从惊奇到平凡,生活背后的科学

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　　一般来说，科学研究应该是一项非常严肃、研究重大问题的事业，但是却有一些科学家看起来却似乎不务正业，花宝贵的时间去研究生活中毫不起眼的日常现象，比如洒出来的咖啡、滴水的茶壶，还有5秒定律，等等。



　　人们不禁疑惑，这些研究有什么意义呢?其实，这些奇怪的研究不但揭示了日常生活背后的科学奥秘，更是激发了我们对科学的兴趣，所以是一种值得称赞的行为。



　　茶壶嘴为何会滴水?

　　法国里昂大学的流体动力学研究人员一直在努力进行一项，关于茶壶壶嘴容易滴水的原因的研究。他们发现倾倒后液体溢出是由于“毛细管效应”(液体在没有外力的影响下，在狭窄空间中流动的能力;它的发生是由于液体和周围固体表面的分子间的力量);当你倒茶时，有些液体顺着壶嘴外流下来，这是因为壶嘴的形状、倒茶的速度和茶壶的防渗水设计会影响水流的方向。比如，直边金属材质的茶壶比有曲线的陶瓷茶壶少漏很多。

　　为什么咖啡会洒?

　　加州大学圣芭芭拉分校的研究人员通过记录志愿者拿咖啡杯的次数来揭秘撒落咖啡背后的秘密。他们发现，咖啡洒落的结果和咖啡杯的结构和大小有关。



　　液体在杯中的晃动是一个自然的过程，就像一种液体钟摆一样。这也受杯子的形状以及液体的性质影响。如果咖啡是在一种普遍使用的杯子里，它的表现就像是我们日常行走一样。当你行走时，液体开始晃动，并且在脚步中带有一点不规则。你走得越快，越有可能将液体洒出来。

　　在杯子上加盖子可能让情形变得更糟。当咖啡晃动时，有一些液体沿着杯盖蔓延，有一些甚至漫出杯盖。当这两种水流碰撞时，会射出杯口，制造一个咖啡火山。

　　“五秒”定律是真实的吗?



　　每个学童都曾经听说过，如果你在5秒钟之内捡起掉在地上的食物，它们是安全可食用的。但这是否是一个都市传说?为了测试这一观点，英国阿思通大学的研究学者在各种各样的地板上掉落过多种多样的食物，包括烤面包、意大利面、饼干和糖果，掉落时间都控制在3秒到30秒之间，之后，检测这些实验品带有的正常的细菌数量。结果显示，细菌在神奇的5秒之前就已经沾在食物上面了，不过总体上食物还是在可食用的范围内。掉在软的地毯上的食物比掉在硬的地板上的食物，沾的细菌少;软且粘的食物比硬的食物沾的细菌多。

　　为什么我们会走神?

　　大脑的“走神模式”更像是某种意义上的自我反省或是白日梦，但是通过一定的努力，我们可以转换成“集中模式”，并且执行更复杂的操作。然而，如果这些任务是重复的，我们的思维就开始漫游，我们就容易出错。这种现象的专业术语叫做“适应不良的大脑活动变化”，通俗地讲，它们叫做“大脑放屁”。



　　美国新墨西哥大学的研究者发现，通过使用功能性核磁共振，我们可以发现大脑在做出错误决定前30秒内的“大脑放屁”现象。核磁共振发现，导致这种结果的原因是大脑中的血液流向了不同的方向。

　　为什么烤面包会糊?

　　烤面包可以从糊状的白色变成焦黑，在几秒钟内就黑了，这是怎么回事?答案可以从它的化学性质中找到。

　　面包最基本的组成是小麦粉、酵母和水。小麦粉主要包含碳水化合物(长链糖)和蛋白质(氨基酸长链)等，这些是美拉德反应包含的关键成分。

　　面包中的糖(包括葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖)都含有称为醛(公式是CHO)的化学基团。当温度高于140℃时，醛的基团开始和小麦蛋白质中的酸中的氨基上的氨基(-NH2)开始反应。这是烤面包的第一步。



　　这些反应产生的产物是不稳定的，它们迅速重新排列成一种叫做阿马多瑞的化合物。然后它们继续反应，产生一种由独特气味和味道组成的化合物。总体来说，面包片越干燥，这些反应发生的越快，烤面包片越容易变黄，或是烧焦。碱性面包(像一些由小苏打做成的)会比酸性的更快变黄。表层涂了牛奶或鸡蛋的面包由于有额外的蛋白质，所以也会更容易变颜色。而烤水果面包片时要格外小心，糖会开始焦糖化，如果放在面包机太久，会变成脆脆的碳。

　　烤面包的味道

　　多重化学成分构成了烤面包的味道和特殊气味。

　　1、面包：蛋白质(由氨基酸构成)和碳水化合物(糖)组成。

　　2、热量：当温度超过140℃时，氨基酸和糖开始合成。

　　3、糖：在面包中找到的糖分有：葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖。

　　4、氨基酸：一共有20种氨基酸，每一种都有轻微不同的结构。

　　5、葡基胺：糖和氨基酸合成了不稳定的化合物，叫做葡基胺。

　　6、氯胺酮：葡基胺重新组合形成氯胺酮，同样被认为是糖胺化合物。

　　7、产出：各种化学品可以形成酮胺并继续相互反应。



　　一直盯着屏幕看，是怎样拉伤你的眼睛的?

　　我们在学习、工作和娱乐消遣上越多地依赖电子产品，对我们的视力影响就越大。就像是重复的运动可以导致腕关节损伤一样，长时间盯着屏幕看会造成短期内眼睛肌肉紧张。眼睛直盯屏幕时，晶状体时刻都在做着十分微小的调整，屏幕的亮度、颜色都非常尖锐，给眼睛带来了额外的压力。看屏幕的距离以及角度也会不自然、不放松，也就意味着眼睛需要一直疲劳使用以保持高度的注意力。



　　pH值范围——酸性、中性和碱性都指的是什么?

　　溶液的pH值是如何测量的?指示剂带的颜色变化取决于溶液的pH值

　　pH测试指的是测量一个化学物质是酸性还是碱性的。化学物质的定性取决于它的测试结果在0-14的哪个值上。其中，0是酸性最强的，7是中性的，14是碱性最强的。让我们从中间数值开始认识，纯净水的化学式是H2O，有两个连接在一起的离子：氢和氢氧化物，所有的离子都是成对的，一个氢键绑在一个氢氧根上，而它的pH是中性的。

　　酸有多余的氢离子，但并没有足够的氢氧根离子去配对。并且，pH值每下降一点，这些额外的氢离子都会增加。比如，pH6的氢离子浓度是pH7的10倍，pH5的氢离子浓度是pH6的10倍，以此类推。相反的是，碱性溶液中有多余的氢氧根离子，pH值每增加一个值，氢氧根离子便会增加10倍。如果加入酸到碱，多余的氢离子和氢氧根离子便可以中和形成水，使pH值回到中性。



　　闪电火箭——科学家是如何通过向云层发射火箭来制造闪电的

　　当水滴和冰粒子在云里产生摩擦时，电子被剥离，此时云层底部带负电荷。这种电荷逐渐积聚起来，直到它被释放，即遇到从地面发出的带有正电荷粒子的闪电。这可能是自然界最伟大的表演之一。



　　通过在火箭上绑一段铜线，科学家可以制造闪电。Kevlar-coated线一端连接在火箭上，另一端连接在地面。连接好之后，火箭被发射到暴风雨云中。随着火箭上升，电线揭开，形成了一条通往地面的导电路径。当火箭上升冲向云层时，正电荷从地面沿着导线向上跑，负电荷从云里向下伸展。电线导电时会发光，热量很快聚集，随后发生爆炸。在第一个闪光之后，有一个延迟，然后是闪电，它沿着汽化导线留下的路径延展。