為什麼血管裏的血液不會凝固，血小板呢？| No.278_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2021-10-15 14:23
原創：中科院物理所
我發現一個問題
血管裏的血液
一直在流動
為什麼？
是血細胞在血管裏跑步嗎？
那血小板呢？
她為什麼不阻止呢？
Q1夜空為什麼是黑的？by 熱豆腐社畜
答：這個問題比較顯然的答案是:白天的時候，陽光經過大氣層散射，然後進入我們的眼睛，因此白天很亮。晚上的時候，由於地球的自轉，我們處於地球的背面，太陽照射不到，因此夜空是黑的。
但是其實要真正解決這個問題並沒有那麼簡單。我們處於廣袤的宇宙之中，宇宙中有無數像太陽一樣的發光體，假如將地球接收到的來自無限大宇宙的所有發光體的光子累計，通過積分計算，不難發現結果是趨於無窮的，也就是説地球上以及宇宙其他任意星球上本應該是永遠亮着的。這個問題就是奧伯斯佯謬。
但事實顯然不是這樣的，問題的關鍵是宇宙的膨脹。由於宇宙的膨脹，整個宇宙的發光體密度實際上在降低，而且部分發光體在遠離我們，這會導致光波的紅移，即光子的能量降低。另一方面，根據宇宙膨脹理論，宇宙存在一個初始點，距今約137億年，這就意味着我們只能看到距離我們137億光年以內的發光體，宇宙深處的光子來不及傳播到地球上。因此，地球接收到的光子實際上是來自於離地球比較近的一部分宇宙空間，且能量在不斷降低，這些能量有限，數目也有限的光子確實不足以照亮地球，實際上宇宙存在微波背景輻射，也正是來源於這些能量不高的光子，微波背景輻射的波長在釐米級，已經超出了人眼的感知範圍，因此我們看到的夜空是黑的。
參考資料：
by 有衡
Q.E.D.
Q2變色固體膠為啥會變色？by 匿名
答：彩色固體膠分為普通型和幻彩型（變色固體膠）。普通型彩色固體膠是在固體膠內加入質量分數達0.5~1%的顏料或色素（如檸檬黃、亮藍等），可在紙上留下顏色，並且顏色不會慢慢消失。變色固體膠（幻彩型）是在固體膠內加入一種或多種指示劑，如酚酞酒精溶液、麝香草酚酞酒精溶液等，在製備過程中通過調節物料pH來控制固體膠顏色，塗在紙上也會留下顏色，但顏色會逐漸消失。
變色固體膠塗於紙上時，一開始會顯示出鮮豔的顏色，能夠看清楚塗膠區域；稍後，固體膠中的水分揮發掉，由於酚酞類酸鹼指示劑在無水狀態下顯示原色或無色，所以會發生變色。因此，有些變色固體膠顏色不穩定，保質期短，長時間存放會褪為白色。
參考文獻：
[1]董川,王曉麗,周葉紅,劉洋. 一種可褪色有色固體膠棒及其製備方法[P]. 山西：CN103059766A,2013-04-24.
[2]鍾國倫,徐金寶. 一種使用後會變色的藍色固體膠棒及其製備方法[P]. 浙江：CN102134460A,2011-07-27.
[3]陰和平,馬春雁.幻彩型固體膠棒的研製[J].浙江化工,2005(01):25-27.
by 半七
Q.E.D.
Q3為什麼有時白天也能看見月亮？by 宇宙天菜
答：關於這個問題大家要明確一點哦，那就是月亮本身是不發光的，它只能反射光！並且我們在同一月內每天看到的月亮也是不一樣的哦，這也就是我們常説的月相變化。月相變化的原因來自於月球不斷繞地球公轉的，月球，地球與太陽三者的角度位置會不斷髮生變化，規律如下 :
圖片來源於網絡月相變化規律可以大致總結為：在一個農曆月裏，初一那天月亮和太陽同升同落，稱為新月。然後，月亮每天的升起時間比前一天晚大約50分鐘，月相先由少變多（盈），稱為上弦月，然後到達滿月，過了滿月後再由多變少（虧），稱為下弦月。如下圖[2]
那麼為什麼白天能看到月亮呢？其實當月相為上弦月時，月亮離太陽比較遠，從我們地球的角度上看，月亮會在早上時升起，到下午時，月亮已經升到了比較高的高度，此時只要天氣晴好，下午就能看到淡淡的月亮了。而月相為下弦月時，月亮會在午夜升起，隔天上午時它還會掛在空中吶，所以我們早上也能看到月亮。
同時，答者給朋友們提供一下白天看月亮的技巧哦，上弦月到滿月這幾天（農曆上半月），在下午往高空偏東看；從滿月到下弦月這幾天（農曆下半月），在上午往高空偏西看，都有機會看到月亮。是不是很浪漫，快和女朋友去試一試吧^^
參考資料：
[1]張華,杜勇.《月相的變化》教學案例分析[J].科教導刊,2021(06):24-27.
by just_iu
Q.E.D.
Q4為什麼看久了物理老師的深藍底PPT，視野會變紅？by 匿名
答：我試着盯着一張純藍背景的PPT，然後去看一張白紙，結果我的視野中出現的是橙色。不過我看的是白紙，看其他混合色的地方，可能會出現題主説的，“紅色”的情況。
看過《名偵探柯南》“赤壁”這幾集的人可能對這種現象有所瞭解，就是“視覺互補”效應。我們的眼睛在長時間盯着同一種顏色觀看後會對這種顏色的敏感度下降，白色是複色光，所以如果觀察一張白紙的話，因為視覺對剛才長時間看的這種顏色的敏感度下降，就會看到這種顏色的互補色。反映在色相環上，就是相對的，呈180°關係的兩種顏色。
另外，醫生手術室中一般穿的是綠色或藍色的手術服，就是因為血液的顏色——紅色的互補色是綠色，穿綠色的手術服不容易讓醫生產生錯覺，同時也有助於幫助醫生保持冷靜的頭腦，更加安全高效的完成手術。
圖源自網絡參考資料：
by 岷客
Q.E.D.
Q5自動售貨機是怎麼知道我拿的東西是什麼的？by 小雞蹦蹦跳
答：首先不同的自動售貨機有不同的原理，這些原理大致有以下幾種：
靜態識別。這種售貨機裏面有很多攝像頭，每層都有。通過提前錄入商品的外形，顏色，價格等信息，當用户取走商品後，通過攝像頭返回的圖像判斷顧客拿取的是什麼，用户關門後，系統便通過關聯賬户扣取相應的錢。這種識別技術有兩個比較大的缺點，一是所需攝像頭較多，而且每層都需要，層間距還不能太小，不然會影響圖像採集，因此空間利用率比較低，二是圖像識別不太準確，一旦商品相互遮擋，或是兩件商品外形太過相似，系統便不能識別或區分。
動態識別。通過攝像頭實時採集顧客取貨過程，從而判斷顧客拿的是什麼。這種技術相比於靜態識別來説所需要的攝像頭更少，而且並不需要檢測所有商品，只需要看顧客取走或者放回的商品即可，攝像頭較少而且一般位於門上，因此空間利用率較高。
重力識別。這種售貨機在每層都有電子秤，提前錄入每種商品的重量，然後通過比對顧客購買前後重量的變化，從而判斷顧客買的是什麼，這種方案弊端明顯，首先就是無法判斷重量非常相近的商品，另外如果商品傾斜或者自動售貨機傾斜，或者商品相互依靠，就會影響重力感應，從而影響系統對顧客所取商品的判斷。
RFID方案。即射頻識別技術（Radio Frequency Identification）。原理為閲讀器與標籤之間進行非接觸式的數據通信，達到識別目標的目的。就是在每個商品上貼一個電子標籤，當顧客取走商品後，售貨機就會感應到，從而判斷顧客買的是什麼。這種方案比較成熟，但是弊端明顯，首先電子標籤容易被屏蔽或者損壞，其次電子標籤本身需要成本，因此運營成本比較高，另外相比靜態或者動態識別技術，該方案技術含量較低，難以形成技術壁壘。
最後，雖然自動售貨機有可能出現BUG，但是我們一定要遵守誠信，堅守道德底線哦！
參考資料
by 有衡
Q.E.D.
Q6為什麼血液在血管裏不會凝固？by 匿名
答：相信朋友們在生活中肯定有過流鼻血或者被小刀劃破手指的時候，那麼你可能會發現血液流出體外後很快就凝固了，但也會有疑問為什麼血液不會在血管中凝固吶？回答是 凝血因子被抑制！！凝血因子在正常情況下的血管中是處於休眠狀態，而如果血液流出血管，那麼休眠的凝血因子就會被激活，配合血液中的各種物質尤其是被眾所周知的血小板等來形成止血。具體的動態過程如下
第一步：凝血酶原(因子Ⅱ)會被激活成凝血酶。第二步：凝血酶刺激血小板成活化狀態，同時促進纖維蛋白原形成纖維蛋白。第三步：纖維蛋白逐漸增多相互交織，與活化血小板一起將血液中的血細胞全部裹起來，最終形成了血塊完成了凝血。[2]
圖片來源於網絡當然我們身體的其它方面也在幫忙哦，比如血液在心血管內一直保持快速流動,這樣就會不利於凝血因子集結，心血管內壁光滑完整,不會激活凝血系統等。人體是一個極其複雜的系統，還有更深層次的物理過程等待着我們探索！！下一個物理學家，生物學家可能就是你!
注：文中提到的基本凝血因子有十二種[1]。篇幅所限，未全部給出，僅試舉兩例：因子一，纖維蛋白原，因子二，凝血酶原（凝血素）等
參考資料：
by just_iu
Q.E.D.
Q7為什麼條形磁鐵掰成兩段後，兩段都有NS極？by 擱淺灘
答：磁鐵的磁性是內部原子磁性的宏觀體現，原子磁性來源於原子角動量，也就是自旋角動量和軌道角動量的疊加。磁鐵一般是用鐵鈷鎳或其鐵氧體等鐵磁性材料製成的。在鐵磁材料內部，一塊區域內的原子角動量取向相同，這一小區域被叫做“磁疇”。材料未經磁化時，不同的磁疇內原子角動量取向隨機，材料整體不顯示宏觀磁性；經過外磁場磁化作用，不同的磁疇取向變得統一（可以看成許多小磁疇合併成了一個大磁疇），材料顯示出宏觀的磁性，也就製成了磁鐵。在製成的磁鐵中，所有原子的角動量取向基本相同，用箭頭標記角動量方向，箭頭指向的方向就是宏觀上磁鐵的N極，箭頭背向的方向就是磁鐵的宏觀S極。
鐵磁材料原子角動量取向示意［1］當使用外力將磁鐵攔腰切斷時，切開的兩個部分中，原子角動量仍保持原來的取向，只觀察其中一塊，比如靠近原先N極的部分，箭頭背離斷面，那麼斷面就成了新的S極；而在原先靠近S極的部分中，箭頭指向斷面，斷面是新的N極。而如果將磁鐵縱剖，箭頭方向與斷面平行，斷面兩側不會出現新的磁極。
條形磁鐵橫剖與縱剖示意參考文獻：
[1]李正中. 固體理論-2版[M]. 高等教育出版社, 2002.
by 藏痴
Q.E.D.
Q8如果光源夠多夠亮，會不會出現人沒有影子的情況？by 匿名
答：絕對消除影子是無法實現的，但是可以實現視覺上的“無影”。
影子是一種光學現象。光線在空氣（均勻介質）中沿直線傳播，非透明的物體會阻擋光線傳播，在物體後方形成的亮度較暗的部分便是影子。
圖片來源戳這影子可以分為本影和半影。靠近物體，顏色較深的部分是本影；本影周圍，顏色較淺的部分是半影。半影的產生是因為實際生活中的光源並非點光源，某些位置射來的光會被物體擋住，另一些位置射來的光不會被擋住，便會在物體周圍形成顏色較淺的半影。
從多個角度上對人進行照射，且光源都足夠亮，就可以消除本影，並且讓半影變得特別淺，實現視覺上的“無影”。但是光源不是點光源，所以半影是無法消除的，也就無法實現絕對意義上的“無影”。
醫學上的“無影”是儘量消除陰影，並能將色彩失真降到最低程度，無影燈便按照這一要求進行設計。所以無影燈的“無影”也只是視覺上相對的無影。
參考資料：
by 樂子超人
Q.E.D.
Q9水蒸氣在常温下能存在嗎？by 匿名
答：水蒸氣在常温下是能夠存在的！水有三態，分別是氣態、液態、固態。以下是水的相圖，請看
圖片來源於網絡，1atm=1個大氣壓，1torr代表1毫米汞柱產生的壓強，KPa是千帕。如圖所示，影響水的狀態的兩個主要因素就是温度和壓強，給定温度下，壓強增大，水會變得緻密，即由氣態轉為液態或固態，同理，給定壓強下，降低温度，也可以實現水的相變。
由相圖可知，一個標準大氣壓下，室温的水穩定狀態應該是液態，但室温下空氣中仍然有水蒸氣存在，這是因為室温下水可以蒸發。
水的蒸發發生在水的表面，表面水分子不斷運動，如果某個水分子動能較高，則有可能脱離水面的束縛，逸出到空氣中，另一方面，空氣中的水分子也有可能運動到水面附近，被水面束縛，成為液態水。當水分子逸出的概率高於被束縛的時，宏觀上來看就是蒸發現象了。當空氣中的水蒸氣分壓低於水的飽和蒸氣壓時，水的蒸發就可以一直進行，而水的飽和蒸氣壓就對應相圖中水的氣液分界線。細心的讀者可能發現，室温下水的飽和蒸氣壓是低於大氣壓的，那為什麼還有蒸發呢？這是因為我們的飽和蒸氣壓指的是水蒸氣的分壓，由於空氣中水蒸氣的體積分數很小，因此空氣中水蒸氣分壓很小，低於飽和蒸氣壓，我們把空氣中水蒸氣分壓與飽和蒸氣壓的比值稱為相對濕度。因此，相對濕度低於100%時，水的蒸發可以一直進行，當然，蒸發僅限於表面。當達到飽和蒸氣壓後，水的逸出與被束縛就會達到動態平衡，水也就不再蒸發了。
因此我們可以看到，儘管常温常壓下，水的穩定相是液相，但由於水的蒸發，空氣中還是會有水蒸氣，事實上，從寒冷的南極到炎熱的非洲，大氣中都有水蒸氣，也是同樣的道理。
by 有衡
Q.E.D.
Q10為什麼火箭的噴氣口是喇叭型的？by 匿名
答：火箭為了獲得較大的返噴氣流速度，需要好好地設計噴氣口。自然地，我們會想到噴氣口越小，氣流應該越快。但事實真是如此嗎？
一般的噴氣式飛機的噴口確實是逐漸收緊的，而火箭的噴口卻是先收緊再擴大。這是因為氣體流速與橫截面的關係在音速附近會發生變化。當流速小於音速時，橫截面越小流速越快。但當流速大於音速時，橫截面增大反而能促進流速加快。由此不難想到噴氣口的最佳形狀正是喇叭形，並且將喇叭的喉部設計在氣流達到音速處。這種設計叫拉瓦爾噴管，早在1888年就被瑞典人拉瓦爾發明出來了。
超音速的火箭噴氣口與亞音速的飛機噴氣口的對比 | 圖源：維基百科為什麼氣體在超音速後會有這種反直覺的特性？因為氣體是可壓縮的。當氣流超過音速時，氣體密度隨截面的變化佔據了主導因素，這時橫截面增大會導致密度減小得更快，而單位時間通過截面的氣體質量是恆定的，這就使得氣流速度反而隨着橫截面增大而增大了。如果在達到音速時依然收緊管口，就會使得氣體大幅壓縮，密度的增大超過了截面的減小，導致流速降低，也就是氣體被堵住了，這就好像剛高峯時擁擠的地鐵口一樣。用公式來描述的話就是：
其中M是馬赫數，定義為氣流速度與音速的比值，即M=u/a。
高能預警!下圖是具體推導過程，需要一定的微積分知識
有人説多一條公式就少一半讀者，我把它藏在圖裏讀者就不會變少了吧唔…也許有一點難懂，但是沒關係，去年我們有一篇推文不用推公式就把它講得很清楚，快去複習一下吧。
by 牧魚
Q.E.D.