太阳也会自转吗?| No.428

想必大家都知道地球是会自转的
在浩瀚的宇宙中
太阳对我们来讲有着独特的意义
你可曾想过
太阳也会像地球一样自转吗
跟着今天的问答来一探究竟吧

图片

问答导航
Q1 为什么皮肤按一下会先变白再变红?
Q2 大气会随着地球自转吗?
Q3 水本身是什么颜色的,我们看到的水真的是透明无色的吗?
Q4 铁是金属。氧化后形成的三氧化二铁还是金属吗?
Q5 怎么区分一颗发光的星是恒星还是行星?
Q6 汽车喇叭的原理是什么?
Q7 太阳会自转吗?
Q8 为什么夏天用双手去拍蚊子时,如果没拍到,下一秒钟就很难再看见它了?
Q9 为什么刷完牙喝有些饮料感觉苦苦的(比如冰红茶)?
Q10 手机摄像头是圆的,为什么照片是方的?

左右滑动查看更多

Q1

为什么皮肤按一下会先变白再变红?

by 匿名

答:

当皮肤受到按压时,局部的血液循环会受到压迫而暂时受阻,导致流向该区域的血液减少,因此皮肤暂时变白,一旦压力释放,血液会迅速回流到该区域,因为血液的增加,皮肤会重新变红,甚至可能比正常颜色更深。(当然不排除,毛细血管比较脆弱,摁压之后血管破裂出血,皮肤变红出现一个个的小红点,可以用力嘬一下手臂就会看到现象啦~)

by 蓝多多

Q.E.D.

Q2

大气会随着地球自转吗?

by Daniel

答:

大气整体上是随着地球一起自转的,这一现象的形成源于地球的引力和摩擦力。大气的形成是因为受到地球引力的束缚,气体无法脱离地球,因此在地球表面汇聚形成了一层流体,大气层整体上可看作与地球是一体的,无法独立存在。在地球自转过程中,大气会因为与地表之间的摩擦而被拖动,整体上随地球一起旋转,大气与地球构成的系统总角动量守恒。

具体来看地球与大气所构成的系统是一个非常复杂动力学系统。首先大气是流动的气体,而不是固体,会由于惯性等原因不能完全跟随地球自转运动,而是存在一定的滞后现象,各个高度的大气滞后程度变化明显:低层大气由于受到的地表摩擦力更大,因此更容易跟随地球同步自转,大气滞后程度较低;高层大气由于受到的地表摩擦力很小,并且更容易受到太阳辐射、地磁活动以及其他天体的引力等因素的影响,其运动状态更复杂,对地球自转的滞后程度更高。

大气在局部上还存在着独立运动,如信风带、西风带等。除了上述所说的摩擦力、太阳辐射等因素,气压、温度梯度以及科里奥利力(地转偏向力)等因素也会对大气的运动产生影响,因此大气局部上的独立运动是非常复杂的。如信风带的形成:由于太阳辐射使赤道地区受热较多,暖空气上升,形成赤道低压区,空气在高空中向南北两极移动,到达大约30度的副热带高压区后下沉,这些下沉的空气再向赤道流动,但在流动过程中受科里奥利力的影响发生偏转,形成了东北信风和东南信风。

by 凉渐

Q.E.D.

Q3

水本身是什么颜色的,我们看到的水真的是透明无色的吗?

by 匿名

答:

我们能看到光的颜色是因为可见光波长范围(390~780nm)的电磁波能够刺激视网膜内的视细胞,这些细胞可以将光信号转化为电信号经过神经传送给大脑[1]。

因此如果我们想要看到某一物体的颜色,那么它必须与波长在390~780nm的可见光发生较强的相互作用。而水分子对可见光各波段的吸收都很弱,反射也较弱(反射率5%左右),当一束可见光入射到少量水中之后“如入无人之境”,除了发生一定的偏折以外几乎没有反射和吸收,光线的组分(光谱)与强度几乎不发生变化,因而少量的水在我们看来是无色透明的。

然而,生活经验告诉我们,当我们考虑的水量足够大时(比如游泳池),水就不是无色的而是蓝色的了。这是由于水对红光的吸收要强于对蓝光的吸收,这一微小吸收率的差异经过很大的深度进行了放大,最终使得大量的水呈现出了蓝色[2]。

图片
水的吸收曲线。横坐标为波长,纵坐标为吸收率[1]。

另外,当我们考虑可见光波段以外的电磁波时,这时水就不一定“无色透明”了。例如波长在17~21微米(属于红外波段)范围内的电磁波会激发水分子的O-H键的伸缩振动从而被强烈地吸收[3],对于这种红外光线来说,水是不透明的。但是我们人眼是感受不到这一波长的光的,所以上述现象并不能直接通过肉眼观察到。

最后,水对我们人眼来说“无色透明”是巧合么?要知道,生命起源于海洋,当最初的生命进化出感光细胞(最早的眼睛)时,主要是为了从光学上感知周遭环境。设想当时的眼睛选择了使水不再透明的波段作为探测电磁波的范围,那么他们将看到不透明的水包裹着他们。这样如何去感受周遭环境呢?这与进化出眼睛的初衷相悖!所以对于大部分生物,水都是“透明”的啦。

图片
亚太湾反应堆中微子实验中灌满超纯水的水池[2]。

参考资料:

  1. 张佳欣.五光十色的世界在人们眼中不尽相同[N].科技日报,2024-03-19(004).
  2. 林珂,刘世林,罗毅.水的局域结构和谱学特征[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2016,46(05):16-29.

by 渣渣昊

Q.E.D.

Q4

铁是金属。氧化后形成的三氧化二铁还是金属吗?

by 新岳

答:

不是。从宏观上讲,金属是指一类具有高导电性和导热性、可塑性、延展性的具有金属光泽的固体物质。铁之所以是金属,是因为其外层电子结构使得部分电子能够成为自由电子,它们在金属晶格中自由移动,从而赋予其金属特性。而在铁与氧发生化学反应生成的三氧化二铁中,铁的电子结构发生了根本性变化。铁的价电子与氧的电子结合,形成稳定的离子键

也就是说,在反应过程中,原本金属铁内的自由电子被束缚在氧化物的晶格中。因此,三氧化二铁这一氧化物虽然含铁元素,但是缺乏自由电子,不具有典型金属特性,因而不属于金属范畴;就像蜻蜓,虽然有六条腿,但是它们无法行走。

参考资料:

  1. Olson, Maynard V.. "oxidation-reduction reaction". Encyclopedia Britannica, 13 Aug. 2024.
  2. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "metal". Encyclopedia Britannica, 14 Sep. 2024.

by 4925

Q.E.D.

Q5

怎么区分一颗发光的星是恒星还是行星?

by 匿名

答:

其实,恒星与行星的得名,正是源于古人在观测时所发现的性质:恒星的相对位置总是永恒不变,每经过一年的周期,又会回到夜空中同样的位置,而行星则总是“跑来跑去”。观察这种现象可以显著地区分出行星和恒星。

我猜提问者肯定要说:不行不行,这样太麻烦了,怎么才能在夜空中一眼就看出行星和恒星?诶,这里小编还真有几个办法[2]:

1、观察夜空中星星的亮度

在夜空中肉眼可以看到的行星共有五颗:金、木、水、火、土,他们都具有极高的亮度,都比织女星更亮。而在北半球这么亮的恒星只有三颗:天狼星、老人星、大角星。因此,只要能熟练辨认这几颗恒星并比较亮度,那些过于耀眼又找不到出身的“嫌疑星”就极有可能是行星了

以下是这些星星的视星等[1](星等数值越小,看起来越亮): 

●金星:最大-4.7等

●木星:最大-2.9等 

●火星:最大-2.9等 

●水星:最大-1.9等 

●土星:最大-0.2等(注:土星有时会比织女星暗一些)

●天狼星:-1.44等

●老人星:-0.74等 

●大角星:-0.05等 

●织女星:0.03等

图片

夏季大三角 是北半球夏秋季夜空中最显眼的结构,位于直角位置的那颗明亮星星就是织女星  

来源:Star Walk

2、在夜空中寻找黄道面

众所周知,太阳系中的所有行星和太阳本身都是处在同一个平面上的,这个平面就叫黄道面。从地球上看,黄道面就是夜空中的一条大圆弧,所有行星都在这条大圆弧上。当我们找到一些黄道面上的星体时,就可以顺藤摸瓜,寻找剩下的行星。

更进一步,在观测条件较好的地区,可以尝试记忆一些在黄道面附近的星座,熟练之后,可以快速确定黄道的位置,并把其中不属于这些星座的行星给“揪”出来

图片

日食时黄道星体示意图 

来源:Star Walk

3、记忆行星的颜色等特征

金星是白色的,木星和土星是黄色的,火星是微红色的,当我们熟悉以后,看到对应颜色的行星也许就能一眼识别出来了。比如,火星的红色就非常具有特色。

金星的亮度远超出其他所有行星,有时甚至能在白天看见。金星离太阳很近,而离太阳更近的水星亮度没那么高,往往难以看见,所以,当你发现清晨或傍晚时,太阳旁边出现一颗连阳光都难以遮掩的闪亮的星,不要怀疑,那就是金星~

图片

明亮的金星有时在白天都能看到 

来源于网络