明明自己很瘦
为什么一上镜就变胖呢？
问答导航 Q1 为什么刷完牙后吃水果会变苦？ Q2 为什么有些时候睡得比平时早睡眠时间也比平时长，第二天反而更困呢？ Q3 春分当天按理说全球今天都应该是昼夜等长（12个小时整）的，但是我手机上天气预报显示的却都是12小时06分的白昼呢？ Q4 拐杖拄在患侧省力还是拄在健侧省力？ Q5 可以简单解释一下“退相干”是什么意思吗？ Q6 变声器的原理是什么? Q7 为什么上镜时的自己总比肉眼看镜子中的自己感觉要胖啊? Q8 是什么决定着一个物质的硬或软？ Q9 为什么汗毛长到一定长度就不再变长，而头发会一直变长？ Q10 甲醛能使病毒失去活性吗？ Q11 为什么在室内能相对清晰地听到空旷室外的声音，而在室外很少听到室内的声音? Q12 核聚变和核裂变明明有新元素产生，为什么不属于化学?
Q1为什么刷完牙后吃水果会变苦?
by light
答： 刷牙后吃水果感到发苦的现象与牙膏成分对味觉的短暂干扰有关。大多数牙膏含有一种名为月桂基硫酸钠（SLS）的表面活性剂，它能产生泡沫并帮助清洁牙齿，但同时也会影响口腔内的化学环境。SLS会暂时破坏舌头表面的一层磷脂分子——这层膜原本像“守门员”一样阻挡苦味分子接触味蕾中的苦味受体，而它的破损会让原本被掩盖的苦味“破门而入”。 不过，有时即使我们使用了不含起泡剂的牙膏，刷牙后再吃水果也还是会感到水果变苦了。这是因为牙膏中通常含有能让我们感觉到清凉的薄荷醇成分，而水果里含有果酸，薄荷醇和果酸相遇会发生化学反应，生成酯，所生成的这种酯是苦味的。 如果想避免这种现象，可以选择不含SLS的牙膏，或者刷牙后等待30分钟再吃水果——这段时间足够唾液冲刷掉残留的化学物质，让味觉恢复正常。 参考文献： ALLISON, ANN‐MARIE A., and Delores H. Chambers. "Effects of residual toothpaste flavor on flavor profiles of common foods and beverages." Journal of Sensory Studies 20.2 (2005): 167-186. by Chocobo Q.E.D.Q2为什么有些时候睡得比平时早睡眠时间也比平时长，第二天反而更困呢?
by 匿名
答： 明明比平时睡得早，结果第二天起床反而更困了？脑袋昏昏沉沉，像被灌了铅一样，甚至比熬夜还难受……其实，睡得多并不等于睡得好，睡眠质量比睡眠时长更重要。 人的睡眠并不是“一觉到天亮”，而是由多个90分钟左右的睡眠周期组成的，每个周期包括浅睡眠、深睡眠和快速眼动睡眠（REM）。深睡眠（尤其是前半夜）是恢复体力的关键，而REM睡眠（后半夜居多）与大脑恢复、记忆整合相关。如果你平时习惯晚睡，突然某天早早上床，身体可能还没调整好节奏，导致深睡眠比例减少，浅睡眠时间变长。这样一来，虽然你睡得久，但大脑没得到真正的休息，第二天自然还是昏昏沉沉，甚至比熬夜还难受！除此之外，多梦、易醒、打呼噜导致呼吸暂停等症状都会导致你的睡眠质量变差，让你第二天更疲惫。 很多人以为“多睡就是补身体”，这大错特错了。过度睡眠会打乱人的生物钟，长期以往不仅容易患上糖尿病、心律不齐、呼吸道感染等疾病，还会导致记忆力衰退、造成神经系统紊乱等症状。所以，睡不着和睡不醒都是病。 既然睡眠质量这么重要，那么如何判断自己睡眠质量的好坏呢？这里给出睡眠效率的定义：睡眠效率 =（真正睡着的时间 ÷ 躺床总时间）× 100%。如果你有下面三个问题中的任何一个，那就提示你需要提高睡眠质量了： 1.入睡时间超过30分钟； 2.每晚醒来超过一次，且超过20分钟以上才能再次入睡； 3.睡眠效率低于85%。 屏幕前的你睡眠质量怎么样呢？ by Sid Q.E.D.Q3春分当天按理说全球今天都应该是昼夜等长（12个小时整）的，但是我手机上天气预报显示的却都是12小时06分的白昼呢?
by MusicGenos
答： 这是一个很好的问题！昼长与理论值的差异是由多种因素共同影响引起的。 首先，手机上显示“日出”和“日落”时间，指的是太阳上边缘与地平线相切的时刻。也就是说，一般所说的白昼开始于早晨刚刚能看到太阳的时刻，到傍晚太阳完全消失在地平线下时结束。而由于太阳是有大小的（春分日太阳的视半径约为16角分），日出/日落的这段时间就被多计算计入了白昼时长。就春分日的北京而言，该时长大约是1分钟30秒。这是统计方式带来的偏差。 那白昼的实际时长是否就是准确的12小时呢？也不是的，因为大气对光的折射作用会改变我们看到日光的时间。 早晨的阳光在到达地面之前将会经过大气层。由于大气层的密度分布不均匀，从其中穿过的光线会发生偏折，拐着弯进入我们的双眼。而在站于地面上的我们看来，就仿佛太阳的空间位置向地平线上方移动一段距离一样（如图所示）。所以，早上我们看到太阳升起的时候，太阳的实际位置还处于地平线以下；同样地，傍晚我们观赏夕阳消失的瞬间时，太阳其实早已隐没在地平线下方了。因此，白天的时长也相应延长了——对于北纬40°的北京来说，春分日光线偏折带来的白昼附加时长影响大约是4分钟。 综合以上两点，可见北京春分日的白昼时长会多5分半钟左右，与观测到的结果基本相符。不过由于地球形状并非严格的球形，且每年的春分日日中相较于太阳严格直射地球赤道的时间有微小的偏差，每年北京春分日白昼的时长都不会完全相等，大概在12小时4分钟——12小时9分钟之间。举个例子，给大家看看我去年秋分这天（2024年9月22日）手机截的图，可见去年秋分日这天北京的昼长约为12小时9分钟。 其实，还有更加细微的因素改变着白昼时长，比如相对论效应，小行星的引力摄动等。但相比于前面所说的两点，这些影响基本可以忽略不计。对于每天在手机上看天气预报的我们来说，这样的精度已经足够啦！ by 爱熬夜的yzy Q.E.D.Q4拐杖拄在患侧省力还是拄在健侧省力？
by 陈炯力
答： 通常情况下，拐杖拄在健侧更省力。 拐杖的作用是提供一个额外的支点，方便人体更好控制重心移动。拐杖拄在健侧时，人体重心会向健侧偏移，方便我们走得更稳（因为拐杖拄健侧也会更方便我们利用健侧肢体肌肉力量），同时减少患侧腿的负担。例如，向前迈步时，拐杖先着地分担一部分重量，健侧向前迈出，患侧再小心跟上。另外，地面对拐杖的反作用可分解为垂直方向的力（分担人体重量）和水平方向的力（协助人体前进）。适当调整拐杖与地面的夹角和位置，可优化力的传递，使垂直方向分离尽可能小，水平分力尽可能大，从而实现省力最优状态。 此外，还有一些新型拐杖加了弹性元件、气动/液压系统等，利用了能量的储存于释放原理，这种设计利用了人体行走时动能和势能的转换。这种带有回弹的拐杖，健侧比患侧能更稳地控制它。 以上只是从力学的角度分析这个问题，关于拐杖的类型和具体用法，还是需要结合自身康复状况和医生建议。 参考文献： Rzepnicka A, Kabaciński J, Murawa M, Fryzowicz A, Syczewska M, Dworak LB. Biomechanical evaluation of swing-through crutch gait in patients with lower extremity injury. Acta Bioeng Biomech. 2020;22(1):111-117. Crenna, Francesco & Lancini, Matteo & Ghidelli, Marco & Rossi, Giovanni Battista & Berardengo, Marta. (2022). Biomechanics in crutch assisted walking. Acta IMEKO. 11. 1-5. MacGillivray MK, Manocha RH, Sawatzky B. The influence of a polymer damper on swing-through crutch gait biomechanics. Med Eng Phys. 2016 Mar;38(3):275-9. doi: 10.1016/j.medengphy.2015.12.010. 2016 Feb 3. Fasman, Jennifer B. Design of a spring-integrated crutvh for ascending stairs. Thesis (S.B.)--Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering, 2013. by 4925 Q.E.D.Q5可以简单解释一下“退相干”是什么意思吗？
by 匿名
答： 想要理解“退相干”这个概念，首先要理解什么是“相干”。 自然界很多物理现象的基础是“波”，一种在时空中传播的扰动。当两列波相遇的时候相互叠加，可能会产生了一种稳定的、额外的效应，可以说就是“相干”了。 不失一般性，我们定义这种波动形如 和 ，先假设 。它的强度I形如 ，时间平均后为 ，这个强度可以理解为人们真正能观测的物理量。那么当两个波线性叠加时，由，这里利用了三角函数积化和差。时间平均后为，其中 表示两列波的相位差，第三项就是两列波“相干”造成的，它的大小随着位置变化而变化，人们的观测结果多了这一项，就是产生了“相干”现象。容易发现“相干”与稳定的 密切相关。 所谓“退相干”，就是这个第三项因为某些原因消失了。 在波动光学中（具有一定普遍性），某些原因可能指的是如下情况： 1.光源的非单色性：光源发出的光往往在频率上有一个分布，由多种频率的光叠加而成，那么前面公式中的 就不等于 ，进而相位差 随时间变化不再稳定，会因为时间平均而消失。 2.扩展光源的影响：现实中的光源往往不能看作是一个点光源，应该视为大量点光源的集合。光波在某一位置叠加时，从不同点光源发出的光波对应的相位差不同，再作叠加时这个独特的“相干”项可能就会消失（被平均掉）。 3.自然光：一束自然光的相位一般可以认为是随机的，相互叠加自然就不存在稳定的相位差，这也是为什么现实中很少看到“相干”现象。（还跟自然光的频率分布比较宽有关）。 在量子力学中也存在退相干现象。不同量子态满足线性叠加原理，有稳定相位差的两个量子态叠加就会产生“相干”的第三项。当这个相位差受到环境中的种种因素影响（与外界的相互作用）时，这个相位差可能就会逐渐变得不稳定，进而使得人们的测量结果变成两个态的平凡叠加，也就是“退相干”了。 参考文献： 钟锡华：《现代光学基础》，北京：北京大学出版社，2003年。 by 谭景仁 Q.E.D.Q6变声器的原理是什么？
by 220284
答： 变声器是通过改变输入音频的音色、音调并将变声后的音频输出得工具。人类发声是通过声带振动，变声器需要先将声音记录然后再进行处理，这里就涉及两个非常重要的概念，一个是采样，而一个是量化。 采样是将连续的信号打散为离散信号，然后在一定的范围数值对其进行量化。这时候如果大家有任何音频处理软件，就能看到声波是呈现了一系列的周期性，这个小波就叫做基波，基波的时域长度成为基音周期，一秒钟出现多少个基波就是它的基音频率。 通过缩小或者增大周期、改变振幅、以及平滑音频等处理，就可以改变输出的音色，从而实现变声。 变声器除了软件外还有变声器硬件，比如柯南的蝴蝶结变声器，就是变声器硬件。 参考文献： 魏春雨,孙蒙,贾冲.说话人重识别中的基频和共振峰联合还原方法[J].计算机技术与发展,2023,33(06):47-53+60. 李要芳,刘智.基于LabVIEW的变声器设计[J].机电信息,2020,(27):130-131+134. by 蓝多多 Q.E.D.Q7为什么上镜时的自己总比肉眼看镜子中的自己感觉要胖啊？
by (ㅇㅅㅇ❀)
答： 想象一下，你正站在《哈利·波特》的厄里斯魔镜前，期待看见内心最深处的渴望，却发现手机中的自己比镜中的自己圆润了几分——这可不是魔法，而是现代人面对镜头时的普遍困惑。当我们举起手机或站在摄像机前，明明镜中的自己轮廓匀称，上镜后却仿佛被施加了"膨胀咒"，这背后其实是光学特性和大脑感知共同导演的"视觉魔术"。 镜面反射遵循平面镜成像原理，光线经过反射后能完整保留物体的立体信息，这种实时的动态影像更接近肉眼观察真实物体的效果。而相机镜头本质上是个凸透镜系统，当拍摄距离小于镜头最佳工作范围时，会产生桶形畸变——就像透过鱼缸看物体，画面边缘会被拉伸弯曲。自拍时手臂长度的限制（通常40-60厘米）恰好处于手机广角镜头的畸变敏感区，这种几何变形会让面部宽度增加，下颌线也显得更圆润。更微妙的是视觉感知差异，照镜子时我们处于动态调整状态，会不自觉地微调角度和表情，而照片定格的是某个瞬间的静态画面，缺失了动态美感带来的修饰效果。 大脑的自我认知机制也参与了这个"幻觉"。神经科学研究显示，人类通过镜子认识自我时，大脑会自动修面部不对称性，形成"美化版"的自我形象记忆。而当面对照片这种陌生视角的二维平面影像时，既失去了立体视觉带来的轮廓修饰，又打破了长期建立的自我认知模板，这种认知冲突会被大脑解读为"变胖了"。这种现象在心理学上被称为"冻脸效应"——静态影像会放大面部细节的微小瑕疵，就像把流动的溪水突然冻成冰，每一道波纹都变得格外明显。 参考文献： Rogers, J. Self-recognition mirrored from others. Nat. Rev. Neurosci. 25, 79 (2024). by Chocobo Q.E.D.Q8是什么决定着一个物质的硬或软？
by 茉立
答： 一个物质的硬或软从物理上定义来讲是指其对抗另一物体而不发生形变的能力，是物质局部力学性质在特定条件下的整体表现，本质上是指微观结构上发生位错等现象的难易程度。一个物质的硬度由多种因素共同决定的，主要包括以下几个方面： 晶体结构与晶粒尺寸 相信学过高中化学的同学都知道一句话“结构决定性质”。所以，物质结构是影响其硬度的最主要的因素之一。以教科书中常用的晶体来说，晶体结构紧密程度和晶粒大小显著影响硬度。例如，金刚石的立方晶体结构比石墨的层状结构更稳定，导致硬度差异悬殊；较小的晶粒可增加晶界数量，从而阻碍位错运动，从而硬度更高。 2.原子/分子间化学键强度 许多形变都会破坏原子或分子间的化学键（如共价键、金属键、氢键，这里还包含范德华力等相互作用），因此化学键的强度直接影响物质的硬度，化学键越稳定，物质约硬。还是以金刚石与石墨为例子，金刚石中的C-C键为共价键，通常比石墨层间的范德华力强很多，因此金刚石是硬度比石墨强得多。 3.外部因素 除了物质本身微观因素之后，还有其他许多外部因素会改变其硬度。如温度升高通常会降低材料硬度（如金属高温软化），而低温可能增强硬度；腐蚀性环境或机械应力（如高载荷、摩擦）会影响材料的长期硬度表现；掺杂其他成分也会使原物质的硬度发生较大变化。 参考文献： 张泰华, & 杨业敏. (2002). 纳米硬度技术的发展和应用. 力学进展, 32(3), 16. by 凉渐 Q.E.D.Q9为什么汗毛长到一定长度就不再变长，而头发会一直变长?
by 哥别卷了
答： 毛发长度的差异主要由不同部位毛囊的生长周期和生物学特性决定。这一现象的核心在于毛囊的生长期（Anagen）持续时间存在显著差异。头皮的毛囊生长期通常持续2至7年，甚至可达10年以上（如部分长发人群），在此期间，毛囊基质细胞持续活跃分裂，推动头发以每月约1厘米的速度生长。相比之下，体毛（如手臂、腿部的汗毛）的生长期极短，仅维持数周至3-4个月，随后迅速进入退行期（Catagen，约2-3周）和休止期（Telogen，约3个月），最终脱落。这种差异直接导致头发能累积更长的长度，而体毛始终维持短小状态。 基因调控网络是决定毛发生长期长短的核心因素。研究发现，Wnt/β-catenin信号通路在头皮毛囊中持续高表达，该通路通过激活毛囊干细胞（如LGR5+细胞）和抑制凋亡因子，显著延长生长期。而体毛毛囊中，BMP（骨形态发生蛋白）等抑制性信号占主导，迫使生长期提前终止。此外，毛囊干细胞的微环境（niche）稳定性也起关键作用：头皮毛囊的干细胞巢（bulge区域）结构更复杂，能长期维持干细胞自我更新；而体毛毛囊的干细胞易受局部微环境变化（如机械摩擦、温度波动）影响，更快进入静息状态。从进化视角看，毛发长度的分化是自然选择的结果。人类头发的持久生长可能具有多重适应意义： 1.物理防护（缓冲外力冲击、减少紫外线对头皮的损伤）； 2.体温调节（浓密头发在炎热环境下可形成隔热层，寒冷时减少热量散失）； 3.社会性信号（通过发型传递年龄、健康状态等信息）。 而体毛的功能更基础——触觉增强（如手臂毛囊与神经末梢关联）、汗液导流，过长的体毛反而可能妨碍散热或增加寄生虫风险，因此进化压力倾向于缩短其生长周期。 总的来说，毛发长度的多样性是基因调控网络、进化适应等多层次因素协同作用的结果。理解这些机制不仅解释生理现象，更为脱发治疗（相信大家都十分关心）、毛囊再生医学提供了理论依据。 参考文献： Vogt B P A .Human hair follicle: reservoir function and selective targeting[J].British Journal of Dermatology, 2011, 165(s2):13-17. Jablonski N G , Chaplin G .The evolution of human skin coloration.[J].Journal of Human Evolution, 2000, 39(1):57-106. by 玛卡巴卡 Q.E.D.Q10甲醛能使病毒失去活性吗?
by 匿名
答： 当然可以。失去活性，是指让病毒永久失去传染，致病能力。因此，不仅是常用的酒精和高温，所有能够永久损害病毒结构的物理化学作用，其实都可以让病毒失去活性。但和单纯使病毒蛋白质结构变形的酒精不同，甲醛会直接和蛋白质、DNA反应，并形成复合物，从而使蛋白质和DNA的形状固定而失去活性。[1] 这样的特点导致了甲醛较高的毒性，但也使其在生物医学领域有特殊的用处。由于经甲醛作用后的蛋白质，DNA的形状会被固定。因此，生物实验中就常常用甲醛来处理病毒，从而在杀死病毒同时，固定所需要研究的蛋白质。[2]同时，一些疫苗中也会用甲醛来灭活病毒，从而在除去病毒致病能力的同时，让它仍能够正确地激发人体的免疫反应，达到预防的效果。 参考文献： Delrue, I., et al., Inactivated virus vaccines from chemistry to prophylaxis: merits, risks and challenges. Expert Rev Vaccines, 2012. 11(6): p. 695-719. Yao, H., et al., Molecular Architecture of the SARS-CoV-2 Virus. Cell, 2020. 183(3): p. 730-738 e13. by 徐承恺 Q.E.D.Q11为什么在室内能相对清晰地听到空旷室外的声音，而在室外很少听到室内的声音?
by 匿名
答： 声音是靠声波在空气中传播，声波是一种机械波，当其传入我们耳朵时我们便听到了声音。下面从一个简单的物理模型来解释提问者所说的这个现象。假设有一间屋子，声波可以从窗户进出屋子。 当声波从室外传播进入屋子时，屋子的墙壁、天花板等表面会反射声音，形成多次反射。这多束反射声波与直达声波相干叠加，增强了传入人耳声音的强度，并使其衰减时间大大增强。其实这种现象在声乐学上有一束常见的术语——混响。 当声波从屋子传播进入室外时，由于室外区域空旷，缺乏反射面，声波以球面波形式快速扩散并衰减，导致传入人耳的声音大大减弱，人们很难听到室内的声音。 by 凉渐 Q.E.D.Q12核聚变和核裂变明明有新元素产生，为什么不属于化学?
by 化学真有趣
答： 在我们刚开始学习化学时，我们知道：化学是一门在微观层面洞悉物质奥秘的自然科学，聚焦于原子与分子尺度，研究物质组成、结构、性质与变化规律。在化学的研究中，虽然我们研究物质的互相转换，但是却不涉及元素的变化，不会产生新的元素，更准确地说，就是在化学的研究中原子核是不会改变的，例如对于一个化学反应，虽然有新物质的产生，但只是其中的原子的新的排列组合，而并不涉及一种原子变成另一种原子的过程。 另一方面，核聚变与核裂变的机制涉及到中子、质子等的相互作用，也就是与核力相关，这就需要物理学中的相关知识来做相应的研究，因此认为它属于物理学会更加恰当。 参考文献： 人民教育出版社.义务教育教科书 化学 九年级上册.北京：人民教育出版社，2012年. by Q.E.D.投票
本期答题团队
4925、凉渐、蓝多多、Sid、徐承恺、玛卡巴卡、ℱ、Chocobo、谭景仁、爱熬夜的yzy
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编辑：蓝多多
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