激光武器射向鏡子會怎麼樣？| No.179_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-11-02 14:49
原創：中科院物理所
週末來臨，睡完懶覺
又到了看問答專欄的時候
激光，被稱為
最快的刀、最準的尺、最亮的光
利用其高能量密度做成的激光武器
能夠在極小的面積上
在極短的時間裏
集中超過核武器100萬倍的能量
實現精準打擊，摧毀目標!
反射鏡
採用真空納米鍍膜工藝
能夠反射寬頻譜的光線
得到亮度高、不失真的清晰圖像。
當激光武器射向鏡子
一場矛與盾的較量
勢在必行！
是誰技高一籌呢？
讓我們拭目以待！
1
Q
怎樣從微觀角度解釋光的反射和折射現象？
by 小機靈
A
從微觀上解釋光的反射和折射，需要從進行反射折射的物質的微觀結構入手，因為折射和反射原理類似，我們在這裏以反射為例。眾所周知，任何物質都是由原子、分子等微觀粒子組成的。形象理解，當光（我們既可以把這些光看成粒子也可以看成波，但是在這裏用粒子的觀點可以讓解釋更簡明一些）照射到這一堆微觀粒子上的時候，這些微觀粒子會和光子發生類似於小球碰撞的效應，光子會被改變能量和運動方向，這種現象叫做光子的散射。被散射之後的光子會朝着各個方向運動，但是由於光的波動觀點下的相干相消（需要一部分數學計算），僅有符合反射和折射定律的方向上的光子才可能被觀察者測量到。這個數學結果就可以被歸納為光的反射折射定律。
By luna
2
Q
科學家是通過什麼方法知道質子、中子、電子等的質量？
by 匿名
A
對於帶電粒子，高精度的做法是測量它們的荷質比（粒子所帶電荷/粒子質量）。如果知道了它們的荷質比，那麼就可以反過來算出帶電粒子的質量。電子和質子的荷質比可以利用帶電粒子的粒子流在電磁場中的偏轉，結合經典力學和電磁學得到，這是一種很直接的測量。
中子的質量因為自身不帶電荷，測量非常複雜。我們知道氫原子的氘核和氕核之間差一箇中子，可是物理學家計算這兩個基本粒子的質量差，也無法得到中子的質量。這是因為中子和質子之間有強相互作用，這部分能量改變了氘核的質量。物理學家們測量中子被質子捕獲的過程釋放出的光子能量，可以計算出結合能。通過這種方法，物理學家才間接地算出了中子的質量。
By luna
3
Q
牛奶為什麼能解辣？還有什麼能解辣嗎?
by xlxl
A
要知道牛奶為什麼能解辣首先要知道我們為什麼會感受到辣。與其他酸甜苦鹹等味覺不同，辣其實是一種痛覺。在辣椒等蔬菜中有一種化合物叫做辣椒素，當人體攝入辣椒素後，辣椒素會和神經元上的辣椒素受體VR1結合，然後神經細胞會分泌一種叫P物質的神經肽，這種神經肽與痛覺傳遞有關，通過化學反應產生痛覺，從而使人產生一系列應激反應。而牛奶能解辣就在於牛奶中的酪蛋白能快速與辣椒素結合，阻止了辣椒素與VR1的結合，且二者結合後的產物不會刺激消化道，這樣就達到了解辣的效果。除了牛奶之外，冰淇淋也能有效解辣，喝冷水吃冰塊都不能達到解辣的目的反而會加快辣椒素的擴散，但是不要為了找藉口吃冰淇淋就去吃超出自己承受範圍的火鍋哦，不然你第二天就會後悔的（不要問我為什麼知道
）。
By 懶懶的下午三點半
4
Q
激光武器那麼厲害，用它射向鏡子會怎麼樣？
by 小機靈
A
首先，激光武器是一種武器，武器是具有毀滅性傷害的；其次，激光武器很厲害，很厲害的武器聽起來就不明覺厲。
綜上所述，當激光武器射向鏡子，鏡子必“死”無疑。那麼事實是不是這麼的理所當然呢？當然是了！激光武器射向鏡子，鏡子會被擊穿。但背後的原因並不是想象的那麼簡單。任何反射鏡面都存在反射率，一般鏡子的反射率約90%，特殊工藝可以達到99%以上。而激光摧毀物體最核心的參數是吸收功率，這不僅與表面反光率有關，與材質更直接相關。不同波長的激光，會被不同材質吸收。所以激光武器是可以用鏡子防禦的，因為鏡子反光率高；但是你無法保證鏡子表面一塵不染，也無法保證鏡子的材料是完美沒有缺陷的，一旦染了塵或者是材料內部有微裂紋等缺陷，高功率的激光必然燒燬擊穿鏡子，這才是關鍵之處。
By 懶懶的下午三點半
5
Q
電動開水壺是怎樣自動斷電的？
by 匿名
A
自動斷電聽上去很智能很高級，但是當你瞭解了工作原理就會發現，自動斷電其實相當簡單粗暴。
電動開水壺一般在水壺蓋或者手柄的地方會有一個小孔引導蒸汽進入，而在開關部分會有一個由兩種熱膨脹係數不同的金屬片貼在一起的雙金屬片，當蒸汽接觸雙金屬片時，由於熱膨脹係數不同，但是又被固定在一起，熱膨脹係數大的金屬會向熱膨脹係數小的金屬片方向彎曲，當達到設定温度，雙金屬片的形變量會觸發開關電路自動斷電。如果把電水壺的蓋子打開燒水，蒸汽逸出，不能通過小孔加熱雙金屬片，即使水已經燒開電水壺也不會自動斷電（這樣可以在電水壺裏煮雞蛋這種事你以為我會告訴你嗎[doge]）。
By 懶懶的下午三點半
6
Q
使用電腦的時候到底是要充着電用還是快沒電了再充電？
by zha
A
其實現在的筆記本電腦上都有個電源管理軟件，裏面有很多種模式可以選擇，就以小編手頭這枱筆記本電腦為例，見下圖。
當插入電源適配器，並且電池電量未低於某一值的時候，是不會對電腦充電的，這時候用的就是電源適配器提供的電。所以，如果平時是把筆記本電腦當台式機用，那就插上電源適配器，並讓電池的電量處於50%左右，這相當於只由電源適配器供電，而電池在50%的電量下存放（鋰離子電池在50%左右的電量下保存是對使用壽命比較有利的）。
如果經常攜帶筆記本電腦外出，要用到它的電池供電，那麼如何給鋰離子電池充放電就有一些小技巧，可以參考文章“關於鋰離子電池，你所不知道的一些事兒”。
有的電源管理軟件會説每隔幾個月對要電池進行深度充放電一次，這其實是為了校準電池容量，而不是所謂的激活電池，鋰離子電池還是要少進行深度充放電。
By 懶懶的下午三點半
7
Q
煮麪或者煮餃子，水燒開後用大火和用小火煮熟的速度一樣嗎？（保證水一直在沸騰）
by 匿名
A
水燒開後保持水沸騰的狀態煮麪或者煮餃子的話，煮熟的速度是一樣的，但是煮完後的口感可能會有一些差別（宿舍小鍋親測[滑稽]）。當水保持沸騰狀態時，水温會保持100℃不會繼續升高，處於氣液共存的狀態，大火和小火煮的區別只在於鍋裏的水蒸發的快慢，不過大火會讓鍋裏的水沸騰得更厲害，這樣在煮麪或者煮餃子的時候不容易粘連，但是大火煮要小心照看不要讓水溢出來哦，不然收拾起來會很麻煩。追求精緻生活的豬豬男孩女孩們在煮餃子的時候可以在水開後點一次冷水，重複三次，這樣煮出來的餃子不容易破會更好吃哦。
By 懶懶的下午三點半
8
Q
兩個波疊加互相抵消的時候，原本攜帶的能量去了哪裏？？
by 愛問問題的小張
A
兩列波疊加相互抵消可以理解為波的干涉相消，干涉的條件：兩列波的頻率以及振動方向相同且有固定相位差（干涉相消時此相位差為π）。
當兩個滿足干涉相消條件的波發生複合時，如下圖：
看似能量“消失”了，這很明顯的違反了能量守恆定律，問題出在哪呢？首先從問題的源頭出發，在上例中，波的產生必須存在波源與介質，波的傳播過程相當於波源不斷地向外傳遞能量的過程，所以拋開波源談干涉都是耍流氓。那麼我們就從波源的角度來搭設一個干涉相消的系統：假設有兩個頻率相同振幅相同的波源同時在做簡諧運動，兩者單獨來看波源分別在做向外傳播能量的上下運動，所以説欲保持原本的簡諧波形，必須不斷地向系統傳遞能量。當將兩者放入同一系統，並要求兩者相距半個波長，如此一來，在系統兩側都將發生干涉相消，兩波源之間形成駐波，如下圖：
可以看出波形發生了明顯的變化，可以理解為能量的分佈發生了變化，此時波不再向外傳播，運動僅發生在兩波源之間，仔細分析複合的過程時我們應牢記定域性原理，及新加入的波源不會立即對相距一段距離的介質產生作用，發生干涉相消區域的介質在受到新加入波源影響之前仍按照原本運動方式將能量向外傳播，干涉相消發生時便不再運動。如果繼續向系統輸入能量即用外力保持波源按原本方式運動，能量只會在兩波源之間以駐波的形式振盪而不會消散。所以兩列波發生相消干涉並沒有導致能量的增減，而是導致了能量分佈的變化。這是一維的情況，二維及三維情況下會在局部形成駐波而大部分能量仍會向外消散，只是消散的“路徑”發生了變化。比如在楊氏雙縫干涉中，單個點光源在屏幕上不會形成明暗條紋（明條紋是因為兩列波相位差為2π整數倍而發生的干涉相漲），而干涉發生後形成的明暗條紋正説明了能量分佈的變化，兩種情況下的總能量是一致的。因此兩列波的相互抵消是一個過程，這一過程發生之後系統的能量發生了“再分配”，原本攜帶的能量會像原本的運動方式那樣將能量傳播出去。
By GUOmazing
