巨大响声传来时
你是选择捂住耳朵
还是选择长大嘴巴？
哪种方式更有效的保护你的耳朵？
问答导航
Q1 苹果辅助功能中的“车辆运动提示” 打开后可以在一定程度上防止晕车的原理是啥
Q2 在听到巨大声音时，为了保护耳朵，究竟是应该捂住耳朵，还是张开嘴吧，还是同时做呢？
Q3 偏铝酸根存在吗？
Q4 电磁波是电场磁场相互激发传播，那么它为啥会反射呢？
Q5 可不可以解释一下手机里的潜望式长焦镜头是什么？以及它的工作原理
Q6 紫外线频率在可见光之外，为何紫外线灯工作时能看到紫色的光？
Q7 为什么甲壳类的动物，比如梭子蟹，大虾一类的，打捞上来壳是暗灰色的，为什么煮熟变成红色了？
Q8 人在极端冷的时候为什么会脱衣服？
Q9 打针时针头里真的会有肉嘛？
Q1 苹果辅助功能中的“车辆运动提示” 打开后可以在一定程度上防止晕车的原理是啥？
by frost
答：
答： 晕车通常源于人视觉与前庭系统感知的运动信息不匹配。前庭系统（内耳）感知到你在做转弯、加减速、颠簸等等运动，而视觉上（眼睛）看到车内静止的物体就反馈给大脑你是静止的，大脑接收到矛盾的信号，感到困惑，从而引发晕车症状，如头晕、恶心等。
了解了晕车的根本原因，也就更方便理解“车辆运动提示”是如何缓解晕车症状的，其实就是缓解这种矛盾信息冲突。只要开启手机“车辆运动提示”功能以后【请注意：此问手机品牌仅作举例使用】，就会在手机检测到车辆运动时，屏幕的侧边显示一些微小的、色彩对比鲜明的圆点。这些圆点会根据车辆实际运动的位置，做实时反向位移。当你车辆往右移动，圆点就会往左移; 车辆往左移动则圆点往右移，车辆往上移动则圆点往下移，车辆往下移动则圆点往上移。这些光点的移动模拟了车辆真实运动状态，可以协调视觉与前庭的信息，减缓了感官冲突，进而减轻晕车反应。
nload="this.removeAttribute('width'); this.removeAttribute('height'); this.removeAttribute('onload');" />
图源：
不过值得注意的是，这种功能不能完全消除晕车，尤其是非常颠簸或频繁加减速/转弯的路况，它作为一种辅助缓解手段，并不能防止晕车，对于晕车特别严重的乘客来说，还是需要结合其他常用的环节晕车方法（如坐在前排、保持通风等）。
参考资料：
1.
2.
3. Meschtscherjakov A, Strumegger S, Trösterer S. Bubble margin: Motion sickness prevention while reading on smartphones in vehicles[C]//IFIP Conference on Human-Computer Interaction. Cham: Springer International Publishing, 2019: 660-677.
by 4925
Q.E.D.
Q2 在听到巨大声音时，为了保护耳朵，究竟是应该捂住耳朵，还是张开嘴吧，还是同时做呢？
by ChimeSky
答：
能同时做肯定是同时做了，多多少少还是有些用的，不过我在这里需要为你区分和评价一下这两种行为的功效。
首先在这种情况下，捂耳朵的效果要比张开嘴要好得多。如果你没有什么专业的防护手段，比如说专业的耳塞、耳罩之类的，那么你其实可以尝试用手指塞住耳朵，这么做大概可以让声音的音量减小20分贝，而如果你只是捂住耳朵，那么效果会略逊一筹，不过依然很奏效。
而相比之下，张嘴对耳朵的保护作用就很小，因为张嘴主要是使咽鼓管开放从而平衡耳道内与环境的压差，其反应时间大约在0.12~0.6秒的范围，所以在乘坐飞机、潜水或者在高原上的某些情况下可以通过这种方式保护耳朵；然而如果是单纯的噪声，并不会产生压差，所以就没什么用；如果是爆炸等会伴随冲击波的情况，冲击波的窗口时间仅有10毫秒左右，远小于张嘴调节所需的时间，所以这种情况下张嘴其实也起不到保护作用。
所以总而言之，最好还是有专业的防护装备，比如耳塞耳罩之类的，如果没有，那最好用手指堵住耳朵或者压住耳屏（也就是尽量密封耳道），效果次一点的就是捂住耳朵，张嘴在这种情况下只能当个添头，如果做了对保护耳朵的效果也不会有很大的提升。
参考资料：
1. Ou Y et.al, Traumatic brain injury induced by exposure to blast overpressure via ear canal.
2. Jarett Casale et.al, Physiology, Eustachian Tube Function
3. R. Karl Zipf et.al, Effects of blast pressure on structures and the human body
4. G.Kerry et.al, Real fingers in real ears
5. Gan RZ et.a, Characterization of Protection Mechanisms to Blast Overpressure for Personal Hearing Protection Devices - Biomechanical Measurement and Computational Modeling
by ArtistET
Q.E.D.
Q3 偏铝酸根存在吗？
by 匿名
答：
这其实就是Al(OH)₃的两性问题，即它既可以作为弱碱（氢氧化铝）与酸反应，也可以作为弱酸（偏铝酸）与强碱反应。
因为Al的电荷高、半径小，故在水和时会强烈极化O-H键，故可以使H2O电离出H+从而显酸性，而Al(OH)₃本身时氢氧化物，本身就能提供OH-，即显碱性，因而在不同的环境下它扮演的角色也不同，在与强碱作用时，Al(OH)₃就表现为弱酸，与OH-反应产生水合偏铝酸根离子： Al(OH)₃+OH- →Al[(OH)₄]-，比如与NaOH反应就会产生 Na[Al(OH)₄]，即偏铝酸纳。
那么文中提到的AlO₂-又是何方神圣呢？其实这就是我们刚刚提到的水合偏铝酸根Al[(OH)₄]-脱掉两个水的形式——偏铝酸根；这是一种简记形式，也是传统表示法，一般在固体盐中用这种形式，便于看出其和偏铝酸(HAlO₂)的联系。但是站在水溶液和配位化学的角度，严格来说写成Al[(OH)₄]-的样子才是正确的，因为溶液里铝离子几乎总被OH-或H₂O配位，不会裸露为AlO₂-
by ArtistET
Q.E.D.
Q4 电磁波是电场磁场相互激发传播，那么它为啥会反射呢？
by 匿名
答：
电磁波的反射本质上是在传播过程中遇到边界条件突变，为了满足麦克斯韦方程组所规定的电磁场基本规律而产生的现象。
当电磁波从一种介质1（如空气，磁导率 ，介电常数 ）传播到另一种介质2（如理想导体， , ），根据麦克斯韦方程组以及边界条件，在两个绝缘介质交界处，电场和磁场的切向分量和法向分量需要满足一定的连续性条件，其中关键的两条是：
1.电场强度 的切向分量连续：
2.磁场强度 的切向分量连续：
为了满足这些边界条件，当入射波从介质1进入介质2时，其部分能量会转化为一束返回的反射波。介质的折射率 决定了反射的强弱。而反射系数（反射功率与入射功率之比）量化了反射波的强弱，垂直入射时可表示为：
其中，Z为波阻抗（ ），两介质阻抗差异越大，反射越强。如果是电磁波从空气进入理想金属，因为理想金属内部Z=0，与空气阻抗差异无限大，得R=1，结果为电磁波全反射。（请注意：这里反射波的强度由反射系数R决定，R本身由两种介质的折射率n决定。）
如果是寻常介电质，就需要从微观来看。入射波的振荡电场使介质表面的电子发生受迫振动，这些振动的电子如同微小的天线，向各个方向辐射次级电磁波。在介质内部，这些次级波相干叠加形成折射波；在原介质一侧，它们则相干叠加成反射波。而金属中的自由电子能发生强烈集体振荡，高效地再辐射出反射波。
所以，电磁波的反射并非简单的“碰撞反弹”，而是入射波与介质在边界处共同激发产生新波的过程，整个过程严格遵守麦克斯韦方程组、边界条件及能量守恒定律。
参考资料：
1. Raychaudhuri, A.K. (2022). Reflection and Refraction of Electromagnetic Waves. In: Classical Theory of Electricity and Magnetism. Texts and Readings in Physical Sciences, vol 21. Springer, Singapore.
2. 杨涓.电磁波在磁化等离子体表面的功率反射系数计算研究[J].物理学报,2005,(7):3236-3240.
by 4925
Q.E.D.
Q5 可不可以解释一下手机里的潜望式长焦镜头是什么？以及它的工作原理
答：
长焦镜头要求镜头与传感器之间的距离较长，以实现光束在传感器上聚焦。但是手机厚度有限，不能提供这样长的距离，于是人们用反射镜偏转光路，构造出潜望式长焦镜头。如左图所示，潜望式长焦镜头在进光口处安装有反射镜，将原本沿手机厚度方向（图中Y方向）传播的光偏转到沿长度方向（图中Z方向）传播，这样光路就被很大程度地拉长了。光电传感器（如CCD或者CMOS）安装在光路末端平行于图中XY平面，负责将光信号转换为电信号。然而手机的厚度限制了光电传感器的尺寸，进而影响所拍摄照片的质量。为此有人设计了如右图所示的镜头，在传感器前加装一块反射镜使得传感器平行于XZ平面，消除了手机厚度对传感器的限制。
参考资料:
1. Sun, Wen-Shing, Yi-Hong Liu, and Chuen-Lin Tien. "Optical design of a miniaturized 10× periscope zoom lens for smartphones." Micromachines 14.6 (2023): 1272.
2. HUAWEI DEVICE CO., LTD.. PERISCOPE LENS AND TERMINAL DEVICE:US201414908982A[P]. 2016-06-09.
by 利有攸往
Q.E.D.
Q6 紫外线频率在可见光之外，为何紫外线灯工作时能看到紫色的光？
by YYvox
答：
这是汞的激发光谱导致的。许多紫外线灯使用汞蒸气作为气体放电源，汞蒸气在电流激发下首先会发出紫外线辐射，但是仍然会有部分来自汞光谱中的蓝紫色线无法被滤光器完全过滤，从而使得在紫外线灯工作时可以看到一些紫色或者蓝紫色的光。所以，哪怕你是用的是“黑灯”，也依然避免不了在使用时会有一些蓝紫色的光泄漏出来。而对于杀菌或者捕虫用的紫外线灯，是否有可见光产生与其使用无关，那么也许设计的时候压根就不会给它们设置滤光器，所以蓝紫色可见光就更加明显了。
参考资料：
1.
by ArtistET
Q.E.D.
Q7 为什么甲壳类的动物，比如梭子蟹，大虾一类的，打捞上来壳是暗灰色的，为什么煮熟变成红色了？
by 范文波
答：
这其实是因为虾蟹外壳中含有一种鲜红色的色素——“虾青素”有关，它是虾蟹这些甲壳类动物色素的主要成分。虾和蟹的颜色主要取决于甲壳下面真皮层中散布着的色素细胞。在这些色素细胞中,以含有虾红素的细胞为多。
当它们活着的时候，虾青素分子被肌肉或甲壳中的甲壳蓝蛋白紧密包裹，这种蛋白色素复合物吸收光谱偏蓝，呈现清灰或者暗褐。只有在加热或者甲醛浸泡后，体内的色素蛋白发生了变性，原来和蛋白质结合在一起的色素分子游离出来，就会呈现红色。懂护肤的小伙伴应该知道有卖虾青素精华或者面膜，它就是红色的。虾青素本身共轭多烯链的电子跃迁特征就是吸收蓝绿光、反射红橙光，所以肉眼看才是红色的。
by 蓝多多
Q.E.D.
Q8 人在极端冷的时候为什么会脱衣服？
by 好奇宝宝
答：
这是一类法医学的经典案例，通常出现在极端低温的晚期阶段，这时通常患者会在极端寒冷中出现反常的脱衣行为，可能的成因有以下两种：
第一种是外周血管突然扩张：在低体温状态下，身体会收缩外周血管以保持核心温度。当体温降至约30°C以下时，血管收缩功能失效，外周血管突然扩张，导致大量暖血流向四肢和皮肤，皮肤温度急剧升高，产生“很热”的错觉，从而脱掉衣服。
第二种是大脑功能发生紊乱：严重低体温影响大脑皮层和下丘脑的温控中枢，导致判断力和感知温度的能力下降，可能错误地感知环境温度为温暖，或失去行为抑制，做出脱衣等反常动作。
参考资料：
1. Sivaloganathan S. Paradoxical Undressing and Hypothermia.
2. James Felton ,Paradoxical Undressing: Why People Get Naked In The Final Stages Of Hypothermia
by ArtistET
Q.E.D.
Q9 打针时针头里真的会有肉嘛？
by 匿名
答：
常规注射不会出现针头带入肌肉组织的情况。根据不同的治疗目的，常规的注射可以分为四种：肌肉注射、皮下注射、皮内注射以及静脉注射，为了减轻患者的痛苦，都是尽量采用小针头，针头直径不会超过0.7mm（特殊情况除外）。我们的皮内、皮下、肌肉这些组织都是固体或者半固体，带有一定的韧性和强度。加上针尖是一个斜切面，这使得针头扎进去的时候不会把肉直接切下来，而是利用斜面的张力将组织纤维向两侧推开。当针尖拔出时，肌肉又会自动填回来。由于针头过于纤细，即使里面有压强差，也不至于把肉吸走。
那有没有针能够让肉留在针头里呢？当然有的。例如活检针。它的针尖带有凹槽或切割刃，当穿刺到目标组织（如肿瘤、腺体等）时，内芯针先伸出，让凹槽嵌入组织，随后外套管快速向前推进，将凹槽内的组织 “切断” 并封闭在套管内，避免样本脱落。有的活检针还会结合负压吸引，利用针管内的负压将少量组织吸入凹槽，再配合外套管的切割动作，确保样本被稳定留存于针头内。
参考资料：
1.
by Sid
Q.E.D.
本期答题团队
蓝多多、ArtistET、Sid、利有攸往、4925
往期也精彩
编辑：凉渐