生活中、想必不少朋友都会遇到线缠在一起的问题，

包括小时候玩的花绳，

妈妈织毛衣的毛线团等等。

当你将本来小心翼翼绕起来的耳机线从裤兜里拿出来的时候，

会发现它也会缠在一起，

这是为什么呢？

1

Q

为什么放在一起的线不知不觉就缠在一起了?

by小白

A日常生活中常见的绳子打结现象是：从口袋/书包里面取出来的耳机线缠绕在一起了。这个看起来简单的现象背后有很多科学可以细说。由此发展的“扭结理论”是拓扑学中的一个代表研究问题，从其他的角度比如熵最大原理，统计物理理论，计算机模拟等都可以解释这一问题。

在这里，我们用一种比较直观的过程的方法来解释整个线缠绕的过程。如图所示，长的绳子在一个有限的容器内，为了适应环境，必须以一种卷曲的姿态待在容器里，这代表，绳子的一端会与其他部分平行排放，随着容器的晃动，绳子的末端有充分的机会上下翻滚并与其他部分缠绕在一起，从而形成不同的绳结。

明显地，形成绳结必不可少的两个因素是绳的柔性以及外界施加的微扰，具有柔性的绳在外界微扰作用下会形成绳结。考虑到以上绳结形成的原理，可以通过限制容器的大小，外加线膜使线坚硬不易变形，合理的线缠绕保存方式等防止线的缠绕。当然，如何合理绕线也是编织的一门手艺。

形成的绳结是否容易打开，与绳结的具体缠绕方式有很大的关系，怎么对绳结进行分类，怎么逆向解绳，绳结在物理学或生活中有哪些应用，对这些问题感兴趣的筒子可以来物理所学习哦，当然有兴趣自学的同学可以自行搜索扭结理论（Knottheory）或辩群（Braidgroup）。这里向大家展示一些扭结理论在生活或实验中应用的现象。

头可断，发型不能乱

（物理所的女孩子可以每天给自己扎一个美美的发型，物理所的男孩子可以每天给女朋友扎一个美美的辫子，物理所的单生狗可以每天，嗯，被扎无数次）

利用辩群对三体问题进行分类

ByNuor

2

Q

用盆接水，离水龙头近，接满水更快，还是离得远的快？

by匿名

A不考虑溅射的问题的话，时间是一样的。

在理想的条件下，考虑一个盆A在水龙头边上，另一个盆B在水龙头底下五米的距离，在0s的时候开始出水（假设初始速度为0m/s），0s时第一滴水以速度0m/s的速度滴落到盆A，同等条件下，第一滴水需要走5m，根据加速（g=10m/s2）的计算，需要走1s到达盆B，此时其速度为10m/s。假设60s之后，盆A接满了水，拿走，总共用时60s，61s之后，盆B接满了水，拿走，总共用时60s（61s-1s），因此，无论是无论远近，接水时水装满盆的时间是一样的。

但是，考虑到在接热水时水龙头越高，水下降的速度越快，越容易喷溅，以及人需要先放盆再开水龙头的操作，盆离水龙头近一些比较好。

ByNuor

3

Q

为什么乌云是黑的（很小片的乌云也是黑的）？

byLZB

A“乌”就是黑的意思，如果云不黑，那它还能叫“乌云”吗（正经脸）？

先解释下云是什么以及是怎么形成的。云是大气层中以水为主，包含其他多种较少量化学物质构成的可见液滴或冰晶集合体（其实雾也符合这个定义，只不过它离地表太近了，不能算是云）。当空气中的水汽含量增加或者周围环境温度降低使得水汽过饱和时，水汽便会聚集在凝结核周围形成小水滴或小冰晶。云中的小水滴和小冰晶因为尺寸比较大，大于入射光的波长，使得散射的光强几乎与入射的波长无关，阳光中各种波长的光都被小冰晶、小水滴散射而使云朵呈现白色。当然，这是在云层比较薄的时候。当云层很厚的时候，阳光大部分被吸收，无法穿透云层，这就是乌云了。

仔细观察可以发现，乌云的底部比较黑，而云层比较薄的边缘因为阳光可以透过则显得比较白，如果你此时坐飞机在乌云上空飞过，你会发现下面的“乌云”是白的。至于很小片的乌云为什么也是黑的，这是因为乌云的“黑”也与周围环境有关。比如，在高空有云作为背景挡住了部分阳光，那么低空的小片云朵即使比较薄，那也显得比较黑；再比如，当天空的背景比较明亮时，小片云朵在明亮的背景的衬托下，也显得比较黑。

By重光

4

Q

见过老人(做豆腐)用嘴一吸水水就一直流啊流，这是为什么？听老师说这是虹吸现象？

by匿名

A虽然没脑补出你说的这个画面，但是你老师说的没错，就是虹吸现象。虹吸现象是在管内液体重力与大气压的共同作用下，由于两液面间存在高度差造成的现象，如下图。

因为h1h2，所以根据帕斯卡定律P=ρgh，装置中左管中的液体压强ρgh1小于右管的液体压强ρgh2（压强方向向下）。另外，在B点跟C点分别有大气压的作用（方向朝上），可以认为两者的大气压相等即P1=P2=P。B点压强PB=P-ρgh1，C点压强PC=P-ρgh2，所以在A左端的压强就大于A右端的的压强，在大气压和液体压强的共同作用下，水朝液面低处方向移动，液面高度差越大流速越快。

但当ρgh1≥P，虹吸现象就会消失。此时管子中的水就会以A点为界线，左端往左流，右端往右流，中间形成一段真空层。对水来说，这个临界的高度值为10.3米，所以生活中一般观察不到这种情况。

前面提到必须需要先用嘴吸一下，这是因为如果不用嘴吸一下管子两端的压强就是平衡的，不会自动向另一个烧杯流去。

参考资料：虹吸现象

By煦天

5

Q

为什么金属会有味道？

by

A金属其实是没味道的。人闻到气味，首先需要气味分子进入到鼻腔，但是金属（除了汞）在常温下是固体，和气体、液体相比，金属原子难以脱离金属表面进入鼻腔，因此直接闻金属是闻不到气味的。那为什么金属又有气味呢？比如说铜臭味。这其实不是金属本身的气味，是你自己的味道。当人的皮肤和铁接触时，汗液会将单质铁氧化成二价铁，而二价铁会将皮肤上的脂质过氧化物还原成一种羰基化合物——1-辛烯-3-酮（1-octen-3-one），这种物质就是我们平时闻到金属味的来源。

1-辛烯-3-酮（1-octen-3-one）

1-辛烯-3-酮广泛存在于蘑菇中，所以也有人说金属闻起来有一股蘑菇味。血液闻起来也有金属味，这是因为血液中已经含有二价铁，可以直接将脂质过氧化物还原。除了铁，铜也会发生类似的反应，但是氧化铝、镁、镍和人手摩擦就几乎不会有这种羰基化合物产生。铁合金和铜合金是生活中最常见的两种金属材料，所以经常能闻到“金属味”也不奇怪了。

参考：GlindemannD,DietrichA,StaerkHJ,etal.Thetwoodorsofironwhentouchedorpickled:(skin)carbonyl

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