要想让我嫁给你，除非彩虹是整圆的？| No.119
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哪里有彩虹告诉我，能不能把我的愿望还给我。为什么天这么安静，所有的云都跑到我这里。
——周杰伦《彩虹》
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保鲜膜是怎样保鲜的?
by live
A保鲜膜是一种我们用于密封保存食物的常用手段。
保鲜膜有PVC（聚氯乙烯）和LDPE（低密度聚乙烯）以及PVdC（聚偏二氯乙烯）三种。保鲜膜的作用主要是保护被保鲜品周围的氧气和水分含量，阻隔灰尘，从而延长食品保鲜期。这里我们仅仅简单介绍一下这三种保鲜膜的区别：
PVC，由于本身韧性差，因此需要增塑剂来提高薄膜韧性，由于增塑剂存在污染食物可能（尤其在高温下加速扩散），因此已经限制在食品包装上使用。
LDPE，本身延展性很好，但工作温度较低，高温(约100°C)即软化熔融，存在的问题是不易降解，也就是我们常说的白色污染。
PVdC，目前在阻隔性方面公认的最好的包装材料，但是由于其光、热稳定性差，因此在生产过程中加工相对困难。
那我们回到正题，保鲜膜保鲜的原理。保鲜膜为了完成食物保鲜的使命，必须要阻止水分的挥发，保证空气的隔离，从而隔离外界的灰尘，细菌等。
这就要提到高分子聚合物，其具有紧密结合的长分子链，分子间凝聚力强，极性低，因此让水分子较难在这类高分子聚合物中移动，从而表现出疏水性（而PVdC中由于氯原子的存在会使得透过率更低）。从而防止食物失水，味道改变。这里就是我们常说的相似相溶原理。但是氧气分子还是有一定程度透过率的，毕竟保鲜膜最重要的不仅需要阻止病毒/细菌（大分子）的进入，也要抑制内部厌氧细菌的生存。可以简化认为一个只能透过较小分子量的小孔，但是又由于疏水性从而保存内部湿度的薄膜。
By Aaron Chen
为什么做引体向上时脚不自觉往下蹬会更容易上去？脚并没有受到向上的作用力啊？
by 这是个很草率的昵称
A可以做一个简单的实验，坐在床/瑜伽垫上，用力踢出双腿，则腰会随着伸腿往后仰。造成这一现象的原因是动量守恒。人本来是相对地面静止的，总动量为0，双腿蹬出具有了动量，人作为一个整体要保证动量为0，则上半身就会具有和腿相反的动量。做引体向上时脚向下蹬具有向下的动量，在双腿伸直之前上半身具有向上的动量，因此想拉上去就相对轻松一点。要实现这一过程需要在手臂不往上拉时把双腿弯曲，这一过程需要付出额外的力量，作额外的功，而后是以双腿向下为代价换取上半身上去，整个过程并没有省功。
By Patwf
为什么横波与纵波在对介质的选择性上差别这么大？怎么理解这种差异？
by Laniakea
A固体中即可以存在横波也可以存在纵波。但是在气体、液体中只有纵波。
之所以可以产生波动是因为分子的振动可以带动周围的分子的振动，后振动的分子又重新带动周围的分子振动，以此类推，振动向远处传播。固体和气体（液体）之间最本质的区别就是分子距离不同所以分子间相互作用强度不同，固体分子之间相互作用较强而气体（液体）分子之间几乎只在碰撞的时候有相互作用。所以，气体（液体）想要扰动周围的分子只能向其他分子撞过去，也就是只能扰动他前方的分子，可见，振动的传播方向和振动方向同向，这就是纵波。固体的情况不同，固体中相当与分子之间彼此靠弹簧连接，无论分子朝那个方向运动，它都可以扰动周围的分子来传递自己的振动。因此，固体中即可以存在横波也可以存在纵波。
有读者可能会说，水面的波纹好像就是横波。事实上，水面的波纹的运动行为非常复杂，它既不是横波也不是纵波，它可以被看做是横波和纵波的混合物，近似在水面做圆周运动。有兴趣的读者可以参考《费曼物理学讲义》第一卷51节。
By Nothing
风扇是怎么推动风向前进的呢 ?
by 匿名
A风扇的扇叶并不是完全的平面而是有一的弧度，这个弧度的存在会造成风扇在转动过程中给空气一个向前的分力，正是这个分力推着空气向前运动，形成持续的风。
当然，空气也会给风扇一个反作用力，反作用力方向和空气受力方向相反。利用这个反作用力人们制造了各种推进装置，直升机和气垫船就是利用空气施加在扇叶上的反作用力实现向前运动的。
现在还有一种无扇叶风扇，又叫空气增倍机。虽然叫无扇叶风扇，但是最根本的原理和普通风扇一样：无扇叶风扇基座内的马达边缘的许多小孔吸入空气，然后把空气加压，接着把空气从一个细小的口中喷出。虽然整个过程利用各种途径增加了风速，但是风的来源还是底座内马达带动的扇叶，它长这个样子。
By Nothing
为什么普通豆腐冻后就变得疏松多孔？
by 阳光
A豆腐看起来光滑细腻但是其实豆腐内部有很多小孔，小孔里有大量水分。在冰冻过程中，小孔里的水结冰膨胀，膨胀后的冰会挤压豆腐的组织形成类似海绵的结构。解冻后冰化成水流走然后就只剩下多孔的结构。这就是你看到的冻豆腐。冻豆腐的口感和鲜豆腐有明显区别，加上多孔结构容易吸收汤汁，所以冻豆腐吃起来别有一番风味。
水结冰体积膨胀的性质不光可以帮我们制作冻豆腐，有时候还会给我们带来很多困扰，比如冬天水管结冰后因为体积膨胀的原因很容易把管道涨破造成损失。
By Nothing
壁虎为什么能在光滑的玻璃上爬行？
by 肖正懋
A关于壁虎为什么能爬墙这个问题，在电子显微镜诞生之气前人们一直以为它的手脚上有吸盘。如果是吸盘，利用大气压来吸附在墙上，吸盘必须和墙壁紧密接触，平面必须是光滑的，但问题在于即便是粗糙的平面壁虎也能来去自如。1965年，来自美国加州大学河滨分校的生物学家Rodolfo Ruibal把壁虎的脚放在了电子显微镜下，他发现那些看似小钩子一样的刚毛末端，实际上是开叉的，每根刚毛都分成了100-1000根更细的绒毛。这些微细的绒毛能够填充表面细小的坑洼，并和表面之间具有强烈的范德华力，数量巨多的绒毛所产生的范德华力加起来足以对抗壁虎受到的的重力。如果绒毛和表面的夹角超过临界角，则范德华力消失，另一方面壁虎脚底毛黏附机制中还存在着更为复杂的生物学效应，因此壁虎不至于被吸住动弹不得。
By Patwf
做功需要有力的作用，并且在力的方向上通过距离。那如果我的力是向上的，物体重力大于我拉的力，向下通过距离了，算不算做功？
by ZJQ
A位移是一个矢量，不仅具有大小还具有方向。做功写成标量的形式则是W=F·S·cosθ，这个θ是位移与力的夹角。当力的方向和位移方向相反时θ等于Pi，则计算出W为负值。此时力在作负功，也可以说是克服这个力做功。
以跳伞为例，降落伞给人具有向上的力，而这个力小于重力，因此人还是会向下落，但是和没有降落伞相比，人下落的速率要慢很多。从功的角度来看，相比于原先自由落体只有重力做功，此时多了降落伞提供的上升力做的负功，因此总功变少，即人获得的动能减少。
By Patwf
为什么彩虹没有圆形的？
By Jerry
A拿到这个问题我首先想撂给你一句先问是不是再问为什么。。因为彩虹就是圆的。后来我发现我可能理解错了问题，你可能是想问为什么彩虹都是半圆。
那么先展示一张整圆的彩虹
结果我们发现有两条颜色相反的彩虹，其实里面这条叫虹，外面那条叫霓。霓、虹、霓虹、にほん，本不是一个东西哦。
来看它们的形成原理。
霓和虹是太阳从人的背面照射到人前面的水雾中，在水雾中的球形水滴中经过如图多次反射、折射过程又被人看到。光路图如下：
为什么是彩的呢？
太阳光本身包含多种颜色，不同颜色的光在折射时偏折角度不同，会被分离，而红端光线偏折程度不如蓝端光线。如图可以看出，在入射、出射光线夹角为51°左右时，蓝色光线需要略微大一点的角度，而红色光线需要略微小一点的角度，故看到霓是蓝在上红在下，而42°左右的虹颜色顺序相反。
为什么是51°和42°呢？
虽然太阳光在水滴的不同部位照进水滴之后，会产生各个方向的出射光线，如图所示：
但是其他各个角度产生的色散光线之间互相叠加在一起，又成了白色，而只有偏折角最大的42°、51°处的光线仍然是彩色的。
为什么是圆的呢？
由于我们要求了入射、出射光线的角度，在太阳和人眼位置固定的情况下，就只有通过满足角度的光线能够被看到，所以霓和虹就是以太阳相反方向为圆心，分别以51°和42°视角为半径的圆。
现在我们知道了，彩虹下半圆部分在地面以下了，而事实上地面下没有水滴折射反射光线的条件。要想看到完整的圆，咱们使劲往高处站！当然也不一定，我们可以把彩虹拉近，变小，比如用喷壶背对太阳在面前喷出水雾，此时你的身高对于这个小彩虹来说就足够高，能够形成完整的圆了！
顺带说一下，除了霓和虹，我们还有一个叫火彩虹的现象
但这其实不是彩虹，学名是环地平弧，中文又叫日载、日承，其形成原理与彩虹也不同，是太阳光经过卷云中冰晶折射形成。
另外与其对应的又有环天顶弧，两者颜色顺序相反。
环天顶弧形成是太阳光从冰晶的顶面进，侧面出，发生时在早晚间太阳高度低的时候。
环地平弧与环天顶弧类似，但太阳光从冰晶的侧面进入，底面射出，折射出来的颜色顺序与环天顶弧相反，发生时要求太阳高度大于57.8°，所以要在较高纬度夏天中午的时候才可能发生。
事实上我们还有很多种奇怪的光晕现象，谁持彩练当空舞？
以上
By 起个笔名真难
本期答题团队：
物理所 Nothing、Patwf
国家天文台 起个笔名真难
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编辑：望江楼
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