为什么血管里的血液不会凝固，血小板呢？| No.278
中科院物理所
昨天 14:23
原创：中科院物理所
我发现一个问题
血管里的血液
一直在流动
为什么？
是血细胞在血管里跑步吗？
那血小板呢？
她为什么不阻止呢？
Q1夜空为什么是黑的？by 热豆腐社畜
答：
这个问题比较显然的答案是:白天的时候，阳光经过大气层散射，然后进入我们的眼睛，因此白天很亮。晚上的时候，由于地球的自转，我们处于地球的背面，太阳照射不到，因此夜空是黑的。
但是其实要真正解决这个问题并没有那么简单。我们处于广袤的宇宙之中，宇宙中有无数像太阳一样的发光体，假如将地球接收到的来自无限大宇宙的所有发光体的光子累计，通过积分计算，不难发现结果是趋于无穷的，也就是说地球上以及宇宙其他任意星球上本应该是永远亮着的。这个问题就是奥伯斯佯谬。
但事实显然不是这样的，问题的关键是宇宙的膨胀。由于宇宙的膨胀，整个宇宙的发光体密度实际上在降低，而且部分发光体在远离我们，这会导致光波的红移，即光子的能量降低。另一方面，根据宇宙膨胀理论，宇宙存在一个初始点，距今约137亿年，这就意味着我们只能看到距离我们137亿光年以内的发光体，宇宙深处的光子来不及传播到地球上。因此，地球接收到的光子实际上是来自于离地球比较近的一部分宇宙空间，且能量在不断降低，这些能量有限，数目也有限的光子确实不足以照亮地球，实际上宇宙存在微波背景辐射，也正是来源于这些能量不高的光子，微波背景辐射的波长在厘米级，已经超出了人眼的感知范围，因此我们看到的夜空是黑的。
参考资料：
by 有衡
Q.E.D.
Q2变色固体胶为啥会变色？by 匿名
答：
彩色固体胶分为普通型和幻彩型（变色固体胶）。普通型彩色固体胶是在固体胶内加入质量分数达0.5~1%的颜料或色素（如柠檬黄、亮蓝等），可在纸上留下颜色，并且颜色不会慢慢消失。变色固体胶（幻彩型）是在固体胶内加入一种或多种指示剂，如酚酞酒精溶液、麝香草酚酞酒精溶液等，在制备过程中通过调节物料pH来控制固体胶颜色，涂在纸上也会留下颜色，但颜色会逐渐消失。
变色固体胶涂于纸上时，一开始会显示出鲜艳的颜色，能够看清楚涂胶区域；稍后，固体胶中的水分挥发掉，由于酚酞类酸碱指示剂在无水状态下显示原色或无色，所以会发生变色。因此，有些变色固体胶颜色不稳定，保质期短，长时间存放会褪为白色。
参考文献：
[1]董川,王晓丽,周叶红,刘洋. 一种可褪色有色固体胶棒及其制备方法[P]. 山西：CN103059766A,2013-04-24.
[2]钟国伦,徐金宝. 一种使用后会变色的蓝色固体胶棒及其制备方法[P]. 浙江：CN102134460A,2011-07-27.
[3]阴和平,马春雁.幻彩型固体胶棒的研制[J].浙江化工,2005(01):25-27.
by 半七
Q.E.D.
Q3为什么有时白天也能看见月亮？by 宇宙天菜
答：
关于这个问题大家要明确一点哦，那就是月亮本身是不发光的，它只能反射光！并且我们在同一月内每天看到的月亮也是不一样的哦，这也就是我们常说的月相变化。月相变化的原因来自于月球不断绕地球公转的，月球，地球与太阳三者的角度位置会不断发生变化，规律如下 :
图片来源于网络
月相变化规律可以大致总结为：在一个农历月里，初一那天月亮和太阳同升同落，称为新月。然后，月亮每天的升起时间比前一天晚大约50分钟，月相先由少变多（盈），称为上弦月，然后到达满月，过了满月后再由多变少（亏），称为下弦月。如下图[2]
那么为什么白天能看到月亮呢？其实当月相为上弦月时，月亮离太阳比较远，从我们地球的角度上看，月亮会在早上时升起，到下午时，月亮已经升到了比较高的高度，此时只要天气晴好，下午就能看到淡淡的月亮了。而月相为下弦月时，月亮会在午夜升起，隔天上午时它还会挂在空中呐，所以我们早上也能看到月亮。
同时，答者给朋友们提供一下白天看月亮的技巧哦，上弦月到满月这几天（农历上半月），在下午往高空偏东看；从满月到下弦月这几天（农历下半月），在上午往高空偏西看，都有机会看到月亮。是不是很浪漫，快和女朋友去试一试吧^^
参考资料：
[1]张华,杜勇.《月相的变化》教学案例分析[J].科教导刊,2021(06):24-27.
by just_iu
Q.E.D.
Q4为什么看久了物理老师的深蓝底PPT，视野会变红？by 匿名
答：
我试着盯着一张纯蓝背景的PPT，然后去看一张白纸，结果我的视野中出现的是橙色。不过我看的是白纸，看其他混合色的地方，可能会出现题主说的，“红色”的情况。
看过《名侦探柯南》“赤壁”这几集的人可能对这种现象有所了解，就是“视觉互补”效应。我们的眼睛在长时间盯着同一种颜色观看后会对这种颜色的敏感度下降，白色是复色光，所以如果观察一张白纸的话，因为视觉对刚才长时间看的这种颜色的敏感度下降，就会看到这种颜色的互补色。反映在色相环上，就是相对的，呈180°关系的两种颜色。
另外，医生手术室中一般穿的是绿色或蓝色的手术服，就是因为血液的颜色——红色的互补色是绿色，穿绿色的手术服不容易让医生产生错觉，同时也有助于帮助医生保持冷静的头脑，更加安全高效的完成手术。
图源自网络
参考资料：
by 岷客
Q.E.D.
Q5自动售货机是怎么知道我拿的东西是什么的？by 小鸡蹦蹦跳
答：
首先不同的自动售货机有不同的原理，这些原理大致有以下几种：
静态识别。这种售货机里面有很多摄像头，每层都有。通过提前录入商品的外形，颜色，价格等信息，当用户取走商品后，通过摄像头返回的图像判断顾客拿取的是什么，用户关门后，系统便通过关联账户扣取相应的钱。这种识别技术有两个比较大的缺点，一是所需摄像头较多，而且每层都需要，层间距还不能太小，不然会影响图像采集，因此空间利用率比较低，二是图像识别不太准确，一旦商品相互遮挡，或是两件商品外形太过相似，系统便不能识别或区分。
动态识别。通过摄像头实时采集顾客取货过程，从而判断顾客拿的是什么。这种技术相比于静态识别来说所需要的摄像头更少，而且并不需要检测所有商品，只需要看顾客取走或者放回的商品即可，摄像头较少而且一般位于门上，因此空间利用率较高。
重力识别。这种售货机在每层都有电子秤，提前录入每种商品的重量，然后通过比对顾客购买前后重量的变化，从而判断顾客买的是什么，这种方案弊端明显，首先就是无法判断重量非常相近的商品，另外如果商品倾斜或者自动售货机倾斜，或者商品相互依靠，就会影响重力感应，从而影响系统对顾客所取商品的判断。
RFID方案。即射频识别技术（Radio Frequency Identification）。原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。就是在每个商品上贴一个电子标签，当顾客取走商品后，售货机就会感应到，从而判断顾客买的是什么。这种方案比较成熟，但是弊端明显，首先电子标签容易被屏蔽或者损坏，其次电子标签本身需要成本，因此运营成本比较高，另外相比静态或者动态识别技术，该方案技术含量较低，难以形成技术壁垒。
最后，虽然自动售货机有可能出现BUG，但是我们一定要遵守诚信，坚守道德底线哦！
参考资料
by 有衡
Q.E.D.
Q6为什么血液在血管里不会凝固？by 匿名
答：
相信朋友们在生活中肯定有过流鼻血或者被小刀划破手指的时候，那么你可能会发现血液流出体外后很快就凝固了，但也会有疑问为什么血液不会在血管中凝固呐？回答是 凝血因子被抑制！！凝血因子在正常情况下的血管中是处于休眠状态，而如果血液流出血管，那么休眠的凝血因子就会被激活，配合血液中的各种物质尤其是被众所周知的血小板等来形成止血。具体的动态过程如下
第一步：凝血酶原(因子Ⅱ)会被激活成凝血酶。第二步：凝血酶刺激血小板成活化状态，同时促进纤维蛋白原形成纤维蛋白。第三步：纤维蛋白逐渐增多相互交织，与活化血小板一起将血液中的血细胞全部裹起来，最终形成了血块完成了凝血。[2]
图片来源于网络
当然我们身体的其它方面也在帮忙哦，比如血液在心血管内一直保持快速流动,这样就会不利于凝血因子集结，心血管内壁光滑完整,不会激活凝血系统等。人体是一个极其复杂的系统，还有更深层次的物理过程等待着我们探索！！下一个物理学家，生物学家可能就是你!
注：文中提到的基本凝血因子有十二种[1]。篇幅所限，未全部给出，仅试举两例：因子一，纤维蛋白原，因子二，凝血酶原（凝血素）等
参考资料：
by just_iu
Q.E.D.
Q7为什么条形磁铁掰成两段后，两段都有NS极？by 搁浅滩
答：
磁铁的磁性是内部原子磁性的宏观体现，原子磁性来源于原子角动量，也就是自旋角动量和轨道角动量的叠加。磁铁一般是用铁钴镍或其铁氧体等铁磁性材料制成的。在铁磁材料内部，一块区域内的原子角动量取向相同，这一小区域被叫做“磁畴”。材料未经磁化时，不同的磁畴内原子角动量取向随机，材料整体不显示宏观磁性；经过外磁场磁化作用，不同的磁畴取向变得统一（可以看成许多小磁畴合并成了一个大磁畴），材料显示出宏观的磁性，也就制成了磁铁。在制成的磁铁中，所有原子的角动量取向基本相同，用箭头标记角动量方向，箭头指向的方向就是宏观上磁铁的N极，箭头背向的方向就是磁铁的宏观S极。
铁磁材料原子角动量取向示意［1］
当使用外力将磁铁拦腰切断时，切开的两个部分中，原子角动量仍保持原来的取向，只观察其中一块，比如靠近原先N极的部分，箭头背离断面，那么断面就成了新的S极；而在原先靠近S极的部分中，箭头指向断面，断面是新的N极。而如果将磁铁纵剖，箭头方向与断面平行，断面两侧不会出现新的磁极。
条形磁铁横剖与纵剖示意
参考文献：
[1]李正中. 固体理论-2版[M]. 高等教育出版社, 2002.
by 藏痴
Q.E.D.
Q8如果光源够多够亮，会不会出现人没有影子的情况？by 匿名
答：
绝对消除影子是无法实现的，但是可以实现视觉上的“无影”。
影子是一种光学现象。光线在空气（均匀介质）中沿直线传播，非透明的物体会阻挡光线传播，在物体后方形成的亮度较暗的部分便是影子。
影子可以分为本影和半影。靠近物体，颜色较深的部分是本影；本影周围，颜色较浅的部分是半影。半影的产生是因为实际生活中的光源并非点光源，某些位置射来的光会被物体挡住，另一些位置射来的光不会被挡住，便会在物体周围形成颜色较浅的半影。
从多个角度上对人进行照射，且光源都足够亮，就可以消除本影，并且让半影变得特别浅，实现视觉上的“无影”。但是光源不是点光源，所以半影是无法消除的，也就无法实现绝对意义上的“无影”。
医学上的“无影”是尽量消除阴影，并能将色彩失真降到最低程度，无影灯便按照这一要求进行设计。所以无影灯的“无影”也只是视觉上相对的无影。
参考资料：
by 乐子超人
Q.E.D.
Q9水蒸气在常温下能存在吗？by 匿名
答：
水蒸气在常温下是能够存在的！水有三态，分别是气态、液态、固态。以下是水的相图，请看
图片来源于网络，1atm=1个大气压，1torr代表1毫米汞柱产生的压强，KPa是千帕。
如图所示，影响水的状态的两个主要因素就是温度和压强，给定温度下，压强增大，水会变得致密，即由气态转为液态或固态，同理，给定压强下，降低温度，也可以实现水的相变。
由相图可知，一个标准大气压下，室温的水稳定状态应该是液态，但室温下空气中仍然有水蒸气存在，这是因为室温下水可以蒸发。
水的蒸发发生在水的表面，表面水分子不断运动，如果某个水分子动能较高，则有可能脱离水面的束缚，逸出到空气中，另一方面，空气中的水分子也有可能运动到水面附近，被水面束缚，成为液态水。当水分子逸出的概率高于被束缚的时，宏观上来看就是蒸发现象了。当空气中的水蒸气分压低于水的饱和蒸气压时，水的蒸发就可以一直进行，而水的饱和蒸气压就对应相图中水的气液分界线。细心的读者可能发现，室温下水的饱和蒸气压是低于大气压的，那为什么还有蒸发呢？这是因为我们的饱和蒸气压指的是水蒸气的分压，由于空气中水蒸气的体积分数很小，因此空气中水蒸气分压很小，低于饱和蒸气压，我们把空气中水蒸气分压与饱和蒸气压的比值称为相对湿度。因此，相对湿度低于100%时，水的蒸发可以一直进行，当然，蒸发仅限于表面。当达到饱和蒸气压后，水的逸出与被束缚就会达到动态平衡，水也就不再蒸发了。
因此我们可以看到，尽管常温常压下，水的稳定相是液相，但由于水的蒸发，空气中还是会有水蒸气，事实上，从寒冷的南极到炎热的非洲，大气中都有水蒸气，也是同样的道理。
by 有衡
Q.E.D.
Q10为什么火箭的喷气口是喇叭型的？by 匿名
答：
火箭为了获得较大的返喷气流速度，需要好好地设计喷气口。自然地，我们会想到喷气口越小，气流应该越快。但事实真是如此吗？
一般的喷气式飞机的喷口确实是逐渐收紧的，而火箭的喷口却是先收紧再扩大。这是因为气体流速与横截面的关系在音速附近会发生变化。当流速小于音速时，横截面越小流速越快。但当流速大于音速时，横截面增大反而能促进流速加快。由此不难想到喷气口的最佳形状正是喇叭形，并且将喇叭的喉部设计在气流达到音速处。这种设计叫拉瓦尔喷管，早在1888年就被瑞典人拉瓦尔发明出来了。
超音速的火箭喷气口与亚音速的飞机喷气口的对比 | 图源：维基百科
为什么气体在超音速后会有这种反直觉的特性？因为气体是可压缩的。当气流超过音速时，气体密度随截面的变化占据了主导因素，这时横截面增大会导致密度减小得更快，而单位时间通过截面的气体质量是恒定的，这就使得气流速度反而随着横截面增大而增大了。如果在达到音速时依然收紧管口，就会使得气体大幅压缩，密度的增大超过了截面的减小，导致流速降低，也就是气体被堵住了，这就好像刚高峰时拥挤的地铁口一样。用公式来描述的话就是：
其中M是马赫数，定义为气流速度与音速的比值，即M=u/a。
高能预警!下图是具体推导过程，需要一定的微积分知识
有人说多一条公式就少一半读者，我把它藏在图里读者就不会变少了吧
唔...也许有一点难懂，但是没关系，去年我们有一篇推文不用推公式就把它讲得很清楚，快去复习一下吧。