的距离都在被不断地拉⼤，⽽这就导致从⼀颗恒星上发出的光在传播
过程中发⽣了红移，使得其波⻓增加。⽽⼤部分处于遥远天空的天体，其发出的光线早就已经红移出了可⻅光
区，使得⼈眼⽆法观察，从⽽夜晚的天空才形成了⽩天不懂夜的⿊
??。
参考资料：[1]Olbers’ paradox | astronomy | Britannica
by Callo
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#本期答题团队
Luna、藏痴、牧⽺、Callo
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编辑：牧⽺
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