火焰可以导电吗?| No.160_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-06-21 12:35
火啊，你是光明的化身！
你的职责是要绽放出最纯洁无私的光！
是要将黑暗燃尽，将光明释放、释放、释放！
作为问答专栏的可爱又帅气（假装）的小编，
现赋予你导电的特性，以此造福人类吧！
（溜了溜了
）
1
Q
为什么蹲久了站起来发晕眼黑？
by 匿名
A
头晕、眼前发黑这俩症状通常会和贫血或低血糖联系起来，但如果是蹲久了突然站起来后有这种症状则是人体的正常反应，一般几秒后便可得到缓解。
正常成年人的血液大约有4000-5000毫升，这些血液被心脏泵往肢体的每一个末端进行能量供给与物质交换。压迫血管等会导致局部地区供血不足，比如睡觉被女朋友枕着胳膊轻则麻木重则截肢。大脑和眼睛对于供血的需求很强，稍微的供血不足都会产生反应。
人在蹲着的时候，腰和腿都处于弯曲的状态，血液上下流动不畅，当突然站起来时，下肢血管受压的情况以下得到了解除，全身的血液会迅速向腿部、腰部流去。此时人的大脑和眼睛会有短暂的供血不足，因而就产生了眼前发黑，头晕目眩的感觉。医学上称之为直立性低血压，或体位性低血压。
虽然这一症状是正常反应，但是如果平日里锻炼比较多，身体机能好，则症状的严重度会下降。另一方面，要注意一个体位不要持续太久……
By Patwf
2
Q
为什么手机拍一面镜子的照片后照片并不能当镜子用？
by 半句
A
镜子为什么可以映出清晰的人像，因为光线到达镜面后会几乎被全部反射，其效果相当于改变了原本光线的传播方向，所以利用被反射后的光仍然可以很好的成像，让你看到和肉眼直接看到的像几乎完全相同的像。
屏幕为什么可以显示人像，因为屏幕（通过处理器的操控）可以发出和人像几乎相同的光，人看到这些光就像看到了人像一样。但是屏幕并没有像镜子那样优异的反射光的特性。所以当你用屏幕当镜子时，它并不能把你的脸反射的光全部反射回来，成像效果比较差。
当然，你可以自拍之后用屏幕看自己的脸，这样屏幕也能当镜子用了。
By Nothing
3
Q
打开小风扇，把扇叶捏住让它不要转，那么它还会继续消耗电吗？
by 云芊
A
小时候我喜欢玩四驱车，每次让车跑之前都会先打开开关，然后把车按在地上让它不动，接着松手走你。
（图片来自于网络）
结果是我的四驱车往往没玩几天就跑不起来了，换电池也没有用，拿去商店找老板修理，老板说我的马达烧了……
风扇叶的马达、四驱车的马达都是电动机，电动机是把电能转换成机械能的一种设备。电动机的原理是通电线圈产生旋转磁场并作用于转子，形成磁电动力旋转扭矩。从能量的角度来考虑，接在电动机上的电源提供的电能大多数都被转换成了机械能，而当电动机被卡住无法转时，这些电能无法转换成机械能，就全部转换成了热能，因此电动机温度就会过高。所以捏住扇叶不让风扇转不仅不会节省电能，还会让电动机被烧坏。
从电磁学的角度来分析，线圈在转动时会产生一个感应电动势，其方向与电源的方向相反，因此施加在导体线圈上的电压较小，产生的热能就少。当线圈停止转动后，施加的电压就是电源电压，因此通过线圈的电流大幅度增多，会产生更多的热量，进而烧坏电动机。
电动机都会有散热设计，在正常工作时很难被烧坏，一旦发现卡住不转了要立刻切断电源。
By Patwf
4
Q
火焰导电吗？
by 饺子
A
要想让某个物体导电就要让它内部存在足够多的自由电子，这样在电场的驱动下才能产生电流。火焰具有较高的温度，高温会增加粒子的动能，使电子脱离气体分子的束缚变成自由电子，整个火焰变成等离子体（等离子体有关知识详见No.153 A6）。因此，当火焰温度足够高时是可以导电的。
我们可以利用火焰导电特性和火焰自身性质相关的特点对火焰的燃烧情况进行监测。比如，可以把一根金属电极插入火焰中，在外加电压的作用下，在喷嘴火焰中产生电流，检测电流的有无就可以判断火焰是否熄灭。
参考：《利用火焰导电特性开发燃气燃烧器熄火保护装置》 黄利斌
By Nothing
5
Q
请问不同颜色吸收热量的能力不同的本质原因是什么呢？
by 火山老师
A
我们知道白光由多种光叠加而成，物体的颜色反映的是它反射光的颜色，没有被反射的光大部分被物体吸收掉了。所以，不同颜色的物体会吸收白光中的不同成分。在白光中，各个颜色的光所携带的能量多少也不同，所以吸收的成分不同也代表了吸收的能量多少也不同，因此不同颜色的物体吸热能力不同。
至于为什么不同的物体会吸收不同颜色的光，这和物体自身的性质有关（化学色）：能带论作解释，当能带的带隙和光子能量（不同颜色的光对应的光子能量不同）匹配时，这种光子会被大量吸收，这就造成了不同材料更加容易吸收某种颜色的光。当然，结构对于物体的颜色也有影响（结构色），比如蝴蝶翅膀由于其微观纳米结构发生光散射、干涉以及衍射而呈现出不同的色彩。
By Nothing
6
Q
物体会成黑色是因为它吸收了全部光，那为什么会有黑得发亮？
by secret
A
黑得发亮的主要是因为物体反射光线的作用。物体的反射率与入射角度是有关系的。当光由空气照到物体表面时，其反射率与入射角度关系如图（折射率n=1.5为例）：
其中ρ为反射率。ρs、ρp分别代表偏振方向垂直和平行于入射面的光反射率。可以看出当入射角接近于90°，其反射率几乎为1。比如常见的黑色塑料板，当入射角不大时，其表面反射回来的光强只占入射光的百分之几，绝大部分入射光的能量被吸收了，所以呈现黑色；当入射角足够大时，黑色塑料板表面反射回来的光强度几乎与入射光强度相等，被塑料板吸收的光能量微乎其微，因此黑色塑料板也像镜子一样亮。
By 煦天
7
Q
热可擦笔是什么原理？为什么高温可以隐形低温可以显形？
by 匿名
A
热可擦笔的奥秘在于其中的热敏油墨，油墨颗粒中有三种成分（见下图），色素（A）、显色剂（B）、变色温度调整剂（C）。
其中色素主要是螺吡喃和三芳基甲烷，显碱性，单独存在是无色的；显色剂是酚类化合物，显酸性。色素和显色剂结合时，就显示出颜色。用笔擦摩擦字迹的时候，会摩擦生热，当温度达到60℃以上时，变色温度调整剂就会和色素结合，从而让字迹消失。但这一过程是可逆的，把降温到-10℃以下，色素又会和显色剂结合，字迹又可以显示出来。当然，知道其中的原理后，也可以用其他的加热方式让字迹消失，比如，热炕头、装着热咖啡的马克杯让小朋友辛辛苦苦写的寒假作业变成了一片空白。
图片来源：Pilot
By 重光
8
Q
食盐水导电到底是物理变化还是化学变化呢？
by 匿名
A
是化学变化。生活中常见的导体有两类，一类是电子导体，一类是离子导体。电子导体是依靠电子移动来实现导电的，载流子包括电子和空穴，比如金属、半导体等。离子导体是依靠离子迁移来实现导电的，包括电解质溶液（食盐水）、熔融电解质、固体电解质等。
把电源外电路的导线（包括电极）和食盐水作为研究对象，可以发现，其中同时包含了电子导电和离子导电过程，化学反应就发生在两者互相转化的界面上。电子传导至阴极时，无法单独进入水中传导，而是会和在电场作用下迁移到阴极附近的氢离子结合，氢离子得到电子，变成氢气，发生的是还原反应，由电子导电变成离子导电。阳极同理，在电场作用下氯离子迁移到阳极，氯离子失去电子，发生氧化反应，生成氯气，而失去的电子进入阳极参与导电，由离子导电变成电子导电。
总之，离子导体和电子导体串联后，两类导体界面就必然有得电子和失电子的反应发生，即一定会发生电化学反应。这也带出了电化学的定义：研究电子导体和离子导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。
By 重光