後臺的問題依然穩定地在增長，可喜的是問題的平均水平也在增長，民(min)科(ke)問題幾乎不見蹤影！
Hooooray~~
p.s. 這裡小編發起一個請求，就是請小夥伴們給我們已經初見規模的答題團隊起一個名字，檢驗真愛的時刻又到了…（採納後小編看心情給驚喜！）
到醫院拍X光片，有專門的鉛防護服，能有效防護X射線的危害。請問為什麼鉛能防輻射，是因為密度大嗎？那是不是比鉛密度更大的金屬如鎢、金、鉑等防護效果更好呢？
by 國富兵強
X射線家族佔據了波長從0.01納米到10納米的波段，能量從100eV到100000eV，是光譜中相對比較健壯的光，在傳播過程中橫衝直撞，穿透力強，目前人類發現的能阻擋X射線的方案主要有如下兩種：1.光電效應，即原子中一個比較外圍的電子把這個X光光子吃掉，這樣X光的能量就被電子吸收了，一般來說這個能量足夠電子擺脫原子核的束縛，並且以很快的速度飛出去，能量也比入射的X光子低一些。對於能量較低的X光，這個效應佔主導，2.康普頓散射，也就是入射的X光光子和自由電子撞在一起，電子被撞飛，而X光的能量也損失掉一部分，並且會改變X光光子的方向，這個效應對於能量較高的光子佔主導。由於光電效應對於原子序數較大的元素吸收效果較好，而且在生活中接觸到的X光中主要考慮光電效應就好了，因此選用鉛這種原子序數（鉛為82）較大密度較高而且還沒那麼貴的材料來防護，這是效果與成本綜合考慮的結果，並且原子序數更大的金屬可能本身也有輻射。你說的材料中原子序數分別為鎢74鉑78金79，還是鉛更理想。
參考網站：
https://global.britannica.com/technology/radiation-measurement#ref620681
世界上沒有兩片相同的葉子，沒有兩枚相同的指紋，那存在兩個一樣的原子（以及其他粒子）麼？如果不同，有什麼差異呢？
by 叼菸斗的貓
在宏觀世界，「同類」的事物總可以通過更細緻、複雜的結構（比如兩片葉子的葉脈）加以區分。但在微觀世界，同類的基本粒子則具有完全相同的「內在的」屬性（內稟屬性）：比如所有的電子都具有相同的電荷、靜質量、自旋…，在此之外我們可以認為它們不再具有其他的自由度或更精細的結構，因此我們可以認為同類的基本粒子都是相同的。即使是具有細緻結構的同類粒子，例如兩個氫原子，我們也可以設想它們的狀態完全相同（比如說電子佔據相同的軌道…），這樣具有完全相同狀態的粒子則可以被認為是「一樣的」。
by 貓的薛丁格
嗯，薛丁格這個名字一定會在貓的歷史上留下記載。貓本來好好的，結果被世界人民玩得死去活來，跑題了~~~首先解釋一下為什麼宏觀世界見不到薛丁格貓的態，其實是因為在薛丁格貓這個例子裡面，觀測並不是在盒子打開的時候發生的，而是在盒子裡面的蓋革計數器計數的時候就已經發生了（換句話說，貓早就知道自己的死活了）。根據這個解釋，蓋上盒子貓不會回到又死又活的狀態。其實在微觀世界裡，這也是不會發生的，我們對一個物理量進行觀測，這個系統就坍縮到該物理量的本徵態，也就是被改變了，就不處於原來的疊加態。不過根據量子力學的原理，某個物理量的本徵態可能是其他物理量的疊加態，你的願望倒是有可能滿足。打個比方，我們找到貓的另一個「物理量」進行觀測，比如貓有沒有尾巴（假設貓是有尾巴和沒尾巴的概率疊加）當我們看到貓沒有尾巴時，很可能貓就回了又死又活的狀態。
翻以前的推送看到《黑與白之歌》的轉載，為什麼置換反應表現出來是被析出的金屬（如銀）像是樹一樣生長,還能分叉？不是應該只是在活潑金屬（如銅）與溶液接觸位置才會發生反應麼，看視頻倒是像新的銀在原來銀樹的基礎上析出，求解(｡ì _ í｡)
by Jeanineeee
首先感謝這位讀者的對公眾號的關注，mua。溶液中的置換反應並不是直接的離子交換。我們知道Cu和Ag都是金屬，金屬中的價電子是自由運動的，就像空氣分子一樣，所以叫自由電子氣。置換反應可認為包含了兩個步驟：第一：Cu原子失去電子變成離子進入溶液，第二，Ag離子從金屬中獲得電子變成金屬單質沉積在金屬表面，由於電子是到處亂跑的，這兩個過程並不一定發生在同一區域。那麼為什麼Ag離子會在Ag表面析出而不是Cu的表面呢？這涉及另外一個知識（真是個划算的問題）。當Cu和Ag接觸時，由於費米能不同，電子趨向於往Ag方向跑，最後達到費米能相同。就像兩桶水高度不同，如果拿管子連起來，水高的會向低的裡面流，費米能就是「水面」的概念，只不過，金屬裡面裝的不是水，是電子。
現在觀測星星主要還是靠望遠鏡吧，只靠收到的光譜怎麼知道天體有多遠？這麼遠收到的光譜不會被汙染嗎？
by Bingqing
從收到的光譜可得到該譜線的紅移，1929年哈勃發現，河外星系等遙遠天體，其譜線紅移z與距離r成正比，關係為 ，其中c為光速，H0為哈勃常數，這就是著名的哈勃關係。由此便可以由光譜得知天體距離地球的距離。但實際上，哈勃關係只有當紅移z<<1時才成立。對於紅移較大的情況，結果就要複雜了，而且與其他一些宇宙參數有關。（其實測量天體距離的方法還有，對於距離太陽較近的恆星，可採用三角視差法，即通過地球處在公轉軌道相隔半年的位置時恆星相對於地球的不同角度，以及公轉軌道的半徑，根據簡單的幾何計算即可得到目標恆星的距離。對於較遠的恆星，可採用新星、超新星等宇宙「標準燭光」來測距……）
事實上望遠鏡接收到的天體的光譜，不論遠近，在一定程度上都會有「汙染」，一部分是望遠鏡系統自身所造成的，一部分則是環境因素所造成的，如果是地面望遠鏡，大氣的影響就會很大（例如大氣層對除了可見光以及射電波段的光的透過率都很低），空間望遠鏡就能避免大氣的影響。對於這些影響，而光在傳播路程中所受的影響則是沒法避免的，例如光經過一個大質量的天體，其紅移就會增大，光經過宇宙塵埃，會被吸收掉一部分等等，當然研究人員在研究時會想盡各種方法去掉這些影響。
相對論中的速度是物體的相對速度還是絕對速度呢？如果是相對速度又是相對什麼的，絕對速度又是指什麼？
by Cynthia
首先必須指出，在相對論的框架下，是沒有絕對速度這一說的。在中學我們都學過參考系，這是我們衡量一個物體運動的參照物。絕對速度意味著有一個特殊的參考系，它是「絕對靜止的」。19世紀時，科學家們認為以太，即假想中光傳播的介質，就是這樣一個參考系。但後來的種種實驗與理論的背離，令科學家們放棄了以太學說。狹義相對論中，一切慣性參考系都是平等的，沒有「特殊」的那一個。這時我們談論的速度概念，就是一個物體相對於某個慣性參考系的運動，這當然是相對速度。
要想測量不穩定粒子的性質，直接測量是非常困難的，故而人們都喜歡選擇間接測量。一種常用的方法是利用這種粒子衰變後的末態產物（例如電子、光子等）性質進行反推。實驗室中的對撞機產生末態粒子數據後，可以在各種守恆率的約束下（例如最簡單的能動量守恆等）進行倒推，通過對大量實驗數據的綜合分析處理，進行合理的修正以後，就可以愉快的倒推出來中間態粒子的各種性質。
自由中子的半衰期很短，為什麼原子核中的中子可以穩定存在？
by RailGun10032
先說自由中子，自由中子可以衰變為質子、電子和一個反中微子，這一過程由於靜質量有減少，過程釋放能量，所以自由中子會傾向於衰變，半衰期約10分鐘11秒。
而對原子核來說，中子衰變的過程還要考慮核子間的結合能。原子核中的一個中子如果衰變為一個質子，總的能量會升高。這是因為原子核內質子之間有強烈的庫侖排斥力，把一個中子換成一個質子，與其他核子間的強相互作用（吸引力）幾乎不變，卻使庫侖勢能提高，所以總的能量提高了。只有當外界提供足夠能量，原子核內的中子才會發生衰變。
更具體來說，質子、中子均為費米子，在原子核內遵從費米分布。質子和中子在核內各自按一套能級分布，都分殼層，遵循能量最低原理（從能量由低向高排），也都遵從泡利不相容原理（一個能級最多佔據2個自旋相反的質子/中子，可以想像電子的排布）。所以a個質子佔據約a/2個質子能級，b個中子佔據約b/2個中子能級。由於質子間有庫侖排斥而中子間沒有，質子的平均能級間隔要更大。在一個穩定原子核中，非重荷的原子，質子和中子數相近，佔據最高能級的質子比佔據最高能級的中子的能級高，中子的衰變很難發生；對於重荷原子，中子數相較質子數較多，佔據最高能級的質子比佔據最高能級的中子能量差不多，所以Beta衰變可能發生。
小編你好 問下在狹義相對論專題中:1.由「在兩個坐標系觀察光源的速度相同」這個條件好像並不能推導出洛倫茲變換公式啊 僅僅是帶進去成立而已 能給出嚴謹的數學推導嗎 2.還有兩個人以一定速度做相對運動時仍可以比較時間吧 通過發送電磁波就可以啊反正我們假設光速不變而且人的速度無法超過光速另一個人肯定能接受到電磁波3.雙生子佯謬的解釋中速度怎麼可以突然反向?不是還要有加速度嗎 我認為這個問題狹義相對論確實解釋不了。
by PLTT
慣性參考系之間是平等的，所以變換和逆變換的形式應該一樣，顯然，線性變換滿足這一特點
（在這個簡單模型下可以只考慮一維）坐標系P和P』原點重合,某一點在P系坐標（x,t）,P』中坐標（x』,t』）。考慮在t=t』=0時，原點發出一束光，且P』系開始沿P系x正半軸做速度為v的勻速運動，則有這樣的變換。
由於光速的不變形，則有
代入得到
原點O』在P系中運動，但在P』系中是固定點，因此
顯然x』和t』是增大的，
則 。記
則 。
（數學美不美？）
2，的確，但即使我們考慮了這一部分消耗的時間，仍然會出現相對論效應。
3，雙生子佯謬這個問題是一個模型，模型可以忽略一些條件。至於為什麼速度會突然反向，我覺得可以腦洞一下，說不定你就會是下一個凡爾納，或是下一個劉慈欣:）
這個回答只是小編自己的理解，全當拋磚引玉的，大家有不同意見歡迎留言討論~~
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這個問題的第一感覺是因為，對于波函數，我們觀測到的東西是一個實數的概率分布，但是，控制系統演化的波函數卻是一個複函數ψ(x,t)。通常的說法（一般教科書）是波函數具有一個不重要的相位因子，也就是U(1)規範自由度。但是真麼回答你肯定是不會滿意的（我自己也不會滿意）~~那怎麼理解呢？
讓我們以最簡單的自旋1/2系統為例，來看看怎麼回答這個問題。首先對於自旋態的表示，對於自旋1/2的粒子，它的自旋波函數是一個二分量的波函數 其中μ,ν是兩個數，我們先來看看如果波函數必須是一個實的波函數，會怎麼樣？
【實波函數】
那麼μ,ν是兩個實數，這樣的話，再由波函數的歸一化條件，我們知道必須滿足
那麼我們可以看到，這時候二分量自旋波函數的自由只有一個（因為原先μ,ν兩個自由度減去歸一化條件一個自由度），那我們知道，自旋本質上是角動量，描述一個方向的角動量，我們知道，至少需要兩個自由度（θ，φ）
顯然，實數的波函數不能夠完全描述我們的系統。
【復波函數】
如果μ,ν是兩個複數的話，我們知道一個複數有兩個自由度，那麼現在我們有四個自由度，同樣減去歸一化的一個約束條件，我們實際上有三個自由度來描寫波函數。
同樣的，描述一個角動量的方向，我們同樣需要兩個自由度（θ，φ），那麼剩下一個自由度？是的，這個自由度就是規範自由度，描寫波函數整體相位的一個自由度。所以，我們看到，用實波函數來描寫量子系統，就會面臨描述不完全的情況，而用復波函數來描寫量子系統，就會面臨自由度增加的情況。那這個增加的規範自由度有什麼物理意義麼？
由於篇幅的限制，這裡就簡單的說兩句，感興趣的同學可以自己去維基。對於單粒子的自旋系統，這個多餘的相位自由度實際上就是Berry相位，是一個幾何相位。最近比較火的拓撲絕緣體就和這個東西有關，同樣在超導和超流中，也是由於這個相位選取一個特定值的結果，即所謂的U(1)規範破缺。
總之呢，大自然看似為我們帶來了一個未知的自由度的同時，也為我們打開一扇通往新世界的大門~~~~
本期答題團隊：
物理所THU物理系41的同學、北理工 文卿
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赫羅圖？恆星演化的套路 | No.35
編輯：WQD
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