蜂巢的洞口为什么是六边形而不是圆形？| No.93
亲爱的小伙伴们，新年快乐！
我们的问答栏目又肥来啦！！
新年新气象，本期的关键词有
无线充电技术 空气热导 蜂巢六边形
白色海浪 光波&声波 汽车挡风玻璃
超重&失重
看完记得小手一点投个票呦~~爱你们！
想知道现在有没有无线输电技术？
by QQ
A无线输能的方法有很多，太阳不就是最明显的例子吗？ 宽泛来讲，太阳能电池不就是一种无线输电吗？
如果非要严格要求，从输出端到接收端都要人为严格控制，这样的技术也有现成的，利用电磁感应，两个线圈之间就能无线输送电能，变压器就是这个原理，现在的无线手机充电也多源于此，不过输送距离有限。
长程无线输电呢？这样的技术也有，跟无线电通讯道理是一样的。电磁波可以作为信息的载体， 同时也是能量的载体。虽然，在无线电通讯时并不是靠这部分能量驱动。
无线输电与无线通讯虽然都可以以电磁波为载体、不过二者的侧重点不同。通讯易于实现，因为它只要求电磁波达到信息的分辨率就行，对它的准直性并没有要求，甚至电磁波越扩散越好。而输电就不同了，点对点传输希望耗散越少越好。而准直后的电波能量密度高，在大气层传播可能会对人体产生危害。这条路没那么容易实现。当然，如果我们实现了可控核聚变，掌握的能量接近无限以致不在乎损耗，这种方式还是比较容易实现的。
这里不得不提议下特斯拉这位天才的伟大设想。他曾想以比球作为导体，让低频电辐射在其中形成共振，与高空大气层形成回路，向整个地球广播能量。其中的理论与技术细节，笔者也不是太清楚了，想深入了解的同学可自行查阅相关资料。
by 可爱的你
空气是不是热的良导体？
by libertine
A良导体与否，严格来讲是相对而言的。例如水，一般来说，是热的不良导体，这也是其热导（约为0. 62W/(m·k)） 率相对于铁铜等金属而言要小的多。然而 相对于水蒸气（热导率为约0.025W/(m·k)） ，其热导率 又很大，就是较于水蒸气的良导体。
回到空气，其热导率约为0.025W/(m·k)，一般来讲还是 很小的了，所以可以认为其为热的不良导体。这个问题还可以开个脑洞，若空气变成了热的良导体（热导率变为钢的45W/(m·k)），会发生什么呢？冬天应该就不会有起床困难症了，因为被子将不再能保暖，热量将从被子里空气缝中流失。
说到保暖，空气的热导率就又显得过大了，放在空气中的热水会很快变凉，这个时候往往通过抽真（例如暖瓶）来增大分子的平均自由程，减少空气分子间碰撞来以降低热导率。
by 可爱的你
为什么蜂巢的洞口是六边形？为什么不用圆形？
by 美丽天空
A先回答一下为什么不是圆形。圆形不能充分地利用空间，这是因为在一个平面上，圆形是不能无空隙地填满这一平面的。能无空隙的填满一个平面的等边多边形，只有三边形，四边形，六边形等。对数学感兴趣的同学对这应该从较熟悉。
可为什么偏是六边形呢？房子毕竟是用来住的，那么两点基本要求还是要满足的，一是节省材料，一是坚固耐用。
上面提到的“密铺”，就是节省原料的方面，能"密铺"的形状用相同的材料能撑起相对大的空间。而六边形也算相对坚固的力学结构。虽然其稳定性并不如等边三角形，但结合蜜蜂的形体，三角形住着肯定不舒服。而其它的多边形，稳定性就比六边形差多了。
生物界本就是神奇而又复杂的。蜂巢的形状，究其原因，肯定不止上面提到的两点。至于其它的原因，感兴趣的同学可自行查阅相关文献。
by 可爱的你
为什么浪看起来是白色的？而不是和海水一样的颜色？
by anonymous
A纯水是无色透明的，其物理可以描述为光线可以按一定规则透过水传播，其出射光线能反映出入射光线的信息。由于海水中含有一定量杂质离子，其颜色为蓝色，也具有一定的透明度。
为啥浪花却不是蓝色而呈现出白色呢？这是因为浪花并不是单纯的海水，其简单模型可以理解为海水和泡沫的混合物，而这些泡沫就是空气外包着一层水膜。这样在浪花中就存在了海水空气的复杂界面，光线在其中传播时被无规则反射折射，最终射出的光线不再含有入射光线的信息，因此不再透明。而这种无规则地反射折射对各种颜色的光又是等概率的，所以最终我们看到的浪花呈现出白色的样子。
相同的原理可以说明另外一个现象： 比较完美的冰块是透明的，而含有大量裂纹的冰块却呈现白色不透明状。
by 可爱的你
为什么光和声音同样是波，但是光却可以在真空中传播而声音不能？
by 彳亍
A光和声音虽然都是波，性质却完全不同，它们不是“同样”的波。简单来说，声音是种机械波，是介质振动的传播，必然需要介质。而光是一种电磁波。电场和磁场本身就是特殊的物质，电磁波就是这种物质的运动，就不再需要其他介质了。
这个问题历史悠久，伴随着另一个更出名的问题“光是物质还是波？”，基本上横跨了整个物理学史。在麦克斯韦的电磁理论诞生，确认光是一种波之后，当时的物理学权威们就在寻找这种波的“介质”，以太的概念也因此诞生。后来通过迈克尔孙-莫雷实验，否定了“以太”这种介质的存在，也就证明了光传播确实不需要介质（狭义相对论的诞生也和这个实验有莫大关系）。
按照更现代一点的观点，可以认为组成光的物质“光子”是一种基本粒子，而声音的“声子”却是一种集体激发，并不是一种基本粒子。所以“声子”是要在物质中才会出现，而“光子”这种基本粒子却没有这种限制。
by 可爱的你
为什么下雨的时候车玻璃的水可以往上走？
by 蔡文贤
A这是一个简单的力学题，即斜面以多大加速度运动时其上的物体会沿斜坡向上运动。如果我们忽略摩擦力，这就是个简单的受力分析，如图
这时为临界点，即物体在斜坡上相对斜坡静止不动时，做受力分析。设斜面角度为α，可以得到 F = mgtanα 即斜面加速度为 gtanα 时，物体相对于斜面静止不动，大于gtanα 时，物体会相对于斜面向上运动，小于 gtanα 时，会向下运动。 加上摩擦力稍微复杂些，不过原理相同。
以上说明，在汽车加速，且加速度达到一定时，车玻璃上的水会向上运动。
这里还想安利一下另外一种水向上运动的方式，如图
这里是通过加热办到的。每年物理所公众日，都会有这个项目的展示，现场的志愿者小姐姐讲解清晰透彻。想弄明白其原理的同学快来报名参加下一次的物理所公众日活动吧。
by 可爱的你
为什么会有超重和失重?
by Mars
A超重和失重都是相比较于静止在地面上的情况的。如果你站在地面上，你显然会感到脚底有个相当于你体重的支持力作用于你，这就是正常情况。而超重和失重最典型的例子莫过于，想象你站在电梯里，电梯启动上升时你脚底的支持力变大，上升快结束而减速时脚底的支持力变得小于体重，前者就是超重，后者就是失重。这时因为启动上升时有向上的加速度，人脚底的支持力必须大于重力才能使加速度向上；而减速时加速度向下，支持力就小于重力。也就是说，当你感觉到除重力外你受到的外力大于你在地面的体重就是超重，小于则是失重。比如人在绕地球做匀速圆周运动的飞船里，由于不需要支持力就能维持这种状态，支持力为零小于在地面的重力，因此就感到失重了。
而另一方面，人在月球上的重力小于在地球表面的重力，所需的支持力也就小于前面所说的地面重力，因此感觉上好像“失重”了一样。但是物理上对超重和失重的定义是物体受力情况和当前的重力的比较，在月球上的支持力与重力也是相等的，因此并不是超重或者失重。
by 木公可可
本期答题团队：
物理所 可爱的你、木公可可
感谢上面两位劳模尤其是可爱的你在寒假里为我们带来的精彩问答，撒花
写下您的问题，下周五同一时间哦~
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上期也精彩
编辑：X.B.Liu
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