震惊！问答投票竟有如此内幕！| No.280
众所周知
中二所问答专栏
有一个投票环节
可为什么几乎每次
都是作为标题的问题
的票第一
这究竟是
道德的沦丧
还是人性的扭曲
中二所为您报道
Q1
以卵击石都蕴含了哪些物理知识？
by 匿名
答：动量定理：鸡蛋短时间内动量改变量较大，根据动量定理，，因此鸡蛋受到的力比较大，容易碎。
压强：鸡蛋和石头在碰撞的瞬间接触面积比较小，根据压强公式，鸡蛋受到的压强比较大，比较容易碎。
材料与结构：鸡蛋是椭球形结构，在碰撞的时候，接触点受到的力被一定程度上分散到全身，因此，鸡蛋往往不是碎掉一个孔，而是整体碎掉。鸡蛋壳和石头主要成分都是碳酸钙，两者都比较硬和脆，但是相撞时，蛋壳碎了，石头没有碎，主要原因是鸡蛋内部是液体，不能对表面形成有效保护，石头内部是实心的，可以对表面形成有效支撑，因此鸡蛋易碎，石头不易碎。
by 有衡
Q.E.D.
Q2
柿饼表面的白霜是什么？
by 匿名
答：柿饼表面的白霜主要是柿饼加工过程中析出的糖类物质，称为柿霜。
以现在较常采用的人工烘制工艺为例，水分的蒸发可以分为三个阶段：1. 缓慢蒸发阶段，主要目的是保证柿子脱涩；2. 快速脱水阶段，高温加速水分蒸发；3. 烘制末期，柿饼最终成型阶段，也是柿霜成型的主要阶段。
在烘制过程中，柿饼中的糖分随着水分渗出，在水分蒸发后，糖分便析出附着在柿子表面，凝结成糖霜。实验结果表明，柿饼水分含量在38 % ~ 42 %之间时，出霜效果最佳。
研究表明，柿饼出霜过程不仅是糖分随水分扩散于柿饼表面并结晶的过程，同时还有糖的转化过程，即蔗糖水解成葡萄糖和果糖，果糖在酸性条件下又会转化为甘露糖醇。
柿霜的成分具体为：总糖95%（其中多糖7%、蔗糖6%、葡萄糖37%、果糖45%）、蛋白质1.04%、脂肪1%、甘露醇2%以及其他物质。
参考资料：
[1]张海生,陈锦屏,马耀岚.柿饼加工工艺的研究[J].农产品加工,2004(04):38-39.
[2]张清安. 柿霜成份研究及柿霜、柿霜红枣粉减肥功能初探[D].陕西师范大学,2002.
by 乐子超人
Q.E.D.
Q3
为什么太阳晒过的被子有一股特别的香味
by 二叉树
答：太阳晒过的被子上有一股特别的香味，这种香味来源于晾晒过程中产生的碳氧化合物。
丹麦哥本哈根大学的Matthew S. Johnson团队的一篇研究中将超纯水冲洗过的棉毛巾分别放在室内、室外阴凉处以及室外太阳光下干燥，采用热脱附气相色谱/质谱联用法分析晾干后的棉毛巾散发的气体混合物，发现在太阳下晾晒的毛巾散发出含5-9个碳原子的碳氧化合物（例如醛类，酮类以及羧酸），这些物质在室内基室外阴凉处晾干的毛巾中均没有发现。这些化合物中的很多物质具有令人愉悦的气味以及较低的气味阈值（引起人嗅觉最小刺激的物质浓度 ），被广泛用于香水制造产业，因此太阳晒过的被子闻起来香香的，四舍五入约等于喷了香水。此外，这些氧化化合物的分子极性使得这些化合物能够与棉纤维之间形成氢键，因此这种“太阳香味”相对比较持久。
晾晒过程中的高温，能够去除被子中的水分，防止被子发霉，而且太阳光中的紫外线能够抑制细菌、螨虫的滋生，但是并没有实验研究证明这种“太阳香味”来自于螨虫烧焦的尸体。盖着柔软芬芳的被子入睡，真是身体与心灵的双重享受。
参考文献：
Pugliese S , Jespersen M F , Pernov J B , et al. Chemical analysis and origin of the smell of line-dried laundry[J]. Environmental Chemistry, 17.
by 荔枝果冻
Q.E.D.
Q4
为什么中科院每周问答栏目中作为题目的问题得票几乎都是第一名？是什么心理学效应吗？
by 匿名
答：这其实是幸存者偏差效应的体现。幸存者偏差是选择偏差的一种，具体指，人们只看到经过某种筛选而产生的结果，而没有意识到筛选的过程，因忽略了被筛选掉的关键信息所造成的偏差。
具体到这个问题。首先我们在选择标题题目的时候并不是乱选的，被我们选作专栏的题目的问题一般是大家容易感兴趣的问题，这样的问题自然容易得到票数。所以说，题目本身就已经是一层筛选了。
另一方面，当看到我们推送的时候，作为读者的你们自然而然地会选择自己感兴趣的推送来看，这时候标题就是一个决定性因素。有很多读者是我们问答专栏的老粉，每次问答专栏都会看。但也有相当一部分新读者是被题目吸引来的，如果对题目不感兴趣TA们可能根本就不会点进来，这部分读者自然也会倾向于投作为题目的问题。参与投票的读者也是被筛选过的。
所以你看，问题和读者都是被筛选过的“幸存者”，作为题目的问题得票第一，就一点也不奇怪咯。当然，凡是无绝对，也有得票最高的问题不是标题而是“黑马”的情况哦。
来了，鉴别是不是咱们问答专栏忠实读者的时间到了，以下就是投票第一不是标题的黑马，但听说只有在投票截止之前参与投票现在才能看到投票结果哦：
参考资料
by fiufiu
Q.E.D.
Q5
雨滴的形状是怎么样的怎么形成的？
by 雍颜励
答：雨滴在下落的过程中，受到三个力的影响：内部分子间作用力、重力和空气阻力。雨滴内部分子间的作用力使水滴倾向于形成球状；重力使雨滴整体加速下落，而对外形没有影响；空气阻力比较复杂，我们重点分析一下。
半定量地看，空气阻力与雨滴下落的速度方向相反，在无风情况下也就是竖直向上；当雨滴速度较小时阻力与速度成正比，F＝-k₁v；当速度较大以致后方出现漩涡时，阻力与速度的平方近似成正比，F＝-k₂v² ，k₁与k₂都是比例系数。不论哪种情况，空气阻力对雨滴形状的作用是相似的。雨滴会形成迎风面（也就是下面）圆钝、背风面（也就是上面）尖细的形状。这种形状可以使雨滴受到的空气阻力最小，这也就是我们常见的雨滴💧的形状。在造船业中，也常把船艏建造成类似的圆钝状以减小空气阻力。
图片来源：微博@北方机械制造生产联合体 另外，艺术设计中的水滴形象，更接近于水滴从附着物上即将滴落而未落时刻的形状，这时由于附着物对水滴表面水分子的吸引，水滴尖细的尾部被明显地拉长了。
by 藏痴
Q.E.D.
Q6
醒面的原理是什么？为什么没和好的面醒一会就会变得柔软光滑？这只是一个物理过程吗？其间是否有化学反应的参与？
by 妈妈说“记得要好好吃饭”
答：为了讲清楚醒面的原理，我们首先需要了解一下面粉的成分。面粉是小麦麦粒加工成的，而小麦作为单子叶植物，其种子麦粒包含三个部分：作为保护层的种皮、储存营养物质的胚乳和可以发育成植株的胚。麦粒种皮坚硬但胚乳易碎，因此无法像大米一样加工成整粒食用。面粉就是将胚乳研磨后得到的，主要是胚乳细胞的细胞壁和内含物。因此面粉的成分取决于胚乳的成分。
麦粒结构示意 胚乳中含有丰富的淀粉以及蛋白质，其中蛋白质主要是麦谷蛋白和麦胶蛋白，二者约占总蛋白质总量的80%以上。麦谷蛋白溶于稀酸或稀碱，麦胶蛋白则是醇溶性蛋白，其余的蛋白质相对前两者更易溶于水。在醒面前，一般会加入水反复揉压面团，这个和面的过程中面粉中的蛋白质就会与水充分混合。混合时会发生什么呢？借助水的粘合作用，具有较好延展性的麦胶蛋白会与具有较好弹性的麦谷蛋白混合在一起形成富有弹性的网状结构，即面筋。面筋会使得面食更加劲道。
醒面示意 然而，在我们不断按揉面团时，自然会使得蛋白质的分子被外加的应力弯折、扭转，产生了一定的内应力。在我们静置面团时，这些蛋白质分子会自发消除内部的应力，舒展成较为自然的构型。这仿佛很多细小的绷紧的弓在松手后回到了自然的状态，因此整个面团会变得更加柔软光滑。可见，无论是形成面筋的过程，还是松弛的过程，都是物理过程，并没有化学反应的参与。所以每次吃面，都要更爱物理一点哦~当然，如果不是在醒面，而是加入酵母发面时，由于酵母菌呼吸产生的气体被面筋包裹住而使面团蓬松，这个过程就是化学过程了。
参考资料：
by 云开叶落
Q.E.D.
Q7
月球自转与公转周期为什么一样
by 匿名
答：因为月球被地球潮汐锁定了。
地球对月球的引力在靠近地球的一端是强于远离地球的一端的，这使得月球被拉伸为了一个椭球。整体上这种引力差叫做潮汐力，地球上的潮汐就是因为受到了月球的潮汐力而使得海水在相对月球的不同位置有不同的涨落。如果你能理解地球上的潮汐，那么月球上的固态潮汐也就很好理解了。
潮汐锁定示意图 | 图源：维基百科 当椭球状月球的自转快过公转时，例如，从上图中右上方的绿色位置转到右下方的红色位置，那么它两端受到的来自地球的引力将不再同向，于是就会产生一个与自转方向相反的力矩，使得椭球的自转趋于与公转同步。这种锁定导致我们在地球上基本只能看到月球的一个面。
一个月里月球的视运动（天平动）：月球基本上只有一个面朝向地球，其自身的微小摆动来自于月球的椭圆轨道和黄白交角 | 图源：知乎 这就使得月球的背面是个对人类很神秘的区域。为此中国科学家克服重重困难，于2018年成功在月球背面的拉格朗日点（即引力恰好能维持随地月系统同步公转的平衡点）悬停了“鹊桥”号中继卫星，为嫦娥四号及后续卫星的月背探测活动提供了通信保障。这一点详见我们之前的回答：月球背面为何如此神秘？| No.136-Q8
再延展一下，地球的自转有没有可能也被月球锁定呢？当然可以！古生物学家推算出4.4亿年前地球一年有412天，比现今多了八分之一，说明地球的自转确实变慢了。那么这自转的动能去了哪呢？都转移到月球的公转动能上了，这也导致了月球以大约3.8cm/年的速度远离地球。也就是说，也许在未来，月球的公转周期和地球的自转周期也会达到同步。届时，地球某个区域的上空将相对静止地停着一个月亮，而另一侧的区域将永远失去月夜。
by 牧鱼
Q.E.D.
Q8
怎么解释摩擦力的本质是电磁力？
by QAQ
答：排除法走一波。自然界四大基本作用力，万有引力，电磁相互作用力，强相互作用力，弱相互作用力。强相互作用力是强子之间的作用力，弱相互作用力是W和Z玻色子的交换引起的，万有引力是有质量物质之间的相互吸引，电磁相互作用力是电和磁的相互作用。肯定不是前三种，所以是最后一种电磁相互作用。
我知道读者肯定不满意上面的回答。那让我们认真分析一波。
摩擦力是一个蛮复杂的力，科学家们至今也没有完全明白摩擦背后的物理机制。
十五世纪达芬奇提出摩擦为物体自重的四分之一，十七世纪法国物理学家艾蒙顿认为摩擦力只与载荷有关，与接触面积无关。后来有一个英国物理学家提出摩擦起源于分子间的粘附力的作用。到了十八世纪，库伦进行了实验，他认为摩擦时凹凸不平的面嵌在一起造成的。
图源来自参考资料 二十世纪，Prandtl和Tomlinson提出了Prandtl-Tomlinson模型，这个模型认为：
C和B是两个原子，另外一个原子是D，如果D原子离B原子比较远，D原子从B原子的旁边走近，D原子会把B原子靠近拉，当D原子远离B原子时，B原子又会弹回来。这是一个稳定的过程，没有任何能量消耗，也就不可能有摩擦。
但是，如果这个D原子，离B原子比较近，它走近的时候会把B原子拉过来，离去时候，B原子突然回弹过去引起B原子弹性振动。这就相当于B原子在不断地振动，一旦振动就消耗了能量，就有摩擦损失。
1896年，原子力显微镜被发明，人们可以从原子层面上研究摩擦力的本质，Prandtl-Tomlinson模型基本被证实了。后来超快激光被人们发现，人们又可以进一步研究摩擦过程中声子的耗散，电子耗散以及结构的演变。
总的来说，目前主要认为摩擦力是表面之间的黏附，表面的粗糙程度，表面形变等多种复杂情况组合产生。无论是表面原子间的黏附，还是表面不平整的相互刮蹭，都是分子和原子的相互作用力，其本质就是一种电磁相互作用力。
参考资料：
Hanaor D , Gan Y , Einav I . Static friction at fractal interfaces[J]. Tribology International, 2016, 93:229-238.
by 岷客
Q.E.D.
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编辑：穆梓
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