高飽和的紅藍配色

竟能營造出3D效果

不知道你是否還記得小時候的紅藍眼鏡

他們有著同樣的原理

問答導航 Q1 用手機記錄跑步里程數(shù)，把手機沿著垂直于行進路線的方向（左右擺）是不是可以使手機顯示的公里數(shù)大于實際跑的距離？ Q2 為什么水面的油（氣泡）攪動后消失，靜止會兒后重新出現(xiàn) Q3 最近發(fā)現(xiàn)拍照時的仰角不一樣拍到天空的藍色深淺不一樣，這是什么原因？ Q4 既然分子的動能大小與溫度有關(guān)，那我們感受到的燙甚至其帶來的痛覺本質(zhì)是不是分子熱運動撞擊帶來的感覺？ Q5 為什么汽水開封前沒有冒氣泡，開封的時候會冒出大量氣泡？ Q6 潛水艇是通過什么方法處理船員呼出的二氧化碳，又是以什么方式為艇內(nèi)部持續(xù)提供氧氣？ Q7 為什么牙膏不管怎么擠，擠出來的顏色都不會混合到一起? Q8 為什么光譜是連續(xù)的，但是光有三原色？ Q9 根據(jù)毛球定理，地球上總會有一個地方有風，那理論上我能不能造出“一直飛”的小飛機呢？ Q10 每個人的身上都有毛毛~那毛毛怎么知道哪里該長成頭發(fā)，哪里長汗毛？ Q11 為什么高飽和的紅藍配色，能營造出一種3D效果？

by 匿名

不一定，得看看你用于記錄跑步距離的APP用的是什么原理。一般而言分為兩種：利用衛(wèi)星定位不斷記錄你在地圖上的位置，計算相鄰點之間的直線距離然后累加；或者是通過檢測加速度變化來判斷步數(shù)，最后得出總路程。前者按照手機的定位精度，除非你來回幾米反復橫擺，不然很難讓其判斷為你的位置發(fā)生了變化；而后者如果你進行劇烈擺動，就很可能會將其誤判為你跑了更多步。不過顯示情況是，APP的算法越來越聰明，不但會將兩者結(jié)合起來使用，而且還會檢測你的擺動方向、頻率是不是符合正常步態(tài)。所以綜合而言，左右擺對于手機顯示的跑步里程影響極小，可以忽略不計。

by ArtistET

Q2 為什么水面的油（氣泡）攪動后消失，靜止會兒后重新出現(xiàn)？

回答這個問題之前，我們先一起來弄明白本期后臺收到的另一個提問：“類似圖中湯表面上一個一個小圓圈是怎么形成的？本質(zhì)是什么？” 這么肥美多汁的肉，燉出來的肉湯很難沒有浮油，這湯表面的“一個一個小圓圈”都是油脂。在燉煮湯的過程中，肉類的脂肪會因受熱從肉組織中逐漸解離出來，由于脂肪不溶于水，而且密度比水小，會逐漸上浮到湯表面并匯聚。而且豬油在常溫下呈白色固態(tài)，所以等湯放涼之后圖中表面的“圓圈”會更顯眼（會變白）。 從化學角度來看，油脂屬于酯類化合物，由脂肪酸和甘油通過酯化反應形成。常見的動物油脂（比如豬油、牛油、雞油等等）中，飽和脂肪酸含量不同，油脂的物理性質(zhì)各不相同。飽和脂肪酸含量較高的油脂（如牛脂、羊脂）常溫下呈固態(tài)，形成的“小圓圈”質(zhì)地較硬、邊緣規(guī)整，穩(wěn)定性較好，抗氧化能力較強；反之，如果油脂中不飽和脂肪酸含量較高（比如豬油、馬油），常溫下多為液態(tài)或半固態(tài)，形成的“小圓圈”邊緣模糊、形態(tài)不如前者規(guī)則，且其中的不飽和鍵易發(fā)生反應，導致油脂氧化酸敗，所以穩(wěn)定性較差。所以我們平時煲的豬骨湯放久了容易酸（敞口放置更容易變質(zhì)），也是有這個原因存在。

回歸正題，我們現(xiàn)在已知，靜置時，湯表面的浮油是不溶于水，且密度小于水的，處于聚集狀態(tài)。當用筷子或湯勺攪動時，外力作用破壞了原本油脂之間以及油與水界面的表面張力平衡。原先的油滴在表面張力作用下，形成相對穩(wěn)定的“圓”，攪動的剪切力打散油滴，使其形狀發(fā)生改變，不再維持聚集形態(tài)，而是以更小的油滴，混在處于波動著的湯水中，所以“小圓圈”消失。

靜置一段時間后，分散在湯水中的小油滴重新上浮。同時，小油滴在進行布朗運動等原因，會不斷發(fā)生相互碰撞。當油滴之間距離足夠小時，分子間作用力促使它們重新匯聚在一起。油滴體積逐漸增大，當達到一定程度時，又會在表面張力作用下重新形成肉眼可見的“小圓圈”浮在湯水表面。

參考資料：

1. 張杰,薛艷霞,李昌禹,等.火鍋底料中兩種動物油脂的風味與感官特性對比研究[J].中國調(diào)味品,2020,45(08):16-19+30.

2. 孫龍珠,郭玉杰,李娟,等.不同動物油脂酶解法制備及其品質(zhì)對比分析[J].中國調(diào)味品,2025,50(01):28-34.

3. Hempoonsert J, Tansel B, Laha S. Effect of temperature and pH on droplet aggregation and phase separation characteristics of flocs formed in oil–water emulsions after coagulation[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2010, 353(1): 37-42.

by 4925

Q3 最近發(fā)現(xiàn)拍照時的仰角不一樣拍到天空的藍色深淺不一樣，這是什么原因？

by ヾ(??ヮ??)?”

晴朗白天的天空會呈藍色，是因為陽光受到懸浮在大氣中的微粒的散射的結(jié)果。太陽可見光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫組成的。太陽光射入大氣層后，波長短的藍光容易被空氣中微粒散射出來，波長長的紅光則更容易穿透直射遠方。這種選擇性的散射（瑞利散射）令大量藍光從四面八方射入眼簾，染藍了整個天空。同時，較大塵埃和水汽微粒幾乎均等散射各色光，產(chǎn)生近似白色的雜散光。空氣中塵埃雜質(zhì)多時，白光摻入藍光會沖淡天空的藍色，天色變得灰白。雨過天晴空氣清澈時，雜質(zhì)極少，陽光幾乎只經(jīng)過分子散射，天空則格外純凈湛藍。

不同仰角下天空藍色的深淺并不一樣。朝天頂看，視線穿過較薄的大氣層，遇到的大顆粒雜質(zhì)少，散射光以藍色為主，天空顯得更深邃。相反朝地平線看，視線斜穿更長的大氣層，下層聚集了更多灰塵水汽，陽光被這些大微粒散射出大量偏白的光，白光混入藍光后令近地平線的天空呈現(xiàn)淺藍偏白。因此仰角越高，畫面越靠近天頂，天空越藍；仰角越低，畫面含更多地平線附近的天空，藍色看起來就越黯淡。

by Chocobo

Q4 既然分子的動能大小與溫度有關(guān)，那我們感受到的燙甚至其帶來的痛覺本質(zhì)是不是分子熱運動撞擊帶來的感覺？

by 云里物理

并不完全是，雖然這種“撞擊”是這個過程的一部分。這種感覺的形成過程大致如下：首先當接觸到熱的物體時，熱量傳導到皮膚，使其升溫，溫度上升到一定閾值時，就會激活特定的感受器（比如TRVP1，這會傳遞“疼痛”的感覺）產(chǎn)生電信號，然后通過脊髓一路傳遞到大腦皮層的體感區(qū)，導致我們產(chǎn)生燙或者疼的感覺。而溫度其實本是上是反應微觀粒子的平均動能的，在熱傳導的過程中，實際上就是微觀粒子之間通過撞擊臨近分子，使得能量從高溫處傳導到低溫處。而感受器的熱激活，其實是相應的蛋白質(zhì)通道被打開，它并不是被熱運動的分子直接“撞開”的，而是由于熱傳導導致皮膚溫度上升，使得其蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，打開通道使得離子進入，從而產(chǎn)生信號。

參考資料：

1. Sven-Eric Jordt, David D McKemy, David Julius,]Lessons from peppers and peppermint: the molecular logic of thermosensation.

by ArtistET

Q5 為什么汽水開封前沒有冒氣泡，開封的時候會冒出大量氣泡？

by 匿名

在汽水沒有開封之前，汽水瓶就是一個單獨的系統(tǒng)。里面的空氣很少，形成了一個高壓環(huán)境。在這個環(huán)境中二氧化碳溶于液體中，形成碳酸溶液。在汽水瓶這個密閉環(huán)境中氣體就被鎖在里面，形成了一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，即溶于水的二氧化碳和瓶中頂部的二氧化碳達成了平衡。

當我們打開汽水瓶時，瓶中壓力突然下降，就會打破原有的平衡。低壓下二氧化碳的溶解度降低，氣體從液體中逸出，產(chǎn)生氣泡。

by 藍多多

Q6 潛水艇是通過什么方法處理船員呼出的二氧化碳，又是以什么方式為艇內(nèi)部持續(xù)提供氧氣？

by Félis

吸收二氧化碳的主要方法為化學吸收，比如氫氧化鋰吸收劑 （ ） ,碳酸鈉和氫氧化鈉混合劑，而現(xiàn)代許多潛艇使用固體胺吸附床，它可以通過加熱驅(qū)除二氧化碳實現(xiàn)再生，從而大大節(jié)省了補給成本。提供氧氣主要有三種方法：電解水制造氧氣，利用化學反應（比如過氧化鈉與水反應或者氯酸鈉加熱釋放氧氣），或者簡單粗暴一點，帶上一些高壓氧瓶儲存潛航時需要的氧氣。

參考資料：

1. A Low Pressure Electrolyzer for the Next Generation Submarine.

2. Hyun Min Baek. (2022). Possibility of military service-regeneration of LiOH for submarines and improvement in CO? scrubbing performance of LiOH canisters. Journal of Advanced Marine Engineering and Technology, 46(3), 115-121.

by ArtistET

Q7 為什么牙膏不管怎么擠，擠出來的顏色都不會混合到一起?

by rinku

為什么牙膏無論怎么擠，顏色都不會混在一起呢？ 秘訣就在于牙膏的特性和包裝設(shè)計。牙膏是一種叫做賓漢流體的非牛頓流體，這種物質(zhì)不受力時是幾乎不流動的很粘稠的液體，力學表現(xiàn)上近乎固體，施加足夠壓力后會緩緩流動，才表現(xiàn)得像液體。因此當牙膏靜靜待在管里時，各種顏色的膏體都保持稠厚且穩(wěn)定，彼此不會混雜。制造商也通過特殊工藝（常用聚乙烯包裹染料）防止不同色料相互滲透，保證彩條在管內(nèi)各守其“地盤”。

當牙膏在壓力下開始流動時，它不會像水那樣立刻混成一片。這是因為牙膏非常黏稠，流動時呈現(xiàn)層流而非湍流——也就是說，不同部分的膏體平行滑出，中途不會攪在一起。高黏度帶來低速有序的流動，就像兩股濃糖漿并排淌，各走各的道；而稀薄液體如水則容易產(chǎn)生湍流，顏色很快攪作一團。所以彩條牙膏每次擠出來都能保持條紋分明。

此外，牙膏的包裝結(jié)構(gòu)也很關(guān)鍵。生產(chǎn)時，機器通常用隔板將不同顏色膏體分隔注入同一牙膏管，使其在管內(nèi)彼此毗鄰卻不混合。這些巧妙設(shè)計，加上牙膏本身黏性特性的雙重保障，無論怎么擠，牙膏都能像彩虹一樣帶著清晰分明的彩條擠出。

參考資料：

by Chocobo

Q8 為什么光譜是連續(xù)的，但是光有三原色？

by 匿名

光譜連續(xù)性和三原色看似矛盾，其實是從不同角度描述光的特性的。光是一種電磁波，其波長范圍較廣，從幾千米到幾納米都有，可見光只是其中的一小段（波長在380-780納米）。作為一種電磁波，光是連續(xù)的，且其能量與波長相關(guān)，波長越長，能量越小。三原色并非光的物理本質(zhì)，而是根據(jù)人類視覺系統(tǒng)對光的感知機制，對光做了分類罷了。實際上光是沒有顏色的，也不存在原色。我們之所以會看到顏色，是因為人眼對可見光的電磁輻射會產(chǎn)生化學反應，進而在大腦中產(chǎn)生了顏色。人眼視網(wǎng)膜上的視錐細胞有三種，分別對長波（紅）、中波（綠）、短波（藍）光最敏感，這便是三原色的來由。當不同波長的光同時刺激視錐細胞時，大腦會將其混合成一種顏色感知，即“加法混合原理”，例如，紅光和綠光同時刺激，就會被感知為黃色。

by Sid

Q9 根據(jù)毛球定理，地球上總會有一個地方有風，那理論上我能不能造出“一直飛”的小飛機呢?

by 林一純

首先，你把毛球定理說反了。毛球定理指的是偶數(shù)維單位球面上的連續(xù)而又處處不為零的切向量場不存在，簡單點說就是地球上總會有一個地方?jīng)]有風，如果用物理學的視角看，這種地方應該是氣旋或者反氣旋的中心（風眼）。

撫平“毛球”的失敗嘗試：兩極各有一個尖角

而對于你的問題，考慮到地球表面風場的實際情況，也是幾乎無法實現(xiàn)的。你需要的應該是不需要發(fā)動機的飛機，這種飛機一般依靠風速差或者地面升山坡上升氣流等進行滑翔。這就需要考慮很多因素了：首先，我們的大氣是紊流系統(tǒng)，并不是穩(wěn)定的風場，所以能夠獲取的動力是不穩(wěn)定的，難以實現(xiàn)穩(wěn)定的推進；其次，由于存在空氣阻力和重力的阻礙，需要不斷補償損耗，僅靠風力是非常困難的；再者，風能提取效率比較低，這是由于小型飛機的翼展和質(zhì)量限制導致的；最后就是很難“追風”，哪里有風不是我們可以選擇的，飛機不能總是剛好飛到有足夠風力的地方，一旦沒風那可就慘了。

參考資料：

1. Minimum shear wind strength required for dynamic soaring of albatrosses.

by ArtistET

Q10 每個人的身上都有毛毛~那毛毛怎么知道哪里該長成頭發(fā)，哪里長汗毛？

by 讓我為你嘗毛毛 ?(ˊ?ˋ)*

毛囊決定了毛發(fā)的命運，不同部位的毛囊天生具備不同的生長指令，專業(yè)點說是受基因的調(diào)控。和花草樹木一樣，毛發(fā)的生長和脫落也有周期性。通常，一根毛發(fā)一生要經(jīng)歷生長期、退行期和休止期三個階段。每個毛囊都有自己的生長周期，獨立工作，互不打擾，試想一下，如果一片毛囊同時進入休止期，豈不是頭上會禿一塊。

正是因為不同部位的毛發(fā)生長周期不同，才不至于讓汗毛長得跟頭發(fā)一樣長。頭發(fā)的生長期長達3-7年，而汗毛的生長期只有2個月，這差距也太大了。另外，不同部位的毛發(fā)生長速度也不同，頭發(fā)一天可長0.27-0.4mm，而汗毛一個月只能長0.9-3.9mm，所以想要汗毛長得跟頭發(fā)一樣長，真的是“強毛所難”了。

by Sid

Q11 為什么高飽和的紅藍配色，能營造出一種3D效果？

by 林音

高飽和配色的紅藍信息能夠被我們左右眼接受，從而營造出立體的視差感，這是“色差”造成的，它是由于不同顏色光具有不同的折射率，這樣同一個點發(fā)出的白光成像在我們的視網(wǎng)膜上的時候，前后位置其實是輕微不同的，所以你感受到他的遠近深度不一樣，紅光和藍光的折射率相差較大，所以它們的遠近深度看起來就差的更多，因此才會有這種立體感。

很多紅藍3D電影就是利用這個原理，來讓觀眾體現(xiàn)身臨其境的感覺。之所以覺得它們有3D感，是因為它比普通電影多了深度感，深度感的形成與雙眼效應分不開，假設(shè)我們前方五米處有一棵樹，當我們兩眼注視他時，由于左右眼位置不同，輸在左右眼視網(wǎng)膜上形成的物象會有小小的差異，經(jīng)過大腦的綜合判斷之后，就能目測出自己與樹的距離。這就是深度感的來源。為了讓影像有深度感，人們采用模仿雙眼看東西的方式，用兩臺攝像機來拍電影。播放的時候，將兩臺攝像機的畫面分別傳遞給左右眼，就能出現(xiàn)3D感了。3D眼睛的作用就是讓左右眼能分別看到左右攝像機拍攝的畫面。紅藍眼鏡就是色差式的3D眼鏡。他的兩個眼睛的鏡片顏色互補，電影放映時，如果左邊攝像機的畫面剔除紅色像素，右邊的提出藍色像素，那么通過紅藍3D眼鏡的鏡片左紅右藍，就可以分別自動還原被剔除的紅色和藍色像素。兩者相結(jié)合，結(jié)果就能使我們的左眼看到左邊攝像機拍攝的畫面，右眼看到右邊攝像機的畫面，形成3D效果。

詳細內(nèi)容可以觀看云里悟理系列。

by 藍多多

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4925、Chocobo、ArtistET、Sid、藍多多

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編輯：Sid