跷二郎腿等生活习惯到底会不会导致脊柱侧弯？| No.406

一腿搭一腿，乐在其中生
二郎腿虽然舒坦
其带来的体态问题也让人担忧
比如
到底会不会导致脊柱侧弯？

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Q1 纸燃烧时会变重吗？
Q2 利用偏振片可以观察到应力分布是什么原理？ 
Q3 最近背到元素周期表，突然想知道目前人类还有发现未知元素的可能吗？或者说还能人工合成新元素吗？
Q4 原子由原子核和电子构成，电子围绕原子核运动，原子核与电子之间空间是真空的吗，还是存在其他东西？
Q5 波传播过程中经过两种介质，在介质边界位置处的振动情况是怎么样的呢？
Q6 无数与任意存在哪些区别？
Q7 肌肉增长的原理是什么？
Q8 跷二郎腿以及生活习惯到底会不会导致脊柱侧弯？

Q1 这是真的还是假的？如果是真的那是什么原理？

by 匿名

答： 问题附图 这个视频早就被证伪了。实验人员通过反复的实验，发现纸巾在燃烧过程质量会持续下降，不会出现反弹的效果。这个结果并不出乎我们的意料，纸巾的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，这些物质在燃烧后会产生水和二氧化碳等气体，它们分散到空气中，导致纸巾在燃烧中质量会持续减少。那么网上的视频是咋回事？工作人员推测应该是电子秤传感器失常导致，才出现了错误的示值，具体原因需要对计量器进行检定后才能下结论。本以为发现了什么新物理，结果又是一场闹剧。 图自[1] 参考文献： by Sid Q.E.D.

by 匿名

答： 借助偏振片可以观察应力是基于光弹性现象。当我们给材料施加了压力，那么材料内部的分子就会偏离原来的平衡位置而达成新的分布，也就是说材料内部产生了应力。如下图所示，玻璃上的彩色条纹的分布能够反映应力的分布。 通过条纹来观察应力 当材料内部出现应力时，由于晶格结构的变化，材料的光学性质不再各向同性，材料不同位置处的光折射率和应力大小有关，光透过时会出现双折射现象。光通过偏振片会变成一束偏振光，接着通过光弹性材料时，会被分解成一对偏振方向相互垂直且具有相位差的双折射光。如下图所示，由于这两个折射光受到的折射率大小不同，因此会产生不同的相位延迟，出射的两束光再通过第二个偏振片后，能将两个不同相位延迟的光分量投影到同一个振动方向，因此会出现光的干涉现象，也就出现了干涉的彩色条纹。 双折射示意图 参考文献 by 小线 Q.E.D.

by 小羽毛

答： 人类发现的最重的天然元素就是92号元素铀，后面的元素都是人工合成的。因此问题或许应该是“人类是否还能“发明”新元素？”更为准确。什么？你说这不就相当于人类在抢上帝的活？（笔者并不信教）人说要有118号元素，于是便有了118号元素。 笔者不知道最新中学教材里的元素周期表有没有更新，大家可以猜一下人类发明或者发现的最新元素是几号？（其实不用猜，下图已经给出了）对了，就是118号元素Og。 元素周期表(中国科学院近代物理研究所袁海博绘制) 填充完118号元素后，正好填满了元素周期表的第七行。因此一个自然而言的想法是，元素周期表的第八行存不存在？人类什么时候可以合成出超过元素周期表第七行的元素？元素周期表的尽头是哪里？ 为了更准确地描述原子分类，我们这里引出核素的概念。我们知道化学元素是具有相同的核电荷数的一类原子的总称，其原子序数为Z。同一种元素因为原子核内中子数(N)不同而形成不同的原子。比如氢元素(Z=1)有三种原子，分别是氕(N=0)、氘 (N=1)和氚 (N=2)，它们互称为同位素(isotope)。核素聚焦于原子核不同种类的区分，是对原子分类更加精确的描述。核素名称的标准写法是在元素符号的左上角标注原子质量数A=(N+Z)，比如 (氘)。 原子核内质子或中子可以处于不同的能态(称为核能级)，能量最低的能态称为基态，其他的能态称为激发态。通常，处于激发态的原子核不稳定，会通过放射性衰变退激发回到基态或蜕变为其他种类的原子核。具有放射性的原子核构成的核素统称为放射性核素，会通过放射性衰变最终蜕变成稳定核素。到目前为止，人类一共发现了118种元素的超过3300种同位素，其核素种类包括3340种基态核素以及1938种衰变半衰期大于100 ns的同核异能态核素。除去天然存在的339种核素，其余都是人工合成的核素。这些核素可以用下图的核素表直观地表示出来。 NUBASE2020核素图 | 图自[1] 每一个方块都代表一种核素，图中彩色方块代表不同衰变形式或者稳定的已经发现或者发明的核素。灰色的部分就是计算机理论预测出来但是还未合成出的核素。仔细观察就可以发现，该图右上角最后一个黄色方块就是118号元素Og。 因此，针对上面的问题，答案是开放的。理论上预测元素周期表可以超过第七行，但实验上还未合成出这样的核素。各国科学家，包括我国，都在争分夺秒地研究119号和120号元素，可能在不久的将来，你我都是历史的见证者。（画饼bushi） 参考文献 罗胤芳, 颜鑫亮, 王猛, 王茜, 周小红. 核素图评述与新设计[J]. 原子核物理评论, 2023, 40(1):121-139. doi:10.11804/NuclPhysRev.40.2023018 by opzk Q.E.D.

by hq912060

答： 可能是如下图这种图片带给大家的直观感受，会让我们产生原子核和电子之间的空间很空旷的错觉。 图源百度百科 但更严谨的科学计算得到的电子分布的结果应该如下图所描述。 氢原子中不同能级的电子轨道：找到电子的概率由颜色表示，括号内为量子数（n,l,ml） 基于量子力学，求解氢原子的薛定谔方程可以得到了氢原子不同量子态的电子的空间分布。用来描述不同的电子轨道的空间分布的是波函数，其种类取决于主量子数（n）、角量子数（l）和磁量子数（ml）。波函数具有波的特点，描述了电子具有众多可能存在的空间位置，以电子位置为自变量，对应的波函数的函数值的平方为电子出现在该位置的概率值。 所以电子不再是我们认为的空间位置唯一的粒子，而是在全空间中都有一定概率能存在的波函数描述的状态。现在我们更新了原子中电子分布状态的物理图景，原子核和电子可能出没的某个位置间的空间位置依然可能存在电子。当然，电子和核子之间也存在相互作用，例如电磁作用等，因此电子与原子核之间的空间存在光子、Z玻色子等，但它们不会长时间稳定地存在于原子内部的空间里。 参考文献 by 小线 Q.E.D.

by ksuwydg

答： 下面以电磁波为例，考虑一束单色平面波入射到两种介质的交界面xy平面上，其入射电场为： 同时会在界面上产生反射波和折射波。Maxwell方程组“自带”的边界条件告诉我们，界面上的电磁场要满足切向分量相等： 此式要求反射波和折射波有相同的时间因子，可以理解为介质分子在外电磁波的作用下以频率做受迫振动，这种受迫振动也是反射、折射波的来源，同时也是时间平移不变性的体现。 假设两种介质都是均匀各向同性的，反射、折射波可以分别写为所有频率为 的沿不同方向传播的平面波的叠加： 反射波： 折射波： 由于体系在界面上有空间平移不变性，电磁场在交界面上处处相等，要求反射波、折射波一定xy平面内具有相同的空间波动行为，即 。由此得出z方向的矢量 分别为。 因果关系告诉我们反射波和折射波能量都应该离开界面，此时波矢方向与能量传播方向（波印廷矢量 ）同方向，故 取负根， 取正根。上面繁杂的分析总结起来就是我们常见的几何光学反射、折射定律，值得注意的是，上述结论对一些其他种类的波（如声波）也同样适用。 参考文献： 电动力学讲义（复旦大学周磊教授） by Sid Q.E.D.

by Sky 2024

答： 1，无数和任意的范围不同，无数更多的是表示数量的庞大，而任意则更多地表示选择上的自由。就比如，我们可以说自然数中的偶数有无数个，但不是任意一个自然数都是偶数。 2，比如任意一个，两个或者是多个，但是不会是无穷多个，从这个数量意义上来讲，任意是小于无数的，因为任意是有限的，无数是无限的。 分析学中常见此类讨论。小编在这里举个例子吧， 设有一个函数 在 的去心邻域里有定义，对于 (正数,无论多大)， (正数)，当 ，都有 ，则称 即 在这里，对于任意的一个M，都存在一个无穷小量（这里的无穷小量就有无数个），使得这个范围内函数f(x)大于M。这样看来，无数和任意的区别是不是就更直观了捏。 by 蓝多多 Q.E.D.

by 匿名

答： 肌肉的生长可以通过三种方式发生：（1）通过增加肌肉细胞数量，（2）通过增加肌肉纤维直径，以及（3）通过增加纤维长度。细胞数量在我们出生时即达到稳定值，因此肌肉增长是通过添加额外的肌原纤维或通过在现有肌纤维的末端添加新的肌节来增加肌肉质量的。 肌肉结构图 | 图源网络 当我们进行运动训练时，肌肉会受到撕裂，撕裂的肌纤维在训练后的恢复中会被修补，经由超量恢复变得更加粗壮，从而实现肌肉增长。肌原纤维是一种微丝，与肌肉收缩有关，肌浆网则是包裹在肌原纤维外面给它提供燃料的基质。当你进行高强度的练习时，主要是肌原纤维增厚，增加的是肌肉体积和力量。而当你进行高重复、低强度的练习时，肌浆的容量得到刺激，增加的是肌肉体积和耐力。无论你需要哪方面的增长，都必须向肌肉施加超过它们日常承受习惯的压力。 参考文献： 天空.肌肉增长的真相![J].中国自行车,2018(02):48-52. Pearson, A. M. (1990). Muscle growth and exercise. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 29(3), 167–19. by 小线 Q.E.D.

by beings-yyds

答： 简直不要太舒服 一些不良生活习惯可能会造成功能性脊柱侧弯。与先天性脊柱侧弯不同，功能性脊柱侧弯是由于姿势、运动习惯或其他部位的形变导致的脊柱出现代偿性侧弯，而脊柱骨骼本身并没有变形，所以并不是真正的脊柱侧弯。 一般来说，只有X光片测量Cobb角度超过10度以上，才能说是真正意义上的脊柱侧弯。如果只是微弯，通常属于体态不良。虽然如此，我们也不建议大家长时间跷二郎腿。因为人在跷二郎腿时，髋关节、膝关节、骨盆都会有一定的屈曲代偿，长期用一侧的脚跷二郎腿，可能会加重腰肌劳损，且会让下面的腿受到压迫，不利于下肢血液循环，容易引起腿部静脉曲张，且未治疗的功能性脊柱侧弯长此以往也可能发展为真正的结构性脊柱侧弯。 对于功能性造成的轻微脊柱侧弯，只需要及时矫正即可。可以通过改变不良的生活习惯、物理治疗、使用脊柱矫形支具和运动治疗等方式来改善侧弯。需要注意的是，如果保守治疗无效，或者侧弯角度较大、病情较重，则需到专业医院进行手术治疗。 参考文献： by Sid Q.E.D.

Sid、小线、opzk、蓝多多

#上期也精彩

编辑：小范

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