每次買回來的氫氣球

明明沒有漏氣

為什么過一段時(shí)間就癟了？

問答導(dǎo)航 Q1 手機(jī)一格和兩格音量是什么差了兩倍,分貝？ Q2 正在吸血的蚊子被拍死針會(huì)斷在肉里嗎？ Q3 被熊發(fā)現(xiàn)后裝死真的有用嗎？為什么？ Q4 每次買回來的氫氣球，明明沒有漏氣，為什么過一段時(shí)間就癟了？ Q5 灰塵為什么在光照環(huán)境下可以看到呈漂浮顆粒物？而在普通環(huán)境下肉眼卻看不見？ Q6 陽臺(tái)上放幾個(gè)充滿氣的氣球，可產(chǎn)生“亂流”從而減弱臺(tái)風(fēng)對(duì)家里造成的影響嗎？ Q7 人摸到帶電的電蚊拍會(huì)怎么樣？ Q8 手機(jī)貼膜時(shí)邊緣可能有小范圍的空氣“白邊，此時(shí)在縫隙外點(diǎn)上附贈(zèng)的“白邊消除液”則會(huì)把空氣排出。這種“消除液”是什么原理？

Q1 手機(jī)一格和兩格音量是什么差了兩倍，分貝？

by 明

答：

先說結(jié)論：當(dāng)然不是。 手機(jī)音量調(diào)高一格，聲音遠(yuǎn)沒有到“響度翻倍”的程度，更不是“分貝值翻倍”。手機(jī)屏幕上顯示的音量格數(shù)，與真實(shí)的聲音強(qiáng)度（分貝）之間是一種經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的、復(fù)雜的非線性關(guān)系。

我們的耳朵能感知的聲音強(qiáng)度范圍極其廣闊，從蚊子飛過的嗡嗡聲到噴氣式飛機(jī)起飛的巨大轟鳴，能量差異可達(dá)萬億倍。為了方便表示，科學(xué)家引入了分貝（dB）這個(gè)單位。它的關(guān)鍵在于，它是一個(gè)對(duì)數(shù)單位。這意味著分貝的增長(zhǎng)與聲音物理能量的增長(zhǎng)不是同步的。它的設(shè)計(jì)初衷是為了模擬人耳對(duì)響度的主觀感受。有一種經(jīng)驗(yàn)的說法：分貝值每增加 10 dB，代表聲音的物理能量增強(qiáng)了 10 倍，而我們?nèi)硕犉饋砀杏X響度大約翻了一倍。 手機(jī)上的音量格數(shù)（iOS 通常為 16 格，安卓系統(tǒng)多為 15 格）并不是一個(gè)物理單位，而是一個(gè)用戶界面。手機(jī)廠商在設(shè)計(jì)音量調(diào)節(jié)時(shí)，首要考慮的是用戶體驗(yàn)，而不是等比例地增加分貝數(shù)。

工程師會(huì)將音量格數(shù)與分貝值進(jìn)行非線性映射，目標(biāo)是讓你感覺“每按一下，音量都增加了差不多的幅度”。這通常意味著：在較低音量時(shí)，調(diào)高一格，分貝值的變化可能比較大，讓聲音能快速從“聽不見”變?yōu)椤奥牭们濉?。在較高音量時(shí)，調(diào)高一格，分貝值的變化會(huì)變小，讓你能對(duì)高音量進(jìn)行微調(diào)，避免聲音過大或刺耳。因此，不同手機(jī)、不同系統(tǒng)版本，每一格音量對(duì)應(yīng)的分貝增量都可能不同。這套配置是廠商根據(jù)大量用戶測(cè)試和聲學(xué)模型優(yōu)化出來的最佳方案。

部分手機(jī)音量調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)

參考資料：

1. Kim, Gibbeum, and Woojae Han. "Sound pressure levels generated at risk volume steps of portable listening devices: types of smartphone and genres of music." BMC Public Health 18.1 (2018): 481.

by 一毫

Q.E.D.
Q2 正在吸血的蚊子被拍死針會(huì)斷在肉里嗎？

by 好奇寶寶

答：

答案是會(huì)。 在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》 報(bào)道中，美國賓夕法尼亞州一名57歲女性，因小孢子蟲屬真菌感染死亡。研究推測(cè)女子將吸血蚊子拍碎于皮膚后，蚊體破碎后其攜帶的真菌通過未閉合傷口侵入人體致病。

然而我們并不需要過于擔(dān)心此類事情的發(fā)生，因?yàn)槲覀兊?strong>身體對(duì)于刺入的異物身體會(huì)通過多種反應(yīng)保護(hù)自己，包括皮膚角化過程排出，免疫細(xì)胞攻擊清除，甚至通過形成肉芽腫將其隔離，使之不影響健康組織。蚊子的口器對(duì)于皮膚來說屬于非常小的刺，絕大多數(shù)情況下不會(huì)導(dǎo)致身體的嚴(yán)重反應(yīng)，甚至口器斷在肉里的概率有多大也是需要進(jìn)一步研究的事情。

參考資料：

1. Christina M. Coyle, M.D., Louis M. et al. Fatal Myositis Due to the Microsporidian Brachiola algerae, a Mosquito Pathogen. New England Journal of Medicine,2004,351(1):42-47.

by 小被子

Q.E.D.
Q3 被熊發(fā)現(xiàn)后裝死真的有用嗎？為什么？

by 一到取名就犯難

答：

不一定有用的，因?yàn)樾苋绻浅ｐ囸I是會(huì)吃腐肉的，裝死只能是實(shí)在沒辦法了才能采取的行為。裝死的時(shí)候一定要面部朝下，保護(hù)自己的面部和心臟。熊不是看見你倒下了就不理你了，它會(huì)采用抓、撓和咬的方式來看看是否是真的死了。在這個(gè)過程中無論多疼你都不能動(dòng)，單單是這一點(diǎn)相信很多人都不一定能做到。

一般來說，這種方法糊弄黑熊比較有效。如果你在野外撞上的是黑熊，除非你是武松轉(zhuǎn)世，否則不要想著能打過它，你的下場(chǎng)一定是非死即殘。也千萬不要想著跑，黑熊時(shí)速可達(dá)56公里/小時(shí)，比奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員都快。而且你跑了就會(huì)讓黑熊產(chǎn)生攻擊的想法，因?yàn)樵诓妒痴哐劾铮挥蝎C物才會(huì)跑。如果它離你很遠(yuǎn)，那就裝作沒看見，找條遠(yuǎn)離它的路慢慢走。如果距離你50米，避免與他對(duì)視然后撤退。如果它已經(jīng)有向你奔過來的跡象，可以考慮裝死。千萬別叫，尖叫是人們臉部和頸部遭受攻擊的主要原因，因?yàn)樾芫褪且惆察o下來。

其實(shí)黑熊作為一個(gè)愛吃素的動(dòng)物，一般很少會(huì)傷人。大部分黑熊闖進(jìn)人類生活的領(lǐng)域可能是為了偷玉米和牲畜，對(duì)于它來說，攻擊一般是被動(dòng)行為，熊可能把你認(rèn)作是阻礙它們獲取食物，或者是對(duì)它們?cè)斐赏{的存在。尤其是對(duì)帶著幼崽的母熊，它們可能會(huì)傷害你，這時(shí)候裝死，它會(huì)認(rèn)為你對(duì)幼崽沒有了威脅，會(huì)放過你。還有一種可能就是記仇，被人類傷害過，可能會(huì)有仇視行為。大熊貓高高不就是因?yàn)楸粭钅贪址艢w三次，以為楊奶爸不要它了，所以才會(huì)一聽到楊奶爸的名字就生氣呲牙，記仇到現(xiàn)在？

如果你十分不幸，遇到一直饑腸轆轆的黑熊，它沒有食物了，這時(shí)候裝死也會(huì)被吃掉，只能跟它拼命了，狹路相逢勇者勝，這時(shí)候就只能看誰更厲害了。

參考資料：

1. 李永亮,張武先,趙麗芳. 大雪山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)人熊沖突及解決措施探研[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009(19):124-126.

by 藍(lán)多多

Q.E.D.
Q4 每次買回來的氫氣球，明明沒有漏氣，為什么過一段時(shí)間就癟了？

by 范文波

答：

市面上大部分氫氣球是鋁膜氣球和乳膠氣球，氣球內(nèi)部充入的氣體一般是氫氣或者氦氣。不論充入哪種氣體、使用哪種材質(zhì)的氣球，都逃不過一個(gè)下場(chǎng)————變癟。

問題中“沒有漏氣”其實(shí)指的是氣球表面沒有破裂從而導(dǎo)致氣體一下就溢出，但實(shí)際上氣球內(nèi)的氣體無時(shí)無刻都在向外溢出，這其實(shí)是一種“滲透”現(xiàn)象。

氣球并不是完全致密的結(jié)構(gòu)，它存在許多細(xì)小的孔隙，盡管這些孔隙對(duì)于肉眼來說不可見，但是對(duì)于氫氣分子來說是不可忽略的存在。由于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)，氫氣分子在氣球內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)，在氣球內(nèi)壁附近的部分氫氣分子會(huì)被“吸附”，在氣球壁層由于濃度差，被吸附到氫氣分子會(huì)向低濃度方向擴(kuò)散，即向氣球外方向擴(kuò)散。當(dāng)氫氣分子擴(kuò)散到氣球外表面時(shí)，由于外界空氣的氫氣含量很低，氫氣分子會(huì)在氣球外表面“脫附”從而釋放到空氣中。

這個(gè)過程對(duì)于空氣中的氣體分子同樣成立，而空氣絕大部分是氮?dú)夂脱鯕?，這兩種氣體分子的體積和質(zhì)量都比氫氣分子大，氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率遵循麥克斯韋速度分布律：在相同溫度下，分子質(zhì)量越小，熱運(yùn)動(dòng)速率越快，擴(kuò)散的動(dòng)力越強(qiáng)。因此氫氣分子“逃離”到空氣的速度大于外界空氣分子進(jìn)入氣球的速度，總體而言，氣體是在不斷向外逃逸的，因此氣球內(nèi)的氣體在不斷減少，此時(shí)可以用熱力學(xué)定律進(jìn)行粗略估計(jì)可知，為了保持內(nèi)外壓強(qiáng)平衡，氣球的體積應(yīng)減小，因此氣球就癟了。

從上面的簡(jiǎn)單分析可以看出來氫氣球癟的速度會(huì)大于氦氣球的速度，并且氫氣球的危險(xiǎn)系數(shù)更大（小學(xué)二年級(jí)就學(xué)過氫氣是易燃?xì)怏w，氦氣是惰性氣體），所以推薦以后還是買氦氣球吧！

參考資料：

2. 任俊,王軍,于萌,等.高性能膜材料氣體透過率測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)分析計(jì)量,2025,34(09):143-148.

3. 鄭久仁,周子舫 編著. 熱學(xué) 熱力學(xué) 統(tǒng)計(jì)物理（第二版）[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2018

by Java

Q.E.D.
Q5 灰塵為什么在光照環(huán)境下可以看到呈漂浮顆粒物？而在普通環(huán)境下肉眼卻看不見？

by zqr~

答：

在黑暗的環(huán)境中，如果有一道強(qiáng)光，我們可以看到有細(xì)小的灰塵在空氣中浮動(dòng)，這是達(dá)爾文效應(yīng)(丁達(dá)爾效應(yīng)：由均勻介質(zhì)中的懸浮粒子引起的散射)。這些灰塵的尺寸只有幾微米，人眼能分辨的最小物體大概是0.08毫米，所以在普通環(huán)境中，人眼是不能夠看到他們的。但是在強(qiáng)光照射下，情況就不一樣了，強(qiáng)光會(huì)在灰塵上發(fā)生散射，當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，發(fā)生的散射就稱為米氏散射，這種散射主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。米散射的輻射強(qiáng)度是與頻率的二次方成正比，這些散射出來的光比周圍的空氣亮很多，所以才能夠讓我們看見。當(dāng)然并不是所有的灰塵都能夠散射出同樣強(qiáng)度的光，越小越圓越透明的灰塵散射出的光越弱，越大越不規(guī)則越不透明的灰塵散射出來的光越強(qiáng)。

by 藍(lán)多多

Q.E.D.
Q6 陽臺(tái)上放幾個(gè)充滿氣的氣球，可產(chǎn)生“亂流”從而減弱臺(tái)風(fēng)對(duì)家里造成的影響嗎？

by 匿名

答：

提這個(gè)問題，想必是看到了樺加沙來臨時(shí)，臺(tái)風(fēng)天里那個(gè)“網(wǎng)紅”視頻：狂風(fēng)中，有人家陽臺(tái)上的幾個(gè)氣球劇烈舞動(dòng)，網(wǎng)上有人分析說，這是在巧妙地利用氣球制造“亂流”，來保護(hù)窗戶玻璃。這個(gè)想法非常有創(chuàng)意，也足夠吸引眼球，但從科學(xué)角度來看，它不僅是無效的，甚至可能帶來額外的危險(xiǎn)。 下面從三個(gè)層面來分析一下為什么這更像是一個(gè)美好的誤會(huì)。

1.能量對(duì)比：如同杯水車薪。臺(tái)風(fēng)是能量巨大的天氣系統(tǒng)。強(qiáng)風(fēng)作用在一扇窗戶上的總推力可達(dá)上百公斤。而幾個(gè)氣球晃動(dòng)所能耗散的能量，與臺(tái)風(fēng)的動(dòng)能相比，完全可以忽略不計(jì)。強(qiáng)風(fēng)會(huì)“無視”這點(diǎn)微弱的擾動(dòng)，將幾乎全部力量施加在窗戶上。

2.作用范圍：無法形成有效屏障。每個(gè)氣球確實(shí)能在它正后方形成一個(gè)極小的“風(fēng)影區(qū)”，但范圍極其有限。風(fēng)會(huì)立刻從氣球四周巨大的空隙中繞過并重新匯合。想用“幾個(gè)”氣球就保護(hù)整扇窗戶是完全不可能的，除非能在窗前布置一道密不透風(fēng)的“氣球墻”，但這顯然不現(xiàn)實(shí)。

3.氣球的物理性質(zhì)：輕且脆弱。氣球材質(zhì)輕薄、極易變形，它不是一個(gè)能有效“對(duì)抗”氣流的剛性障礙物。在強(qiáng)風(fēng)面前，它的結(jié)局無非是被壓扁在窗戶上、被吹走、或被直接撕碎。

更重要的是，這會(huì)帶來安全隱患，在臺(tái)風(fēng)中，任何未經(jīng)固定的物體都有可能會(huì)成為危險(xiǎn)的拋射物。被吹走的氣球或其碎片，對(duì)自己、鄰居或樓下都可能造成意想不到的危險(xiǎn)。與其效仿，不如做好傳統(tǒng)的防風(fēng)措施。

by 一毫

Q.E.D.
Q7 人摸到帶電的電蚊拍會(huì)怎么樣？

by 好奇寶寶

答：

基本不會(huì)有危險(xiǎn)，但是還是最好不要這么做，我們接下來詳細(xì)說明：

市售電蚊拍常用升壓電路把電壓升到幾百到幾千伏（常見報(bào)道約 500–3000 V，某些產(chǎn)品廣告寫到更高數(shù)值），但能量和輸出電流非常有限（由電源電池、變壓器/倍壓器與限流設(shè)計(jì)決定），因此能殺死小昆蟲但通常不會(huì)向人體提供致命電流。家用殺蟲電器的標(biāo)準(zhǔn)就是綜合考慮了人體安全的因素制定的。

但這并不意味著完全沒有任何問題，如果你觸摸帶電的電蚊拍，通常還是會(huì)感受到短暫的刺痛、痙攣或者局部燒傷感。如果是一些特殊情況還會(huì)有更危險(xiǎn)的事情發(fā)生：有病例報(bào)告描述電蚊拍在接觸皮膚或在近距離與可燃物（或飛行昆蟲被電弧“燃燒”產(chǎn)生火焰）時(shí)造成嚴(yán)重?zé)齻蜷W燃；而且還有極為罕見的影響心率甚至致命的情況。

所以最重要的是安全使用和避免高風(fēng)險(xiǎn)人群使用，比如不要擅自改裝設(shè)備、不要用濕手或在潮濕環(huán)境下使用電蚊拍、避免接觸路徑經(jīng)過胸部、不要讓植入心臟起搏器/除顫器的人員接觸等。如果發(fā)生危險(xiǎn)，應(yīng)該第一時(shí)間斷電，然后根據(jù)情況決定是否立即送醫(yī)。

參考資料：

2. Muangman P et al. Major flame burn caused by electric fly-swatter.

by ArtistET

Q.E.D.
Q8 手機(jī)貼膜時(shí)邊緣可能有小范圍的空氣“白邊”，此時(shí)在縫隙外點(diǎn)上附贈(zèng)的“白邊消除液”則會(huì)把空氣排出。這種“消除液”是什么原理？

by 愛問問題的jsm小朋友

答：

“白邊消除液”能除“白邊”主要基于其填充作用和其與鋼化膜相近的折射率。

首先我們來看看貼膜時(shí)“白邊”或者“氣泡”形成的原因，由于手機(jī)屏幕（尤其是曲面屏）與平面鋼化膜之間存在微小縫隙，空氣進(jìn)入后光線發(fā)生折射，使得存在空氣的部分和緊密貼合部分存在折射率差異，再加上光線進(jìn)入空氣形成的空腔后在界面處多次反射，形成視覺上的“氣泡”或者“白邊”。

“白邊消除液”是一種流動(dòng)性很好的油性液體（主要成分是硅油或高分子油類物質(zhì) ），能滲入屏幕與膜的間隙并填充縫隙，排出空氣，再加之“白邊液”的折射率與玻璃相近，填充后，大幅減弱了光線在通過鋼化膜、白邊液和屏幕時(shí)界面反射形成的視覺邊界“白邊”，使得邊緣看起來透明。

參考資料：

1. 朱淮軍.曲面屏手機(jī)貼膜用有機(jī)硅膠粘劑滲透劑的研制[J].有機(jī)硅材料,2020,34(02):12-16.

by 二分

Q.E.D.
投票
本期答題團(tuán)隊(duì)

藍(lán)多多、ArtistET、一毫、Java、二分、小被子

往期也精彩

編輯：4925