窗外的麻雀
在電線杆上多嘴
它們說這一句
雨水從電線上滴下來的瞬間還會帶電嗎?      

問答導航1.風的産生是因為氣壓差，那麼扇扇子是在哪産生高壓哪産生低壓，風扇呢?
2.日暈是怎麼形成的?
3.一瓶搖勻的鹽水、糖水，靜置一段時間後，表層的濃度和底層的濃度還一樣嗎?
4.那些往天上飛的氣球、孔明燈，最後會怎麼樣?
5.電線上的雨水從電線上滴下來的瞬間還會帶電嗎?
6.為什麼激烈運動後，肌肉會非常酸痛？其中的原理是什麼？如何科學緩解肌肉的酸痛?
7.我想問一下把風油精倒過來，為什麼裡面的液體不會滴下來?
8.巧克力表面出現白色的像霜一樣的東西是什麼？還能吃嗎?
9.x、y染色體形狀不同，而同個物種染色體形狀數目都相同，是以兩性是否是不同物種?
10.地球圍着太陽轉，是順時針轉還是逆時針轉?      

Q1

by 正态分布

答：

扇動扇子時是在擠壓周圍的空氣。體積的改變和氣壓的改變可以通過理想氣體方程來聯系：pV=nRT，其中n、R、T分别為氣體的物質的量、摩爾氣體常數、溫度，那麼可以看到同量氣體溫度不變時，體積越小壓強越大，是以被扇子擠壓的空氣和周圍的空氣就形成氣壓差了。風扇無非是用其曲面形狀的扇葉來把空氣“兜起來”，本質同樣是擠壓空氣。

by skylinezz52

Q.E.D.

Q2

by 好問的小藍

答：

作為一種常見的大氣光學現象，它的形成與高雲有關。高雲一般由微小的冰晶組成，這些冰晶相當于三棱鏡，當太陽光通過高雲中蘊含的冰晶時，經過兩次折射、反射，陽光便分解成了紅、黃、綠、紫等多種顔色，便形成了日暈。由于蘊含冰晶的高雲一般是雷雨天氣入侵的“先鋒”，是以日暈的出現，往往預兆着天氣在短時間内便會轉壞。故民諺有“日暈三更雨，月暈午時風”之說。

參考資料：

1. 日暈

by Sid

Q.E.D.

Q3

by 兩姑姑

答：

（中學版）首先我們需要先确定溶液的定義，溶液是一種或幾種物質分散到另一種物質中形成的均勻、穩定的混合物。它的特征是在微觀上各處的組成和性質完全一樣，它的各部分具有一緻性，即均一性；并且在溫度、溶劑量不變的情況下，保持穩定不會分離，即穩定性。

這裡的糖筆者認為就是普通的白糖，鹽就是食鹽，糖水和鹽水都是完全溶解且攪拌均勻的情況下，那麼糖水和鹽水就是标準的溶液，隻要溫度、溶質溶劑量不變（蒸發可能會造成瞬時濃度不均勻，平衡後濃度一緻），那麼上下表層的濃度就是一樣的。

（高階版）根據玻爾茲曼分布，能量越高的地方粒子出現的機率越低，那麼對于溶液這個處于重力勢的系統來說，不同高度下它的分布也滿足玻爾茲曼分布即

這裡密度差指的是溶劑和溶質分子的密度差，這裡我們考慮的粒子是溶質分子，因為在溶液中分子分布是不均勻的，溶質分子會以一坨一坨的分子團形式存在，而溶劑（普遍為水）凝聚程度低，基本認為溶劑是均勻的。也就是說溶液中的粒子分布是越往下越多，濃度越靠近底層越高。

參考資料：

1. 彭笑剛《實體化學講義》
2. Dixit, S., Crain, J., Poon, W. et al. Molecular segregation observed in a concentrated alcohol–water solution. Nature 416, 829–832 (2002).

by 藍多多

Q.E.D.

Q4

by 匿名

答：

它們最後都會掉回地面，隻不過天空中存在很多不定的因素，沒有辦法确定掉落的時間和地點罷了。

一般地，充滿氫氣的氣球能夠飄到天上，随着氣球越飛越高，空氣變得稀薄，氣壓也會慢慢下降，這時氣球會不斷地膨脹，最後會因為破裂而再次回到地面。

孔明燈則是通過燃燒，加熱周圍空氣使其密度下降，其半封閉的燈罩聚集着這些密度小的熱空氣，進而獲得一個大于自身重力的浮力。當孔明燈的燃料燃燒殆盡，或者遇到大風吹滅其火焰後，它就會随風飄落，掉落到地面上或者挂在樹枝上。需要注意的是，這些飄落的氣球、孔明燈的碎片會對環境造成污染，未燃盡的孔明燈甚至會引起火災造成巨大的損失，是以在祈福許願的同時我們更要注意安全。

by Sid

Q.E.D.

Q5

by 摩托

答：

裸露電線上的雨水在滴下的瞬間還是會帶電的。

這是因為雨水中除了中性水分子外還有一些帶電離子，即使是純水也會有水分子的自發電離。水之是以可以導電是因為其中的正負離子在外電場的作用下相對移動到兩邊，進而形成離子導電。在雨水從電線表面滴落的瞬間，雨水中的正負離子還處于非均勻的狀态，是以理論上當然是帶電的。隻不過一滴水能夠帶的電荷過小是以不必擔心，即使是在高壓電線上滴落的雨滴隻要沒有形成水柱式的回路就不會電到人。

不過，這個問題有意思的點遠遠不止于此。初高中實體在電場的章節告訴我們，使得物體帶電的方法主要有接觸起電、摩擦起電和感應起電。然而對于水這個特殊的絕緣體，怎麼使得其帶電好像是有些難以想象的。這裡筆者找到了幾種中學實體實驗式的能使水帶電的方法：(由于實驗裝置描述放在這裡過于冗雜，是以感興趣的朋友可以查閱參考文獻[1])

1. 直接帶電法。将感應起電機的正電極G直接連接配接到上端盛水金屬漏鬥A上，在連接配接了接水段金屬罐J驗電器N上可以觀察到驗電器箔片張開。

1. 靜電感應帶電法。将感應起電機的正電極G連接配接到一個金屬圓盤K上，水流因為感應帶上負電荷而向金屬圓盤偏轉，在連接配接了接水段金屬罐驗電器N上可以觀察到驗電器箔片張開。

1. 尖端放電帶電法。将感應起電機的正電極G連接配接到金屬尖端A上，轉動起電機使得金屬尖端A附近形成很強的電場以至産生尖端放電。A尖端附近空氣中的正負離子在電場作用下定向移動，正離子向盆D的方向移動使得盆中水帶正電荷，在連接配接了接水段金屬罐驗電器N上可以觀察到驗電器箔片張開。

在你能夠輕松地想象一個水滴帶電後，我們來看看科學家的“瘋狂”之舉。

早在1867年，開爾文就提出了用水滴發電的方法——開爾文滴水起電機。開爾文滴水起電機利用落水的初始瞬時非平衡電荷分布，通過兩個互相連接配接的相反電荷系統之間的靜電感應産生電勢差。其利用水滴滴落過程中對電壓差的正回報作用和水中正負離子對由電偶極子産生的靜電場的靜電感應作用來形成電壓差。電荷分離速度逐漸加快電荷積累量随時間呈指數增長，一會兒便能在兩根金屬桶之間建立起一萬五千伏以上的高電壓。

另外，通常認知下的摩擦起電需要幹燥的環境，然而有科學家專門設計了水的摩擦起電,是不是非常不可思議！他們發明了一種具有超疏水和自清潔特性的新型摩擦電納米發電機原型，以基于摩擦起電和靜電感應過程收集水滴能量[2]。

更有甚者使用水滴，通過電荷分離實作基于水行為的發電[3]。由于水的運動和沖擊而導緻的電荷分離導緻電荷在水中大量積聚。當攜帶累積電荷的流動水與金屬表面接觸時，産生了高功率輸出。筆者在閱讀了他們的文章後總結為晃一晃塑膠瓶子裡的水就輸出了電壓。

是以，從電線上滴下的雨滴不僅帶電，你甚至可以用它來發電。

參考資料：

1. 李恒林. 介紹幾種能使水帶電的方法[J]. 中學實體（高中版）,2012,30(9):21-22.
2. Lin, Z.-H., Cheng, G., Lee, S., Pradel, K.C. and Wang, Z.L. (2014), Harvesting Water Drop Energy by a Sequential Contact-Electrification and Electrostatic-Induction Process. Adv. Mater., 26: 4690-4696.
3. J. Chung, D. Heo, G. Shin, S.-H. Chung, J. Hong and S. Lee.Nano Energy 2021 Vol. 82 Pages 105687.

by opzk

Q.E.D.

Q6

by 知識小蝦米

答：

我們都有這樣的經曆，運動的時候并沒有什麼感覺，甚至剛運動完也不會有什麼不适，但是睡一覺之後起來就會腰酸背痛。這種肌肉酸痛叫做延遲性肌肉酸痛。

現代醫學對延遲性肌肉酸痛的解釋主要有以下幾種:

1. 機械損傷學說。大負荷的離心運動超過了肌肉的承受能力，進而使肌肉發生損傷。運動後延遲性肌肉酸痛感的産生與血液中肌紅蛋白水準升高有關，而肌紅蛋白是肌纖維損傷的重要名額之一，許多研究者采用與肌肉損傷相關的名額血清CK值等來觀測延遲性肌肉酸痛的發生和發展。
2. 肌肉痙攣學說。有研究認為，延遲性肌肉酸痛的發生機制是一個惡性循環，局部肌肉的強直痙攣緻使局部缺血、産生緻痛物質，緻痛物質積累刺激神經末梢産生痛覺，然後緻使肌肉痙攣，開始形成一個“滾雪球”形式的循環。
3. 其他學說。有學者提出，延遲性肌肉酸痛的發生主要由于機體代謝失衡所引發，主流觀點各有說法，主要有乳酸堆積學說、前列腺理論及發炎理論、神經因子機制、能源物質消耗與代謝調節酶系失活理論。

其中乳酸堆積學說可能是大衆最熟知的解釋肌肉酸痛的理論。我們知道在劇烈運動時葡萄糖和糖原在無氧呼吸下會生成乳酸，乳酸堆積在很長一段時間被認為是導緻肌肉酸痛的主要原因。然而越來越多的研究發現，堆積的乳酸在幾小時内就會被重新利用分解，很可能并不是24-48小時的延遲性肌肉酸痛的原因，是以要警惕所謂運動後需要“排酸”的說法。

總得來說，由于延遲性肌肉酸痛表現為觸壓痛和痛覺過敏，故其通常被認為是肌肉機械微損傷和随後出現的發炎，即肌肉由于受到反複機械牽拉，導緻骨骼肌細胞超微結構損傷，進而引起Ca²⁺過載，蛋白質降解、自噬和局部發炎反應。

延遲性肌肉酸痛的預防：

1. 重複回合訓練。延遲性肌肉酸痛在一定時間間隔後重複相同運動時會減輕，這種重複訓練的适應性機制稱為重複回合效應，其原因常歸因于神經、細胞或結締組織的适應。
2. 準備活動。有學者提出在進行體育鍛煉之前的準備活動進行适量伸展、牽拉運動可降低肌肉酸痛的程度，但對于運動員來說，由于伸展運動會降低肌肉力量，最好在運動後進行伸展運動較為合适。
3. 全身震動訓練。有學者基于機械損傷學說，提出在運動前進行全身震動訓練，有助于肌肉酸痛的緩解。
4. 食療與藥理作用。Pereira Panza VS等從日常膳食角度闡述延遲性肌肉酸痛的預防，認為植物中的抗氧化劑對肌肉損傷可能具有一定的保護作用，但具體潛在機制尚不明朗，有待研究。Matsumura MD等基于生姜具有鎮痛作用，且與非甾體類抗炎藥具有類似的藥理作用，并證明生姜對肌肉力量的恢複具有改善作用。而在營養補充方面，Ra SG 等證明了口服牛磺酸和支鍊氨基酸對DOMS也可以起到防治作用。陳松等人提出在鍛煉前進行艾灸也可以有一定預防作用。

然而這些大多是一家之言，有些方法并沒有形成學界共識。

延遲性肌肉酸痛的治療:

1. 藥物治療。理論上，B2受體拮抗劑、COX-2抑制劑、NGF抗體及GDNF抗體對減輕延遲性肌肉酸痛均會有幫助。目前，上述試劑中唯一适用于人類的藥物是COX-2抑制劑，其效果取決于給藥的時間。
2. 針刺治療。傳統針灸以及電針技術對治療延遲性肌肉酸痛有一定效果。劇烈運動後進行針刺治療可以有效緩解肌肉酸痛，促進肌肉功能恢複，其治療效果具有持久性，且在運動後72h療效達到高峰，但是其具體機制還有待研究。
3. 熱療。熱療法是治療軟組織疼痛較為常見的實體治療方法。肌肉在離心運動後會發生氧化應激反應(缺血狀态)，組織中緩激肽、NGF和GDNF等因子水準提高，而加熱處理可以調節骨骼肌細胞代謝以減少氧化應激，逆轉NGF與GDNF等因子水準的上調，進而抑制離心運動後機械性痛覺過敏的發展，緩解延遲性肌肉酸痛。

雖然許多學者緻力于研究延遲性肌肉酸痛的相關機制，也都取得了一定成果，提出了各自的假說，但這些假說并不足以全面說明延遲性肌肉酸痛的發生、演變、轉歸的規律。延遲性肌肉酸痛機制尚不明确，其治療研究方面雖也有進步，但目前尚未有非常好的防治方法。是以本回答不構成醫學建議。

參考資料：

1. 蔣全睿,艾坤,劉小衛,等. 延遲性肌肉酸痛症的研究進展[J]. 按摩與康複醫學,2016,7(18):3-5.
2. 劉雲霄,雷靜,尤浩軍.延遲性肌肉酸痛：神經營養因子機制及其研究進展[J/OL].生理學報:1-17[2024-04-18].

by opzk

Q.E.D.

Q7

by 小銘

答：

我們被蚊蟲叮咬後，可能試圖用風油精來緩解瘙癢等症狀，但是有時候會發現，把風油精倒過來之後，裡面綠色的溶液壓根滴不下來，暴躁的一通搖晃操作才能塗抹到皮膚上。

這是因為風油精的瓶口比較小，液體的表面張力阻止了空氣的進入。瓶口豎直向下，瓶内較少的液體壓力也不足以克服大氣壓。是以風油精就這樣被表面張力和大氣壓“鎖定”在瓶子裡了。

當我們保持瓶口向下，稍微用力晃一晃，風油精就下來了，這是因為，當我們用力晃動時，液體進行流動，外面的空氣可以進入到瓶中，過程中有時會看到有氣泡從瓶口升至瓶底，平衡後由于重力的原因，液體就可以滴落下來了。使用結束後，當我們把瓶子倒回來，裡面的空氣(氣泡)又會回到瓶口。

by Serendipity

Q.E.D.

Q8

by 長風

答：

遇冷後的巧克力表面，常常會出現⼀層分布不均的白霜，這其實不是因為巧克力變質，而是⼀種名為“巧克力起霜”的正常現象。這種現象并不影響巧克力的正常食用，但是外觀和口感上會有一定的影響。

巧克力上的白霜主要分為兩種，一種叫“脂霜”，一種叫“糖霜”。糖霜的産生是巧克力在短暫時間内快速升溫導緻的，比如在炎熱的夏天把巧克力從冰箱中取出，表面就可能起一層糖霜。它産生的原因是由于溫差，巧克力表面就會凝結水蒸氣，進而溶解巧克力内的蔗糖，等水蒸氣又揮發掉，蔗糖就會析出然後附着在巧克力表面，形成一層白霜。

相比于糖霜，我們常見的白霜是脂霜。巧克力有五種不同晶體結構，他們的熔點不同，分别是17、21、26、28、34、36°C。我們日常生活中吃到的巧克力熔點大多在34°C，這樣的巧克力在常溫下呈固态而入口既化。而34°C的巧克力并不是其穩固的形态，長時間的放置下，它會部分轉變成熔點為36°C的晶體并析出表面，這種晶體結構的巧克力入口不易融化而且味同嚼蠟，也就是我們上面所說的脂霜。

by 歎詠調

Q.E.D.

Q9

by 不想考期中

答：

區分兩個動物群體是否為同一物種，最關鍵的是生殖隔離的存在與否（植物的物種界定更麻煩，并不完全适用這個原則，植物分類的事情為什麼總是那麼糟糕）。對于兩個群體，隻要沒有生殖隔離，可以繁育出可育後代，就可以認為是同一物種。而同一物種的兩性雖然在外貌、基因上有所差異，但是實際上依然可以繁育可育後代，是以自然是同一物種。實際上不同性别間，常染色體基本是相同的，性染色體也被認為有着共同起源（有觀點認為Y染色體是X染色體突變縮短演化而來），實際的基因表達情況差異也有限。

這時你可能會問，如果同一個物種隻有同一種性别的群體，并不能繁育後代，是以這時他們還是不是同一個物種？這時候隻需要從遺傳背景來看，他們基因組基本一樣，是以當然是同一個物種。

by 某大型裸猿

Q.E.D.

Q10

by 茉立

答：

根據上圖地球四季的交替，可以看到從太陽系上方（北極上方）來看，地球的公轉自西向東為逆時針。

以北半球為觀察點，從圖中我們可以知道，太陽是從東方升起，西方落下。那麼從北極上方觀察，地球的自轉也是自西向東，逆時針方向。（參考高中地理）

by 藍多多

Q.E.D.

編輯：Gyoku