屁有颜色吗?真的有“彩虹屁”吗?|No.143

小朋友们总是会问起充满想象力的问题

这些问题老师不教

爸妈不会

不问憋得慌

比如下面这个问题

屁有没有颜色啊？

1

Q

冬天的手机为什么更费电？

by 秦智琛

A

首先，我们来解析一下题目：冬天的手机真的会更费电吗？其实不然。我们所能说的只是，充满电的手机在冬天可以使用的时间更短。出现这种情况的原因并不一定是因为手机消耗了更多的电能，也有可能是因为电池无法提供足够多的电能。事实是，冬天手机的运行并不比夏天费电甚至更省电。冬天手机不耐用的原因是电池性能的下降。现在手机普遍使用锂电池，它通过化学反应产生电能。电池标称的容量一般是在25度的环境下测得的。在低温情况下，电池内化学原料的反应变得不彻底，在极低温情况下，电池内甚至会结晶。所以尽管充电的时候储存了足够多的电能，但是在使用的时候并不能彻底的释放出来，这也就造成了冬天的手机更费电的错觉。另一种原因是，有些手机处于保护机器的目的会将手机设置为在低温下自动关机。

By Nothing

2

Q

为什么在水里睁眼看东西会看不清?

by 小郭

A

正常人在水中是远视眼。在人眼中，晶状体会把外界的光线汇聚成像到视网膜上，视网膜上的感光细胞会将信号通过神经传递给大脑形成视觉。因此，晶状体在视网膜上成像的质量好坏是人能否看清物体的关键。由于水的折射率大于空气，所以习惯了在空气中看物体的人眼进入水中之后会难以将光线汇聚成清晰的像，这就是人在水中看不清的原因。同样的，如果把鱼拿到岸上，它就会变成近视眼，读者可以自行分析原因。

By Nothing

3

Q

物理学中有没有“离心力”这一说法？？？

by CWX

A

物理学中确实存在“离心力”的说法。但是离心力并不是真实存在的力，而是为了在转动参考系中描述方便引入的假想的力。在非惯性系中，牛顿第二定律不再适用，但是如果引入一个合适的假想的力（惯性力），牛顿第二定律又重新适用，这样可以简化问题的求解。在平动的非惯性系中，引入的惯性力大小等于参考系加速度和物体质量的乘积，方向和体系加速度相反。在转动参考系中，如果被研究物体不动，只需引入一个与向心力大小相等方向相反的假想的惯性力，这个力就是离心力。如果转动参考系中的物体在动的话，还要引入科里奥利力才能合理地描述物体的运动。

一般情况下，我们默认选择惯性参考系。所以，这时是不存在离心力的。当然旋转中的物体飞出去也不是因为受到离心力的作用，而是因为外力不足以提供圆周运动所需的向心力发生了离心现象。

By Nothing

4

Q

正经问：屁有颜色吗？

by 潮生

A

正经答，人眼看来，他们是无色透明的。但是如果用一些特殊的手段，确实可以看到有颜色的屁。

屁的主要气体来源分为两部分：人在咀嚼时吞入到消化道中的空气，以及身体消化系统内部菌群产生的气体。如果我们看它们的化学组成的话，其绝大部分都是无色无味的气体，比如氧气，氮气，二氧化碳，氢气和甲烷。而屁的味道来自内部微量的硫化氢，吲哚和粪臭素等。这些人眼都看不到。

从另一角度来看，正常人每天都会要放好几个屁。我们可以大胆假设，要是屁有颜色而且还被你看到了的话，肯定不会有这个问题了。假如现实是屁有颜色而你从小长到大从来没有见到过，根据人的放屁频率可以估算这种情况出现的概率。我们不妨设每人每天放8个屁，每个人和你接触的时间为4小时。那么 ta 在你面前不放屁的概率为（20/24）^8 = 0.233，那么你在接触了13个人以后，你见不到屁的概率已经比你买彩票中一等奖的概率还要低了。

所以醒醒吧，人眼是看不到屁的颜色的。但是，一切困难都拦不住一个有梦想的人。

比如我们可以根据屁的温度和外界空气温度的不同，利用热成像仪来看到一个「有颜色的屁」。

图片来自 BuzzFeed Multiplayer

老师，我买不到热成像仪怎么办？别担心，早在一百多年前，人们就发明了纹影法，只需要使用一个刀片，一个反射镜就可以观察流动的空气。其基本原理其实很简单，就是利用了密度不同的空气的折射率不同，导致光线在通过这些折射率不一的空气时会发生偏折，从而最终出现明暗变化。最早的纹影法是黑白的纹影法，人们只能看到黑白的屁。然而随着技术的进步，人们也发明出了彩色纹影法，不过有没有人试图去看一下彩色的屁，就不得而知了。（关于纹影法的更多内容可以阅读之前的这篇专栏文章 给你一双「火眼金睛」，你想不想要？）

利用纹影法观察屁 图片来自 BANANA FACTORY

By Cloudiiink

5

Q

请问：为什么积雨云的下方是平的？谢谢

by 元素素~悟诗

A

首先我们知道真正的水蒸气在空气中是无色无味的，云是大量水蒸气凝结而成的小水珠的聚集体。

一般认为低云包括积雨云的形成过程是一个绝热降温过程，此过程中，随着气体高度升高，温度降低，形成未饱和湿空气，当未饱和湿空气继续冷却达到饱和时即开始出现小水珠的凝结，形成云。一般将在空气中水汽含量不变， 保持气压一定的情况下， 使空气冷却达到饱和时的温度称露点（Td），实际温度（T）与露点温度（Td）之差则表示空气距离饱和的程度，同时将云形成过程中未饱和湿空气饱和时的高度称为抬升凝结高度（LCL）,可以通过地面温度和地面露点温度进行估算，约为其差值的123倍：

对于局部地区的空气而言，其抬升凝结高度在短时间内是固定的。根据云朵形成的热泡理论，地面的湿空气形成热泡在浮力的作用下上升，达到抬升凝结高度时凝结形成小液滴，在固定抬升凝结高度的限制下形成平平的云底。

参考：
https://www.zhihu.com/question/33447359/answer/56528557

By 勿用

6

Q

什么是信息熵？

by scientist

A

信息熵是信息论的概念，1948年香农创立信息论时提出了信息的度量问题，采用“熵”这一名称。

类似于热力学熵，信息熵也可以认为是紊乱程度的测度，用来表征物理系统运动状态的不确定性。当通过通信收到消息后，我们对信息源的了解就更多，从信息源得到信息量，信息源的不确定性会减小，信息熵减少。当信息源的状态完全确定或者说完全有秩序时，信息熵为零。另一个信息熵定义的表述为：对于一个随机变量系统，信息熵量度了在我们得到一个随机变量时平均得到的信息量，这两种定义是一致的。例如从一副洗乱的扑克牌中随机抽一张牌，抽到某一张牌的概率是1/54，获得的信息量为-log(1/54)(bit)；如果将牌按一定次序排好，系统是完全有序的，无论我们抽到哪张牌，我们都无法获得更多的信息量，信息熵为零。

在信息论中，收到某一信息获得的信息量定义为信息传输前后不确定性的减少量，信息熵描述了信源的平均不确定性，在无噪声情况下，接收者接收信息是获得的平均信息量即为信源的信息熵。

参考：《信息论》 傅祖芸

By 勿用

7

Q

发电机的工作原理是磁生电，一般是用磁体运动，金属体不运动，但如何使磁感线能够被金属体切割呢?

by Das schicksal

A

在电磁理论中，电场和磁场可以相互转化。磁生电遵循的是法拉第电磁感应定律。磁场在电路中产生的电动势一般可以分为两种，一种叫动生电动势：靠导线切割磁感线产生电动势。另一种叫感生电动势：依靠变化的电场改变回路中的磁通量来产生电动势。在后一种情况中，回路不需要运动，因为变化的磁场会产生电场从而驱动电路中的电子运动形成电流。对于，题主所说的这种情况，我们即可以认为磁体的运动带动磁感线运动，磁感线切割导线产生了电动势。也可以认为是变化的磁场产生电场从而生成电动势。

By Nothing

本期答题团队：

物理所 Nothing、Cloudiiink、勿用

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编辑：Fi

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