摘要：问答导航Q1 为什么水滴到电子屏幕上会显示彩色纹路？Q2 为什么吃完辣的喝热水会感觉更辣？Q3 地铁车厢是封闭的，为什么运动起来车厢内会有风呢？Q4 为什么有时候膝盖弯曲时会有“喀嗒”的响声？骨骼该不会有问题吧？Q5 想知道电路中的能量是如何在电线里面进行传播

这是因为电子屏幕通过红色、绿色、蓝色三色子像素（RGB）的不同亮度组合来显示不同的颜色。当这些子像素足够小，我们离屏幕足够远时，我们所看到的就是混合后的颜色。在这个问题当中，水滴充当了一个倍率很大的放大镜，于是我们能够看到被放大的红绿蓝三色的子像素。

这里我们还可以再拓展一下，为什么可以仅用红绿蓝三色来显示这么多不同的颜色，它们能显示出所有的颜色吗？这要从人眼如何感知颜色说起。

这是一张光谱图，其横轴是光的波长，纵轴是光的强度，光谱图表示了某一光中各种单色光成分的含量，理论上一张光谱图包含了关于一束光的颜色的所有信息。图中所示是太阳光的光谱，可以看出在可见光范围强度分布很均匀。在通常的光谱图上我们能看到一些谱峰，这些谱峰会有一定峰宽，在实验室中我们有时也会需要用到谱峰很窄（即单色性很好）的激光。

这张图展示了我们人眼不同视细胞的感色能力的差异。横轴是光的波长，纵轴表示了视细胞对这一波长的光的敏感度。其中黑色虚线是视杆细胞，主要与暗视觉相关，对波长不敏感，无色觉。三种颜色的实线是三种视锥细胞，是我们的色觉的来源。可以看到三种细胞的敏感度峰值分别在564nm、534nm、420nm，分别对应红色、绿色、蓝色。这些视细胞将接收到的光子转换为神经信号，使我们的大脑能够“看见”。

在这个过程中，我们会发现，原本一张包含了颜色的所有信息的光谱图，被我们的视细胞转化成了三个不同强度的神经信号（仅考虑颜色），这一过程必然伴随着信息的丢失。这意味着两张完全不同的光谱图在我们人类眼中可能是一样的颜色，这种现象称为“同色异谱”，比如红色与绿色混合而成的黄色与单色的黄色对我们人类来说就无法分辨。同色异谱现象正是电子屏幕可以通过红绿蓝三种颜色来模拟出多种不同颜色的主要原因。

然而这并不意味着RGB就能模拟出所有现实中我们所看到的颜色，比如红色和蓝色所混合出的紫色和单色的紫色是不一样的。这是因为屏幕上的红绿蓝三个子像素的颜色并不是对应只刺激红绿蓝三种视细胞，比如红光或多或少也会刺激到绿光的视锥细胞。下次你在现实生活中看到彩虹的时候，不妨用手机拍一张照看看，能不能看出手机上的蓝紫光区域的颜色和实际看到的有什么不同。

参考资料：

by 可去奇点

by LY

以吃辣椒为例子，其产生辣觉的过程是一种化学刺激，辣椒含有一种叫辣椒素的脂溶性有机分子，当人吃下辣椒后，辣椒素会刺激并激活人口腔中的辣椒素受体——TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1，又称香草酸受体）。其本质是一种电位通道，分布于神经系统的感觉神经元中，与痛觉产生有关，被激活时会打开，使得人体产生灼烧式的疼痛感。

TRPV1除了会被辣椒素化学激活之外，还会被高温热激活，因此我们喝热水时也会刺激TRPV1，使得受体打开概率变高，激活强度变强。而且热水的温度还会加快局部血液循环，让人体感受到的辣度进一步变强。

此外，由于辣椒素是一种脂溶性的物质，其难以溶于水，所以当我们喝热水时，并不能有效将口腔已有的辣椒素溶解带走，反而会机械性地增加了其与受体的接触面积，产生了更大面积、更强烈的感觉。

参考资料：

by 凉渐

by 书兴

行驶中的地铁车厢内部的风可能有多个“源头”：

第一，地铁车厢内本身设有空调系统，当它启动时自然会有空气流动。

第二，当列车在隧道中行驶时，前进方向的空气受到挤压后压力升高，一部分向前流动，另一部分则通过列车与隧道之间的环状空间向后运动。这种逆着列车运行方向流动的气流被称为“活塞风”。由于地铁车厢的气密性并不完美，当列车高速行驶时，气流就有可能从车门、车窗和车厢连接处的缝隙涌入，从而被乘客感受到。

第三，当列车在启动时，加速度较大。由于人们可以通过与座位或地面之间的摩擦力保持与车厢相对静止，而”无依无靠“的空气由于惯性只能被”甩“向车尾，这时我们便可以短暂地感受到一阵气流。

参考资料：

by Decoherence

by 茉立

如果膝盖弯曲时的响声响声出现频率不高，且不伴随疼痛感，那么无需过多担心，其大概率是生理性弹响。

生理性弹响与骨骼没有太大关系，属于很正常的情况，其本质是气泡破裂声。关节腔内有起润滑作用的滑液，其中会溶解气体（主要是氮），当我们弯膝盖活动关节时，部分气体在关节表面快速分离形成负压，进而形成微小气泡并瞬间塌陷，产生“啪”声。这一现象在我们长时间不活动，膝关节内滑液变少时尤为明显。

但如果出现响声时伴随着不适感或疼痛感，那就得多加小心，这有可能时与韧带或骨骼有关的病理性弹响，长期出现的话有导致疾病的风险。病理性弹响可能出现的原因有：1.韧带弹响：韧带、髌腱等软组织在膝盖屈伸过程中“卡住”后突然跳脱，产生弹性恢复的声音，需警惕软组织损伤；2.半月板摩擦声，若半月板存在损伤，会导致关节面不平，屈伸时容易产生摩擦声；3.髌骨位置异常产生撞击声等，长期会导致髌骨软化；4.其他如骨关节炎等。

by 凉渐

by 匿名

说来你可能不信，电路中的能量严格意义上并不是在电线“里面”传输的，而是在电线周围的电磁场中传输的。回忆一下我们小学二年级学过的电磁学知识“坡印廷矢量”，其描述了电磁场中的能流密度，也就是单位时间单位面积通过的能量大小，其被定义为：

虽然总有人调侃物理学家总是喜欢研究特别理想的模型，比如著名的“真空中的球形猪”，但很多时候你不得不承认这种简化的模型很有助于我们理解物理图景，比如此时我们考虑一个真空中的环形电路：

早在幼儿园我们就知道了以上电路中电流会沿着顺时针方向流动，小学一年级老师会教会你环形的电流会根据右手定则激发出磁场、电场的方向和电流的方向一致，那么此时我们能够画出此时空间中的电场和磁场分布图：

再回忆一下学前班老师在午休时间讲过的矢量叉乘：让乘号左边的矢量穿过你的右手掌心、乘号右边的矢量沿着你的右手四指方向，那么此时你的大拇指就指着结果的方向（也就是此处电磁场能量流动的方向）！由此我们可以进一步画出此时空间中的能量流动方向如下：

我们会惊讶地发现，电能从电源出发，在导线外面的空间中流动，直到到达导线内部并最终以焦耳热的形式损耗，这个例子也很好地说明了电能实际上是存储在电场和磁场中的概念。想象一下，你周围的电器使用的能量实际是从空中“飘过来”的，也是很神奇呢！

by 小咕咕

by 匿名

所有的物理学单位都不是凭空定义的，它们都有现实的依据。在很古代时期物理学单位就已经被人们定义并使用，而这些单位很大一个特定就是来源于生活。例如时间单位最早源于天文现象，如太阳的每次东升西落称为日、月相的一个变化周期称为月、四季的每次更替称为年；长度单位英尺，其英文为“foot”,也就是脚的长度；长度单位驿，指驿马一天所能奔跑的路程；面积单位英亩，指牛一天能一天所能犁地的面积。这些单位有些由于其优势至今还在被人在日常生活中使用，有些因为其不精确性与不统一性，而几乎被人们放弃。

随着物理学的发展，人类在世间万物认识更加充分，为了得到更精确共统一的单位，在永恒不变的宇宙常数的基础上定义了7个基本单位（国际单位制），并由它们根据物理学基本定律衍生出其他单位，7个基本单位分别是长度单位米（m）、质量单位千克（kg）、时间单位秒（s）、电流单位安培（A）、热力学温度单位开尔文（K）、物质的量单位摩尔（mol）、光强度单位坎德拉（cd）。这7基本单位都分别有一个与其对应的宇宙常数，如米定义为光在真空中1/299,792,458秒内所经过的距离，对应光速（c）；安培定义为每秒通过1.602176634 × 10¹⁹个电荷，对应基本电荷（e）。

by 凉渐

by 好奇宝宝

简单来说，我们在剥（或切）洋葱时，洋葱会产生易挥发的硫代丙醛亚砜，这种物质可以刺激人眼部角膜的神经末梢，使人体通过神经系统控制泪腺分泌泪液，把刺激物质冲走。

洋葱体内有蒜氨酸酶以及丙烯基半胱氨酸亚砜这两种物质。前者存在于液泡中，而后者存在于细胞质中。一般情况下它们井水不犯河水。而当我们剥（或切）洋葱时，就会破坏洋葱的细胞组织，使得这两种物质有了相遇的机会。这时丙烯基半胱氨酸亚砜在蒜氨酸酶的作用下，产生丙烯次磺酸(方程式见图1）。丙烯次磺酸会进一步发生重排，便生成了让我们”热泪盈眶“的硫代丙醛亚砜（方程式见图2）。

参考资料：

by Decoherence

by 太狼

这个问题可以拆解成两个小问题：一是为什么会产生气泡，二是为什么气泡会在固定的地方冒出来。我知道这听起来颇有种“听君一席话，如听一席话”的废话文学感，但这确实是小气泡在冒出前必须面对的“能不能”和“怎么能”两个最关键的问题。

对第一个问题，在打开瓶盖享用肥宅快乐水以后，哪怕我们及时盖上了瓶盖，依然会由于跑掉了一部分气体导致瓶内的气压降低，从而使得原先溶解在水里的二氧化碳更倾向于跑出来。用更物理的语言来讲，就是此时二氧化碳在空气中的能量更低，从而其会自发地从水中脱离出来。 第二个问题则更复杂一些，气体从液体表面跑出来容易，但是想在液体内部冒出来却很难：这是由于液体存在表面能，形成一个液体-气体接触的表面需要消耗额外的能量。表面能一个非常直观的例子是水珠，其呈现为球形，就是因为相同体积下球的表面积最小，表面能最小也就最为稳定。气体在液体内部冒出时就会受到表面能的阻碍：一方面气体从液体中脱离会使得体系总能量降低，且降低量与气泡体积呈正比（也就是与冒出气泡半径的三次方成正比），另一方面气泡的形成会新增一个气-液表面使体系总能量增加，且增加量与气泡面积成正比（也就是与冒出气泡半径的平方成正比）。两者相加会发现：半径小的气泡由表面能主导能量增加，气体倾向于回到液体导致气泡更小直到消失；半径大的气泡由气体脱离主导能量降低，从而导致气泡更大最终浮出水面。到这里聪明的读者发现了一个问题：大气泡要从小气泡而来，但是小气泡又会直接消失，所以气泡不就没法产生了么？

那确实！这也是为什么小气泡不会到处产生，而是只能从固定的地方产生了！因为这些地方存在凝结核，凝结核可以是一些结构上的缺陷，能够降低新的小气泡与水的接触面积从而减小表面能；也可以是一处没有被水填满的小凹陷，其中困住了一个小气泡；甚至可以是你喝水时脱落的口腔上皮细胞、摇晃汽水时甩入的气泡，只有在这里才能孕育出足够大的小气泡，并最终长大为人肉眼可见的大气泡。

by 小咕咕

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编辑：4925

来源：中科院物理所