为啥暖气片总是安装在窗户旁边？| No.390
有道是
北方过冬全靠暖气！
如果观察暖气片的位置
会发现绝大多数在窗户附近
这是什么原因呢？
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Q1 为什么面条、饺子沾上醋的话会感觉发甜？
Q2 光学三原色和色彩三原色为什么不一样？
Q3 如果一束很强的光照射一个物体，物体会形变吗？
Q4 为什么玻璃上有雾的时候，看起来路灯周围有彩色的圆环？
Q5 为什么正多面体只有五种？
Q6 睡眠时间达到多少才是最健康的？
Q7 为啥暖气是放在窗户旁边，这样可以更暖和吗?
Q8 为什么金属的镊子放在干冰上会发出响声？
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Q1
为什么面条、饺子沾上醋的话会感觉发甜？
by 匿名
答：淀粉水解产生麦芽糖和葡萄糖：
反应条件是酸或者酶。面食含有大量淀粉，口腔会分泌唾液淀粉酶来加速淀粉水解，醋含有乙酸这一弱酸也能加速水解。你要是想更甜一点，可以嚼得更久一点。
by 某大型裸猿
Q.E.D.
Q2
光学三原色和色彩三原色为什么不一样？
by 匿名
答：光学的三原色是指红、绿和蓝，通常缩写为RGB，它们是一种加法混色的颜色模型。通过不同强度的红光、绿光和蓝光的组合，可以产生多种颜色。这是因为这三种颜色是人眼能够感知到的基本颜色，它们的组合能够产生其他颜色的感觉。
色彩的三原色是指品红、黄、青三种颜色。这三种颜色具有特殊的属性，它们无法被其他颜色混合得到，同时它们又可以混合出其他所有的颜色。因此，三原色在色彩学中占有非常重要的地位。
光的三原色和色彩的三原色之所以不同，是因为它们是基于不同的物理过程。
光是一种电磁波，而光的加法混色是基于光的叠加原理。当不同颜色的光叠加时，它们会相互叠加而产生新的颜色。红、绿、蓝是光谱中的三个基本颜色，它们的叠加可以产生白光。而在色彩三原色中，颜料的混色是基于颜料吸收光的原理。当颜料混合在一起时，它们吸收的颜色叠加，剩余的颜色反射出来。物体表面的颜色是由颜料反射而产生的。
光的混色和颜料的混色原理反映了光和物质相互作用的不同方式，从而导致了它们三原色的不同，以及在颜色混合上的差异。
by serendipity
Q.E.D.
Q3
如果一束很强的光照射一个物体，物体会形变吗？是弹性形变还是塑性形变？
by 匿名
答：物理学中有专门讨论光与物质相互作用的理论，这些讨论都离不开我们对于光的认识——光的本质是电磁波，所以讨论光与物质的相互作用本质上是在讨论物质在电磁场中的行为。
首先来讨论光对物质的压力——光压，在1748年欧拉就指出了光压的存在，后来麦克斯韦通过电磁理论给出了光压的表达式，其中是坡印廷矢量，或者说能流密度。
而量子理论指出，光子带有动量，因此光压实际上可以看作带有动量的大量粒子撞击物体表面时产生的稳定压力。由公式可知，光压的大小直接取决于能流密度的大小，因此我们可以认为当光强较小时，被照射的物体会发生弹性形变，但当光强超过一定界限时，物体会产生塑性形变甚至被破坏。
除了光对于物质的压力以外，光对于物质的驱动作用也会带来形变。我们都知道，带电粒子在电磁场中会受到电磁力的影响，而光的电磁本质是一束高频交变电磁场，带电粒子在这样的交变电磁场中会受到周期性的驱动作用，根据入射光的性质不同，物质表面光斑处的粒子会被激发出不同的振动模式，而这些振动模式又会经过原子之间的相互作用传播开来，有时甚至可以共振驱动其他的振动模式，这些振动都会导致物质局部发生微小的形变，在实验中一般情况下我们会限制光的强度，使得材料发生弹性形变，尽量不破坏材料的结构
当然，如果考虑光的热效应或者可能诱导的化学反应，物体体积的变化更为容易，但是不太适合用“形变”描述了。
by K.Collider
Q.E.D.
Q4
夜晚透过玻璃可以看到远处的路灯，为什么玻璃上有雾的时候，看起来路灯周围有彩色的圆环？是衍射还是干涉呢？
by 莹莹
答：这既不是衍射也不是干涉，只是简单的折射与反射造成的色散，原理与彩虹完全类似。水汽凝结在玻璃上，形成近似球冠状的小液滴。路灯光经过空气—玻璃和玻璃—水两个界面的折射后进入液滴。由于同种介质对不同颜色光的折射率略有不同，因此不同颜色的光在液滴中已经发生色散，传播路径不完全相同。光在液滴侧面发生一次反射后，再经过水—空气界面的折射离开液滴并射入人眼，色散变得更加明显，我们就可以看到光晕了。这种光晕的成因相比于彩虹，区别只是多了一道玻璃板，导致色散最明显时光射入水滴的角度与彩虹不同，所以人看到的光晕的半径也与彩虹不同。
by 藏痴
Q.E.D.
Q5
为什么正多面体只有五种？那么多的数字就不能诞生一个吗？
by 名匿
答：纠正一下，是只有五种正凸多面体，分别是正四面体、立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体。
可以这样想象，一个体的顶点至少有三个面相接，而所有面在该点上所张开的角度之和不能超过360°，否则就不会是凸的顶点。这对正凸多面体给出了很强的限制，所以我们可以把所有情况枚举出来：
面是正三边形，顶角是60°。一个顶点可以接三个面，得到正四面体；也可以接四个面，得到正八面体；还可以接五个面，得到正二十面体。但六个正三边形的顶角和是360°，接起来只能是一个平面，不能组成一个有凸出棱角的体。 面是正四边形，顶角是90°。一个顶点接三个面，得到立方体。但不能接四个面，因为四个正四边形的顶角和也达到了360°。 面是正五边形，顶角是108°。一个顶点接三个面，得到正十二面体。但不能接四个面，因为四个正五边形的顶角和超过了360°。 面是正六边形，顶角是120°。一个顶点接三个面就已经达到360°了，只能平铺成像蜂巢一样的平面。更高边形的面同理也不能组成正凸多面体。 如果允许正凹多面体，那就会有更多，比如4种Kepler-Poinsot 多面体，它们就像五角星一样有凸角也有凹角。
by 牧羊
Q.E.D.
Q6
睡眠时间达到多少才是最健康的？（高三牲长期不足6h)😅
by 匿名
答：因人而异，每个人需要的时间都不一样，但有推荐的相对适宜的时间。
这里对于睡眠时长的讨论仅限于夜间睡眠，双相睡眠和午休这里不做讨论。
根据美国国家睡眠基金会推荐的时间，如图所示，新生儿的适当睡眠时间为 14 至 17 小时，婴儿为 12 至 15 小时，幼儿为 11 至 14 小时，学龄前儿童为 10 至 13 小时，学龄儿童为 9 至 11 小时，青少年为8 至 10 小时，年轻人和成人为 7 至 9 小时，老年人为 7 至 8 小时。
不同年龄段推荐睡眠时间 | 图自网络 小范围偏离推荐睡眠时间，对于部分人来说可能是正常的。对于普通人，如果长期处于睡眠不足或者睡眠过长，会对健康产生损害。目前已经有很多研究指出睡眠不足和昼夜节律失调，会刺激食欲减少能量消耗导致肥胖。同时睡眠也被证明与神经系统发育、记忆形成和免疫相关，睡眠缺乏也会影响到这些方面。
而对于很多人习惯的周末补觉，目前也有研究指出，其并不能很好的消除睡眠不足产生的负面影响。提问者作为高三学生，如果睡眠严重不足，还是建议晚上多睡一会，或者白天打个盹，午休和上课睡觉也都是不错的选择。
参考资料：
Hirshkowitz et al. 2015. National Sleep Foundation’s sleep time duration recommendations: methodology and results summary. Sleep health. Depner et al. 2019. Ad libitum Weekend Recovery Sleep Fails to Prevent Metabolic Dysregulation during a Repeating Pattern of Insufficient Sleep and Weekend Recovery Sleep. Current biology Chaput et al. 2022. The role of insufficient sleep and circadian misalignment in obesity. Nature reviews endocrinology Krueger et al. 2008. Sleep as a fundamental property of neuronal assemblies. Nature reviews neuroscience by 某大型裸猿
Q.E.D.
Q7
来自一个南方孩子的提问，为啥暖气是放在窗户旁边，这样可以更暖和吗?
by s.t.
答：很有意思的问题。北方城市中老式的暖气是内部流动着热水的变形金属管，通过管壁散热来加热空气。虽然有不放在窗边的例子，但是确实大多数老式暖气都被放置在窗户底下。原因大概有这样三点。
首先，设置暖气是为了让屋子变暖。相比于墙壁，通过窗户散失的热量明显更多，如果把暖气片放在窗户下面，被暖气加热的空气上升，就会在窗口立起一道“屏障”，尽可能减少屋内热量通过窗户散到室外。其次，放在窗下可以节省室内空间。窗户处会有突出的窗台，一般不会放置其他家具，把暖气放在窗下可以有效利用窗台占用的空间，而且不会影响家具布置。第三，放在窗边相对可以节省暖气入户管材的用量。
当然，这些原因是针对北方城市中的老式房屋，窗户较小且不落地，而且使用暖气取暖，而不是电暖气/空调/地暖/煤炉子/小太阳……（此处应有定义纯粹九宫格，但年底宜摸鱼不加班[手动狗头]）
by 藏痴
Q.E.D.
Q8
为什么金属的镊子放在干冰上会发出响声？
by 小米同学
答：原因是干冰遇到镊子剧烈气化。相比于干冰，镊子的温度很高。所以干冰接触镊子后会在镊子表面很快气化，使镊子产生较高频的振动。而金属又具有较好的导热性，与干冰接触点附近的局域温度变化相对较慢，可以使干冰的气化持续较长的一段时间。
by 井筠
Q.E.D.
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编辑：小范
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