大家都知道
用相機拍攝電視畫面會出現
令人苦惱的條紋
但你知道怎麼減輕這種現象嗎
如果想不出來
還可以學學藝術家
他們把它用在了創意設計上
先上圖：
如圖所示，在任意時刻，動滑輪都可以認為是一個槓桿。L1為動力臂，L2為阻力臂，L1為L2的兩倍，故動滑輪能省一半的力（實際過程中還需要考慮滑輪、細繩的重量和摩擦力）。
1608年，在著作《數學紀要》（《Mathematical Collection》）中，荷蘭物理學家西蒙·斯芬通過滑輪系統，提出了虛功原理雛形。1788年，拉格朗日在其著作《分析力學》中，使用滑輪原理推導出虛功原理，解開拉格朗日力學的序幕。
為什麼有的時候用手機或相機拍電視中的圖像會有黑色條紋？
By 第三懸臂的麥克斯韋妖
這就是傳說中的莫爾條紋（Moiré Pattern）啦。一言以蔽之，就是空間頻率相近的兩組圖案相互幹涉，會有更低頻率（更寬間距）的圖案顯示出來。其中空間頻率是指其中特徵條紋間距的倒數。
說得這麼玄乎，其實道理很簡單啦！比如在兩張透明塑料紙上分別畫一排豎線，上面那張每隔1 mm畫一條，下面那張每隔1.1 mm畫一條，很容易發現，豎線每隔11 mm就會重疊一次。細線重疊位置附近，露出的間隙較大，顯得明亮；而細線不重疊的位置附近，露出的間隙較小，顯得灰暗。這樣就形成了周期為11 mm的明暗分布來，整體看上去就是一個間距更大的粗條紋，從而很容易被眼睛感受到。
以上只是一維周期圖案對應的情況。那麼二維情況如何呢？我想你在生活中一定盯著兩層相互重疊的窗紗看過吧？或者……美腿絲襪？細心的你一定會發現，在原有細密條紋的基礎上隱隱約約有間距更寬的粗條紋出現。當兩層窗紗不完全平行或者自身有所起伏時，這些條紋還會彎彎扭扭。用攝像頭拍電視屏幕時也是類似的情形：電腦屏幕上縱橫的像素網格相當於第一層窗紗，手機攝像頭裡的CCD傳感器陣列相當於第二層窗紗，甚至手機顯示屏相當於第三層窗紗，於是拍攝得到的圖案也是有莫爾條紋的啦。再加上角度偏離時的透視、鏡頭成像時的畸變，以及屏幕本身的微小形變，拍攝到的莫爾條紋同樣可以彎彎扭扭。
為什麼純水不導電，而普通水會導電？
By 黑禮服/邋遢紳士
導電是一定數量的載流子的定向移動產生的。常溫下，水的電離全部由水分子電離產生。水的離子積常數為10-14，所以c[H+]=c[OH-]=10-7mol/L，因此可以計算得到電離度為1.8×10-7%。離子濃度太小，因此我們認為幾乎是不導電的。純水電阻率為10MΩ·cm量級。
而普通水中含有一些雜質離子，一般是天然的Na+，Ca2+，Mg2+以及消毒處理引入的Cl-。水本身存在弱電離平衡，當強電解陽離子或者強電解陰離子存在，都會導致電離平衡的重新建立， 強電解質對導電也有貢獻，從而導致水的電解率增大，這個時候普通水當然導電了。
此外，哪怕你真的拿著純水，接上了高壓，這時要是人體接觸純水，身上的鹽和酸都會對純水造成汙染，那個時候導電不導電就不僅僅是純水的問題了。
在微觀上如何解釋摩擦力，它在本質上是什麼？
By 佚名
摩擦力在微觀上如何起作用，科學家們提出過很多理論：如高中會提到的機械嚙合理論——認為材料表面凹凸不平導致摩擦，以及分子作用理論——接觸固體間的分子分離的前後勢能差導致摩擦等。不過這些理論都存在不同程度的問題，摩擦力在微觀上如何起作用，至今仍存在爭議。但是可以確定的是摩擦力其本質是接觸面原子分子之間的電磁相互作用，大家可以就其本質對摩擦力如何作用進行一些思考。如接觸面上原子的電子像包裹在原子核周圍的雲一樣，稱為電子云，電子之間存在斥力，那麼接觸兩側的電子云之間就存在粘滯，這會帶來一定的阻力。
PS：自然界中存在著四種相互作用力——引力相互作用（存在於所有物體之間，通常很小）、電磁相互作用（存在於電荷之間）、弱相互作用（如原子核的β衰變）、強相互作用（如質子、中子間的核力）。生活中大多數相互作用的本質都是電磁相互作用，如壓力、摩擦力、拉力等等。
磁化過程就是磁性材料在磁場作用下，磁化狀態發生改變，直到磁飽和狀態。在同一磁體內，自發磁化強度大小是一致的，磁體中有許多磁疇，每個單個磁疇中自發磁化強度表現為不同的方向。所謂磁疇，就是鐵磁材料在自發磁化的過程中為了達到能量最低產生的小型磁化區域，每個區域內部有大量原子，原子磁矩方向相同。而相鄰的不同區域之間原子磁矩排列方向不同，宏觀上表現為自發磁化強度大小相同，但是方向不同。磁疇的交界面稱為磁疇壁，表現出的整體的磁化強度可以寫為：，其中Ms為自發磁化強度，V是磁疇的大小，q是磁疇方向和易磁化軸的夾角。因此在外磁場作用下，改變的也是這三者，分別對應內稟磁化強度的改變，磁疇壁位移以及磁疇轉動。
假定宇宙中存在一種阻力，這個阻力跟空氣阻力一樣，隨物體速度增加而增加，是不是不需要相對論就能解釋極限速度的問題了？
By 楚湘客
首先，題主的假設是不成立的，因為按照題主的說法，如果宇宙中普遍存在一種像空氣阻力一樣的力，那麼最直接的結果就是，在慣性系中與其他物質距離足夠遠（保證研究物體不與其他物體發生相互作用）的物體仍然不能保持勻速直線運動。這和我們的觀察是相違背的。
事實上，即便從狹義相對論的觀點來看，無論多小的力也可以使物體加速。但是在相同作用時間內相同的力對於處在不同速度下的兩個物體（靜止質量相同）的速度的改變量是不同的。根據相對論的質量變換關係和動量定理我們很容易計算出：一個靜止質量為1kg的物體，在1N的力的作用下，1s內速度變化量為1m/s。如果相同的物體被加速到0.99C（c為真空中光速），那麼在1N的力的作用下，1s內速度變化量約為0.14m/s。可見隨著速度的增加，力加速的效果越來越不明顯，最終結果是如果我們想要彌補物體的速度和光速之間的最後一點點差距，需要我們用有限的力作用無限長的時間。所以我們可以說無法通過加速的辦法把一個有靜止質量的物體加速到光速。
精確地說，比熱容會隨物質溫度上升而增大嗎？
By 面壁者
熱容量（比熱容和其只差一個質量係數，討論兩者是一樣的）是系統升高單位溫度時內能的變化。一般情況下，在很小的溫度範圍，我們認為熱容量是不變的，實際上熱容量隨溫度變化是物質世界普遍存在的現象。
比如雙原子分子理想氣體的熱容在常溫下為5/2Nk，在達到幾千度的時候變為7/2Nk（N為分子個數，k為玻爾茲曼常量）。我們可以把雙原子分子想像成同時用彈簧和玻璃棒連接的兩個小球。開始時溫度較低，「分子」運動速度較慢，能量不足以撞碎玻璃棒，這時和沒有彈簧是一樣的。當溫度逐漸升高，玻璃棒破碎，彈簧起作用了，振動自由度參與到能量的分配當中。由於經典的能量均分定理，原來平均分配給平動和轉動自由度的一定能量，現在需要分給振動一部分，從而相同吸熱時平動能增加得沒那麼多，溫度也升高得比原來少，即熱容增大。當然更為準確的說法是振動能是量子化的，較低溫度的熱運動不足以使分子發生振動能級上的躍遷，要達到103K量級，熱容才需要考慮振動的影響。
熱容隨溫度變化還有一個比較典型的例子，就是電子。電子的熱容和溫度成正比，常溫下很小，要達到104K的量級才能和晶格熱容相比較。因為電子是費米子，滿足泡利不相容原理，每個能級只能佔據兩個自旋相反的電子，所以最高佔據能級已經很高了，常溫的熱運動只能影響到最高佔據能級附近的一部分電子。考慮晶格振動和電子的熱容，我們就得到了在溫度極低的情況下，金屬的熱容趨近於0。比較有意思的事是，根據熱容的定義，熱容可以為負值。黑洞的溫度和其質量成反比，而質量和能量是相當的，也就是說黑洞吸收能量後溫度下降，從而表現出負的熱容，並且和溫度的二次方成反比。
首先我們需要知道，極光是來自地球磁場或太陽的高能帶電粒子流使高層大氣分子或原子激發而產生。根據能量最低原理，激發態是不穩定的，被激發的原子等一段時間後(這段時間稱為壽命)會釋放出一定能量的光子，然後回到穩定的基態，這一過程中放出的光就是極光。而大氣分子主要是由什麼構成的呢？沒錯，主要是氮氣和氧氣。這裡我們先看一下極光的光譜。
(圖片來源:http://www.ss.ncu.edu.tw/%7ESpaceEdu/database/IntroSpace_notes_exam/new_Aurora_Fig/auroraSpectrum.jpg )
根據我們上面的闡述，極光顏色主要靠激發態決定，也就是由大氣分子的組成以及入射電子能量大小決定。當入射電子能量不太大，容易激發氧原子，最終產生的光波為557.7nm的淡綠色光。而能量較大時，容易激發氮原子，最終產生427.8nm的藍色光。而在能量很大的時候，容易發出630nm的紅光。
而雖然高層內空氣密度小，但是碰撞對於壽命長的態而言依然是有巨大影響的，比如630nm的紅光壽命約110秒，而處於這種激發態的原子，只要被其它原子碰撞，激發態就會改變，再躍遷回基態時發出的光的顏色也會隨之改變，不會再是紅光了。而557.7nm的淡綠色光壽命為1秒左右。對於人眼可以觀測到的較低層而言，空氣密度相對高層較大，碰撞較多，因此看到的多為綠色光。
本文來源：中科院物理所
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