為什麼汽水喝在嘴裏是辣的？| No.273_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2021-09-12 20:09
還記得第一次喝汽水辛辣的口感泛着白沫的液體讓我不禁大喊：有毒！！！然而現在已經是一個離不開快樂水的肥宅了那麼為什麼汽水有氣時會有一種辛辣的口感呢？Q1為什麼玻璃門在白天看外面很清楚，晚上看外面會很難看見？by T
答：這是因為白天和晚上的光照條件存在差異，而這種差異使得晚上玻璃門透射進室內的光強度可能會弱於玻璃門反射室內光的強度。
普通的採光玻璃透光率一般略高於80%，其餘光則會被玻璃反射或吸收，白天時，室外光照條件良好，光線大部分都可以透過玻璃進入室內，因此我們在室內可以清楚地觀察室外的情況。但夜晚時，儘管玻璃透光率不會改變，但如果室外光照條件不好，則透射進入室內的光強度便很低，而一般晚上，由於工作需要
，室內光源光照條件很好，儘管大部分光會通過玻璃透射出去（這使得室外可以清楚的看到室內的情況），但仍有少部分光會被玻璃反射回來，如果室外透射進室內的光強度不強於玻璃反射的室內光，那麼我們就很難看清室外的情況，甚至如果室外室外透射進室內的光強度顯著弱於玻璃反射的室內光，那我們將更多的接受到來自玻璃反射的室內光，這時玻璃對於我們就像一面鏡子一樣，就更不要説看清室外了。
這種玻璃兩面光照強度不同造成的視覺差異是很常見的，有過夜間行車經驗的小夥伴應該都知道，夜間行車時不能開駕駛室的燈，否則容易看不清路面，也是同樣的道理。當車窗外燈光顯著弱於駕駛室內，擋風玻璃就會像鏡子一樣，把我帥氣的臉龐映在擋風玻璃上。我早就沉醉於我的盛世美顏了，哪還有心思看路
by 霜白
Q.E.D.
Q2為什麼靜脈不是紅色的呢？血液明明是紅色的，手上的靜脈卻是綠色或紫色的。by 阿月
答：因為藍色光和紅色光的反射情況不同。
靜脈血管一般在皮膚淺層，我們體表能看到的血管基本都是靜脈血管，靜脈血含氧量較低，呈暗紅色，當光照射到皮膚上，由於紅色光波長較長，穿透能力較強，因此可以透射進皮膚，而藍光波長較短，穿透性較差，不能穿透皮膚，因此被反射，這樣我們看到的靜脈血管就是藍紫色的了，當然靜脈顏色還和皮膚顏色、皮下組織脂肪厚度等有一定關係。
多提一句，一般我們所説的“青筋”就是靜脈血管，所謂“青筋凸起是因為毒素淤積”是沒有道理的，這二者並沒有關係。一般以下三類人青筋凸起比較明顯。一是老年人，老年人脂肪萎縮，皮膚偏薄，肌肉萎縮對靜脈的支撐作用下降，使得靜脈比較明顯。二是經常運動或從事體力勞動的人，由於運動量較大，靜脈血流量增大，而靜脈又是相對鬆散的結構，大血流量會將靜脈撐的更粗，因此靜脈比較明顯，最後一種就是皮膚白皙且偏瘦的人，偏白的皮膚透光性好，體型瘦意味着脂肪較少，因此靜脈血管明顯。説到這，答者看了看手臂，不禁流下了又黑又胖的淚水。
參考資料：
【健康】青筋凸起，表示血管毒素淤積？這4個部位凸起，別不當回事
by 霜白
Q.E.D.
Q3醋燻真的能在空氣中消毒嗎?by Xuan
答：恐怕不行。我想選擇醋燻應該是想利用醋中的醋酸來殺菌，但實際上卻很難達到預期的效果。
首先，酸確實能使蛋白質變性，因此具有殺菌消毒的作用，但醋酸是一種弱酸，其酸性尚不如胃酸，殺菌效果比較有限，而且食醋中的醋酸含量其實並不高，在國家標準中，僅要求食醋中醋酸含量不低於3.5%即可，因此，別看空氣中醋味刺鼻，但燻蒸進入空氣的醋酸量並不多。實際上，我們日常消毒，主要還是以清洗和擦拭為主，醋燻這種方式，儘管可以增加空氣的酸性，但對於空氣中處於芽孢狀態的細菌，效果並不明顯。
另一方面，由於醋酸的酸性，其蒸氣對眼和鼻具有刺激作用，因此呆在醋燻過的房間裏，可能會引起不適，尤其是對老人、孩子和具有哮喘病史的人來説。未傷敵先傷己了，屬於是。
因此，醋燻消毒確實不太可靠，想要降低細菌病毒的危害，還是要勤通風，做好日常清潔，注意個人衞生，醋燻就算了吧，省點醋吧。
參考資料
by 霜白
Q.E.D.
Q4為什麼喝汽水會有辣的感覺？而汽沒有了就不辣了？by 匿名
答：最初看到這個問題，結合個人理解和網絡上的資料，我的觀點是：辣是一種痛覺，而痛覺來源於對痛覺感受器的刺激。喝下汽水後，原本溶解在汽水中的二氧化碳以氣泡形式溢出，氣泡在舌頭表面炸開，刺激舌頭的痛覺感受器，形成類似辣的感覺。根據我喝可樂的體驗，不僅是辣，還會有一點酥麻的感覺，好像很多小人在舌尖上跳舞，這是因為炸開的氣泡很多，同時刺激了很多的痛覺感受器。
原本這個答案看上去已經很不錯，然而深入思考後，我發現這個問題並不簡單。人類的味覺可以分為酸、甜、苦、鹹等，辣並不是味覺而是痛覺。在化學中，我們又知道碳酸飲料中的“碳酸”也是一種酸。那麼此“酸”和彼“酸”究竟有什麼關係？為什麼碳酸飲料喝着沒有酸味？（安全提示，不要品嚐化學試劑中的各種酸，它們普遍有極大的危險性，會對人體造成損傷）
舌尖的酸不是酸，你説的辣是什麼辣？《科學》雜誌2009年發表了一篇名為《碳酸化的味道》的科研論文。科研人員們通過研究小鼠對二氧化碳的響應，發現缺少酸性感知細胞的小鼠對於二氧化碳幾乎沒有響應，説明酸性感知對於感受二氧化碳是必要的。也就是説，碳酸嚐起來確實應該是酸的。化學上當氫離子的含量高於氫氧根離子時，就稱為酸性。而人體對酸味的感知實際上也是由高濃度的氫離子引起的。我們在汽水中感覺不到酸味主要是酸味被飲料中較高的含糖量帶來的甜味所覆蓋了。科研人員還發現，二氧化碳不僅作用於味覺系統，還會刺激到體感系統，產生痛覺，也就是類似辣的感覺。
科研人員還通過實驗確定了這種刺激的對應的基因、表達機制等等，在這裏就不展開講，對此感興趣的同學可以去閲讀一下我附在最後的原文。
參考資料：
by 愛喝可樂的老張
Q.E.D.
Q5真空凍幹能殺死細菌病毒麼？by 匿名
答：不能，冷凍乾燥（真空凍幹是冷凍乾燥的一種）反而是實驗室中保存細菌和病毒的一種方法。
在實驗室中，通過將微生物（包括細菌、真菌和病毒）通過置於低温（-50℃已經能滿足需求）、減壓環境中，來讓水分昇華，實現樣品的脱水。微生物脱水後生理活動趨於停止，從而長期維持存活狀態。為了減少低温凍幹對微生物的損傷，還可以加入保護劑來共同凍幹。凍幹樣品通常保存於玻璃安培瓶中，比較穩定，可以在室温短期保存，低温長期保存，是非常理想的微生物保存方法。著名的生物資源中心，ATCC（美國典型培養物保藏中心），就有大量的微生物是以凍幹形式進行保存和銷售的。
fig. ATCC以凍幹形式銷售的細菌示例 from atcc.orgby 某大型裸猿
Q.E.D.
Q6為什麼502膠水能粘住東西?by 匿名
答：502膠水的主要成分是氰基丙烯酸乙酯（氰基丙烯酸酯的一種），經常與二氧化硅等成分一起配置使其更粘稠或凝膠狀。
圖源：wiki丙烯酰基（ acryl groups），可以在水存在下迅速聚合形成強有力的長鏈。可以應用於粘連各種材料，具有一定毒性，並不適用醫療級別的粘合。同時加熱會導致它解聚，會產生對肺和眼睛有強烈刺激作用的氣態產物。
要想粘合劑有效，粘合劑必須“濕潤”襯底（抓在表面上），必須在應用後增加強度，在表面間傳遞力，也就是兩個表面塗抹上膠水之後，拉兩個表面要能保證一定的強度，否則長鏈拉斷無法粘貼兩個表面。粘合劑和基材之間的附着，可以通過機械方式發生，粘合劑分子進入基材的小孔，或者通過表面分子和粘合劑的化學機制，也可以通過兩者分子之間產生的範德華力，也可以藉助濕潤的氣體將膠水擴散到基材中隨後硬化。針對以上幾種因素，我們就可以想辦法通過處理表面來提高粘合劑粘合的效果。
參考資料：
by jita
Q.E.D.
Q7電死人的到底是電流還是電壓？by 匿名
答：電流。
電擊傷有這麼幾種情況，電流流經人體時，人體的組織具有一定的電阻，電阻加熱產生大面積或深度灼傷，甚至組織燃燒，電流越大越可能致命，電流流經人體持續時間越長造成的影響也越能致命；如果電流不幸直接流過心肌，那就可能直接致死；如果有醫療植入物，例如人工心臟起搏器，對很小的電流會敏感，小的電流就可能影響到人的生命安全。
有人對高壓有一定誤解，有高電壓時，可能對導致皮膚介電擊穿，降低了皮膚的電阻，允許更高的電流通過，可能造成損傷，這種情況本質還是電流在傷害人體，電壓是間接因素。
電壓就像是一個泵，將水流抽到更高的位置上，當保持無限大的電阻，就可以阻止水流流下去。沒有電流經過自然不會有電損傷的出現。
參考資料：
by jita
Q.E.D.
Q8黑洞可以吸引一切，但我們為何能給黑洞照相片？by 匿名
答：簡單來説，因為吸積盤。
梅西耶87(Messier 87，簡稱M87)中心黑洞照片，來自視界望遠鏡（EHT）這就是人類第一張黑洞照片，來自M78……不對，是M87星系。實際上，M87中心黑洞位於圖中亮環中心的黑色圓狀區域，畢竟是“黑”洞嘛，而周圍的亮環就是M87中心黑洞的吸積盤。由於多普勒效應，圓環並不對稱，更亮的部分的等離子體速度朝向我們。
由於黑洞引力巨大，會俘獲其周圍的等離子體，這些被俘獲的物質只有少部分會落入黑洞視界，大部分由於自身存在角動量，且距離黑洞較遠，最終會圍繞黑洞旋轉，形成吸積盤。吸積盤內的物質會不斷摩擦，導致吸積盤温度上升，使俘獲的一部分物質勢能轉化為熱能輻射出去，從而可以被我們觀察到。因此，雖然我們看不到黑洞，但我們可以看到吸積盤。
實際上，吸積盤一直都是我們觀察黑洞的重要證據之一，除此之外，我們也有其他間接證據：
觀察其周圍恆星的運動，即引力的情況；
觀察引力波，即黑洞的形成及運行造成的時空漣漪；
觀察噴流。
像本次拍攝的“模特”，M87中心黑洞早先就被觀察到有噴流現象。關於噴流產生的機制仍不清楚，目前的猜想是被黑洞俘獲的等離子的磁場隨等離子體向黑洞旋轉靠近，形成螺旋結構，一些未墜入黑洞的等離子體有可能順着磁力線改變方向離開黑洞，並被磁場準直加速，形成高速等離子流，從黑洞附近噴射而出。
黑洞的吸積和噴流現象模擬圖 | 圖源自參考文獻[1]這次能夠直接“拍攝”到照片是因為我們利用甚長基線干涉測量技術，將位於全球各處的8座射電望遠鏡，組合起來形成了一座相當於地球大小的虛擬射電望遠鏡，分辨率達到了20微角秒，因此成功拍攝到了這張照片。而到目前為止，兩個黑洞視界分辨率最高的天體就是銀河系中心黑洞和M87中心黑洞，其黑洞視界角大小分別約為7微角秒和10微角秒，後者就是今天的主角，照片中的亮環大小約為40微角秒，因此，這張照片非常難得。
參考文獻：
[1]吳慶文.首張黑洞照片誕生——談黑洞的前生今世[J].自然雜誌,2019,41(03):157-167.
[2]左文文.認識黑洞的首個直接“視覺”證據[J].物理,2019,48(05):277-283.
by 霜白
Q.E.D.