 把科学带回家专注于孩子的科普教育5小时前 【本文由公众号“把科学带回家”提供，ID：steamforkids】 来源 | 《万物》等 编辑 | Mirror 图源：pixabay 当我们试图将一杯水倒入另一个杯子里的时候，总有一些“非主流”顺着杯子外壁溜走。不用怪自己“手残”，这是转移液体时的普遍现象，被物理学界通称为“茶壶效应”。 早在1956年，物理学家马尔克斯·雷纳就对茶壶效应产生了兴趣。他发现液体流速越快，就越不容易沿茶壶嘴外壁漏出去。速度越快拥有的动能越大，越难改变出水时的运动方向可以理解，但为什么慢了就会被壶嘴“吸引”过去呢？ 后来，有研究者找出了多个与茶壶效应相关的因素，包括液体的流速、茶壶嘴边缘的曲率半径、茶壶的材质等。尤其关键的是壶嘴材料的润湿性（wettability），也就是液体润湿固体表面的能力。玻璃、陶瓷这类材料之所以容易被水粘附，是因为上面有许多细小的孔道会产生毛细作用，牵拉液体。同样地，当液体流到壶嘴边缘，毛细作用也会对液体产生牵拉，顺着壶嘴流下。但是由于毛细作用效果有限，较快水流的动能就可以将其克服。 普通茶壶（a）和超疏水处理茶壶（b）倒水 | 图源：C. Duez et al. 2009 因此，在茶壶表面涂上类似荷叶结构的超疏水材料，降低其润湿性，便能消除茶壶效应。另外，把壶嘴边缘设计得薄而锐利，也有助于减轻茶壶效应，比如金属茶壶就不容易漏水。 不过和其他一些看似普通的现象一样，我们至今还未能给茶壶效应一个完美的解释。 史上最大的声音有多大？ 图源：pixabay 施工的电钻声是我们日常生活中最难以忍受的噪声之一，如果你手持电钻，听到的噪声大约为100分贝，而人类记录过的最大声音能让你在离它160千米的地方，听到比电钻声大得多的声音（170分贝）。要知道超过120分贝的声音就能即刻造成听力损伤。 1883年8月27日，我们的地球仿佛蓄积已久，发出了有史以来最大的“咆哮”声。咆哮的出口位于爪哇岛和苏门答腊岛之间的巽他海峡，伴随着喀拉喀托火山的剧烈喷发，一连串惊天巨响席卷了方圆数千千米的区域，覆盖50多个国家和地区。连远在4800千米外的毛里求斯都清晰地听到了类似重炮轰鸣的响声，几乎相当于在新疆听到了黑龙江的现场直播，不过受声速的限制，会有数小时的延迟。 喀拉喀托火山声音传播范围（阴影）占地表总面积的1/13 4800千米处已经觉得是炮响，距离喀拉喀托火山64千米远的船员听到的声音就不是震耳“欲聋”，而是“真聋”。一位船长记录道，巨大的爆炸声使他半数船员的鼓膜都被震破，他当时以为是世界末日来临了。 这场载入史册的火山喷发造成的影响不仅是长时间的声波冲击，更可怕的是，它引发了一系列连锁灾难，包括毁灭性的海啸和地震，夺走了数万人的生命，可以算是人类最接近末日的时刻之一（文末视频感受火山喷发）。 存在液态的行星吗？ 图源：sciencefocus 地球表面虽有7分海洋，但和常见的行星类型一样，占绝对体积的还是固体，因此被称为岩质行星。另一种我们常听到的行星类型是气态行星，最出名的就是木星和土星。固态和气态的都有了，为什么没听过液态行星？ 这里就要指出大家的一个误区，其实我们所谓的气态行星并非完全是气态的，甚至根本不是以气体为主。以木星和土星为例，它们主要是由氢（占75%）和氦这两种元素构成的。单质的氢和氦在地球上以气态形式存在，但在这两颗星球上可就未必了。 木星和土星的确拥有厚实的大气层，但由于其内部极高的压力，深层的气体会被压缩成液体，甚至是固体，这才是它们的主体。科学家推测在木星和土星的中心还有一个岩石核心。 也因为同样的原因，完全液态的行星在我们的认知范围内是不可能存在的。质量巨大的行星需要有一个致密的核心提供引力，来保住外层的结构。而且星体从外至内，温度和压力相差巨大，物质的状态也会发生相应变化。 植物也需要睡觉吗？ 图源：pixabay 虽然没有神经系统的植物不会像动物那样入睡，但每种生物都有自己的昼夜节律，植物也不例外。在自然条件下，它们白天进行光合作用，积累有机物，同时也会进行呼吸作用；夜里光合作用停止，呼吸作用继续消耗能量用于生长代谢。 但城市里的行道树在夜晚也会继续受到路灯的照射。我们已经知道夜晚过长时间的人工光照会干扰人和动物的昼夜节律，那是否会对植物造成影响呢？ 在研究了夜晚灯光对6种常见行道树（如黄金榕）的影响后，科学家发现，与自然生长的同类相比，夜间延长的光照使多数植物的叶面积增大。这就跟你白天吃正餐，晚上接着吃夜宵一样，自然会长胖。植物看起来更茂盛似乎是好事，但在显微镜下仔细观察，你就会发现其中的叶绿体发生了损伤。 莱斯大学的研究团队发现夜晚“休息”对提高一些植物的免疫力也很重要。他们的研究对象是经典模式植物——拟南芥。自然光照周期下的拟南芥会释放一类刺激性化学物质驱赶昆虫，但光照周期被打乱的植株并没有采取相应的防御措施，结果落入虫口。 可见，不管对人还是对植物，“熬夜”都伤不起。 |
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