甩脂机、减肥机真能帮我们减肥吗？ No315

甩脂机、减肥机真能帮我们减肥吗？ No315

　　,,答： 标题党版：放线菌孢子的味道。 正常版： “雨味”的来源有很多因素，其中最主要的是放线菌产生孢子时的副产物——土臭素。放线菌是土壤中的一种细菌，它在土壤干燥时会产生孢子，在这一过程中会产生一种被叫做“土臭素”的挥发性物质。土臭素就是土味的来源。这些物质平常被存留在土壤内部的空气中。下雨时，雨滴落在土壤疏松多孔的结构中，包裹起一些含有土臭素的气泡。这些气泡在浮力作用下上升至液滴表面破裂，使土臭素与液体微滴混合，漂浮到空气中，形成气溶胶，被人们闻到。 土臭素结构式，来源 当然，除了土臭素，还有其他物质会组成雨味，比如雨后植物挥发出的精油等等。 by 藏痴 Q.E.D.答： 物理学喜欢从特殊到一般，那么我们在聊整个大气中的水蒸气之前，先来看一个特殊一点的例子。 假设一个温度恒定的密封的容器里装了一些水，水面上方是真空。那么由于水分子的热运动，液面处会有分子不停地脱离液体而以水蒸气的形态进入空气（蒸发），从而使得空气中存在一个由水蒸气贡献的压强。这个压强会将接近液面的一部分水蒸气分子压回液体中（液化），使从液体到气体的水分子转移的净速率下降。等到水蒸气分压足够大时，水分子从液体逸出到空气中的速率与从空气回到液体中的速率相等，这时空气中的水蒸气达到饱和，被称为这一温度下的饱和蒸气，对应的水蒸气分压为饱和蒸气压。——聪明的读者或许已经看出来，饱和蒸气压建立的过程和高中化学可逆反应动态平衡建立的过程几乎一模一样，完全可以把可逆反应的知识搬过来帮助理解蒸发和液化：当实际的蒸气压小于饱和蒸气压时，体系呈现净蒸发；当实际蒸气压大于饱和蒸气压时，体系呈现净液化；二者相等时体系达到动态平衡。 下面我们来看真实的空气。由于空气中除了水还有大量的氮气氧气等，所以上一段分析中的“将水分子压回液体”的压强应该是各种成分的总压强，而不仅是水蒸气的分压。这一修正会对饱和蒸气压的大小略有影响，但在日常生活中可以安全地忽略。 水的相图 在上面的相图中，我们可以看到100℃时，液态水和水蒸气的分界线kPa，也就是说此时饱和蒸气压刚好是一个大气压。请注意，这是说当水蒸气饱和时水蒸气的分压达到了一个大气压。这时水开始在液体内部发生气化——沸腾。沸腾与蒸发和液化关系不大，暂且按下不表。 在日常生活中，水蒸气在大气中的含量还不足1%，因此水蒸气的实际分压也不足大气压的1%。从平常天气预报中相对湿度百分之几十（相对湿度就是水蒸气分压相对于当时气温下水的饱和蒸气压的比例）中可以看出，水蒸气分压小于饱和蒸气压，因此不会遇冷液化。 by 藏痴 Q.E.D.Q3 用座机打电话，按下不同数字时，听到的的音调也不一样。这种声音是每个数字独有的吗？这样设计有什么讲究吗？答： 说起按键音调，首先想到的是那些掏出几个计算器便可以演奏所有乐曲的大佬们。 图片来源：计算器演奏家 去查阅资料之后才发现，和计算器音调不同，用于座机按键拨号的声音有一套专门的标准，称为DTMF(双音多频，Dual Tone Multiple Frequencies)。 在DTMF中，每个数字(以及“ # ”和“ * ”)一共16个按键各由一对音调表示。例如，数字“1”用频率1209 Hz和697hz表示。下表显示了DTFM频率和相应的键。 拨号按键及其对应DTFM频率[1] 在这个4×4矩阵中，每一行代表一个低频信号，每一列代表一个高频信号，两者叠加组成的混合信号便是这个按键对应的输出信号。 为什么要设计DTMF呢？ 其实主要是为了实现自动完成长途呼叫功能。大家可能在影视剧中看到过，某人拿起电话，跟拨号员说“给我转拨XXX”这样的场景。在DTMF之前，用户是使用脉冲拨号(dial pulse, DP)拨打电话号码。这种拨号方式由于电失真的限制，所能达到的物理距离有限，在较长的距离上进行呼叫需要操作员协助或提供特殊的用户中继拨号设备。后来贝尔实验室便设计了DTMF，由于信号是声音频率范围内的可听音调，它们可以通过电子中继器和放大器传输，也可以通过无线电和微波链路传输，因此不需要在长距离电路上使用中间操作人员。 这些频率是怎么选定的呢？ 贝尔实验室官方文档记载是尽量减少谐波和互调失真的影响，同时尽量避开人正常谈话语音相似的频率组合，最终选取了700Hz~1700Hz频段，相邻频率比例21/19这个组合。[2]这便是我们今天听到的座机拨号音调的由来。 参考资料： by 乐子超人 Q.E.D.答： 首先说明啊，想要健康地减肥，只有“管住嘴，迈开腿”这一条路。就是控制摄入，同时增加消耗，营造热量缺口。 先回答一下题目的问题，抖动身体并不能减肥，如果是在寒冷的情况下，人体骨骼肌会颤抖产热以维持体温，这种抖动确实会消耗热量，也确实有减肥的效果，据说巨石强森就教过金刚狼类似的减肥方法[1]。不过寒冷可能也会让人有囤积脂肪抗寒的想法哦。 但是单纯的抖动身体，消耗的热量很少，明显不如跑步啊、游泳啊之类的，而且你不觉得闲着没事抖来抖去有些奇怪吗？ 不过我猜你想问的是那种减肥机或甩脂机的设备，可以靠机械带动你的身体抖动，号称可以减肥。实际当然不行。减肥靠的是消耗能量，只有你主动消耗能量，体内糖原供能，当糖原消耗完了之后，才会消耗脂肪，达到减脂的目的。但所谓的减肥机、甩脂机是靠外力带动你身体的抖动，你自身是没有什么消耗的。当然，他们宣传可以靠抖动将脂肪颗粒由大振荡成小颗粒, 变成脂肪酸和甘油从皮肤排泄或者血液代谢出来, 这也是不可能的，即便真能将脂肪分解，脂肪依然遗留在细胞里，也不能通过皮肤和血液排泄掉。[2] 用甩脂机来减肥，不仅没什么效果，反而可能让身体受到一些伤害。在高频剧烈的外力振动下，人的骨骼内脏脊椎神经都有可能受影响。剧烈的全身振动可能会影响肠胃的正常功能，抑制胃酸分泌。如果是采取坐姿，还可导致脊柱肌肉劳损，比如说脊椎中椎管容量可能会发生变化，变窄，导致里面的神经受到压迫。另外，在振动下，椎管也有可能发生水肿现象。此外，还可能诱发间椎盘脱出症。[3] 最后，从能量的角度看一下吧，你要减肥，就要消耗能量，那明显是要对外做功啊，让机械带动你抖动，显然是机械对你做功，你的能量应该会增加，这不是减肥，这是增肥啊。 所以，想要减肥，还是老老实实地运动吧，我喝着快乐水敲下这段文字。 参考资料： [1] [2]方敏.甩脂机甩出好身材,神话还是谎言?[J].医疗保健器具,2006(09):38-40. [3]姚世春,罗中云. 专家质疑甩脂机减肥功效[N]. 北京科技报,2006-07-05(035). by 霜白 Q.E.D.

　　答： 看到这个问题，首先想到的是“子非鱼，安知鱼之乐?” 在以光速运动的粒子看来，时间是怎样的呢？ 我们知道，对于高速运动的粒子，经典力学体系下的伽利略变换不再适用，需要引入洛伦兹变换： 设粒子以速度v高速运动，在粒子参考系中，设两事件发生的时间间隔为 ，在相对于人不动的参考系中这两事件发生的时间间隔为 ，有 当 时，对于一定的 ，有 ≠ 0 ，且 ，也就是说，如果从人的视角看经过了1s，从粒子视角来看则经过了不到1s，也就是“动钟变慢”。宇宙射线中一些寿命极短的粒子能被人们观测到，便是因为“动钟变慢”效应，粒子的高速运动使以人为参考系时，粒子的寿命变长，粒子能够从大气运动至地面。 当 时，即题目中提到的以光速运动的粒子，如光子，不论 取何值， 恒等于0，即不管外界经历多长时间，任凭世界沧海桑田，在光子看来，时间并没有流动，是静止的。光子从产生开始，如果没有被别的物质吸收，便会一直稳定存在，时间对于光子没有意义。 by 乐子超人 Q.E.D.Q6 如果一个“原子”没有电子会怎样？没有质子呢？没有中子呢？

　　答： 其实还真有一个没有电子的原子，那就是氢离子。氢原子是最简单的原子，它的原子核只有一个质子，核外只有一个电子，当核外唯一的电子失去后，也就是氢离子，就是一个单纯的质子了。另一方面，氢原子本身就是没有中子的。这样，没有电子或没有中子的粒子就找到了。至于没有质子的原子，还是氢原子，没有质子就是一个单纯的电子了。这道题目我们就答完了。 不过，话说回来，这样的粒子有什么区别呢？答案就是，能量高了。氢原子的电离能是13.6eV，也就是说，我们想要去除氢原子的电子，至少需要提供13.6eV的能量，至于其他原子，电离能就更高了。这也意味着失电子的氢原子更不稳定。这也可以从电性的角度理解，正常的原子是电中性的，无论是失电子还是得电子，都会使得它显出额外的电性，必然更不稳定。 说到这里，想必大家也就明白了，只要我们能提供足够高的能量，我们就可以把原子的电子一个一个的轰击出去，最终得到没有电子的原子核，当然，如果原子序数比较大，这样的原子核可能非常不稳定，甚至无法稳定存在。如果你能理解这个，那你就理解了高能物理，高能物理就是希望在更高的能量尺度观察粒子（这里的粒子远远不止质子和电子）的行为和转变，以探究其中有没有新的物理规律。 没有质子的原子则不太现实，知道中子不带电，因此无法与电子组成二元稳定系统，那不成电子束了嘛。 至于中子有点特殊，中子参与强力和弱力但不参与电磁相互作用，可以平衡质子间的电磁斥力，是维持原子核稳定的重要角色，对于质子数少的原子，存在没有中子的可能性(实际上只有氢原子没有中子），但对于质子数比较多的原子，没有中子的原子核本身就无法稳定存在，所以对于大部分原子，单纯没有中子，也是不可能实现的。 by 霜白 Q.E.D.Q7 带电粒子间的洛伦兹力为什么没有考虑过反作用力？如果是因为反作用力作用在了场上，为什么重力场可以有物体间的反作用力？by 匿名答： 先问是不是，再问为什么。洛伦兹力当然是有反作用力的，它会作用在产生磁场的那个物体上，正如地球上的物体在受到重力的同时，也会给地球一个反向的引力。 如果你的高中物理学得不错，知道安培力的本质是洛伦兹力（不过要分清，在高中阶段，安培力可以做功而洛伦兹力不做功），并且知道两根平行的通有同向电流的导线之间会互相吸引的话，那么，这个问题就解决了。 如果你还是很难想象的话，不如想象两个对齐的、通有同向电流的螺线圈。如下图，它们都在圈内产生向上的磁场。对于上面那个环中的某个电子，他会在下面那个环产生的磁场下，受到沿左下方的洛伦兹力；对于下面那个环中的位置相反处的电子，则会受到反向的洛伦兹力。 由于轴对称性，沿径向的洛伦兹分力会抵消，最后剩下相互吸引的力。这也就是安培分子电流假说中，异极磁铁会相互吸引的微观解释。 by 牧鱼 Q.E.D.Q8 为什么要用功（Fx）而不是冲量（Ft）来做能量转换的量度?by 匿名答： 因为冲量( )对应的动量( )永远是守恒的，而功（ ）对应的动能（ ，不考虑相对论效应）可以不守恒，这部分缺失的动能就可以转换成其他形式的能量。 再具体一点，对于相互作用的两个物体，它们受到的相互作用力大小是相等的，力的作用时间也是相等的，但力的作用距离可以不相等。 来道经典的中学物理题，想象光滑地面上有一个 的木板，这时有一个 的木块以 的速度冲上了木板。木块和木板之间有动摩擦系数 ，重力加速度 。计算可知，木块和木板均受到 的摩擦力，这一对摩擦力互为相互作用力。在经过 后，两者达到共同速度 ，动量通过 的冲量完成了完好无损的转移。So far so good。再仔细算算，这期间木块运动了 ，摩擦力做功 ；木板运动了 ，摩擦力做功 ；相对运动的 产生了 的热量，对应动能的损失量。这样我们就能描述动能转换成内能的过程。 其实最早在蒸气时代，人们衡量蒸气机做功能力的方法就是，能把多少货物抬升多少高度。在把地面附近的重力视为恒力的情况下，我们认为，把 货物抬升 所需要的有用的能量是恒定的，不管这个货物是什么，也不管我是在一楼抬还是在二楼抬，也不管你抬得多快还是多慢。现在我把这个抬升过程视为自由上抛运动，可以算出，对于这 货物，用 的力竖直向上作用 （用时 ），和用 的力竖直向上作用 （用时 ）的效果是一样的，这意味着冲量是和这种能量（也就是重力势能）的定义相悖的。 最后一点，冲量是带方向的矢量，这会对描述“能量转换”带来更多不确定性。打个比方，某带电小球在匀强磁场中运动，受到洛伦兹力的作用绕了半圈。在这个过程中，它确实受到了洛伦兹力的冲量，速度反向了，但洛伦兹力的方向与它的运动方向垂直，并不做功。体现在能量上就是，动能不变。 所以，综合上面三个方面，如果用动量来衡量某个运动的“能力”，那么它只能局限在机械运动的形式中，而无法包容进内能、电能、化学能、甚至机械势能等等其他形式的“能力”。 by 牧鱼 Q.E.D.#投票#本期答题团队