拍西瓜判断成熟度,究竟是靠音调还是音色?

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各位考官,又见面了。

我看到有的考官会问我们SME怎么什么都知道,在这里我正式回答一下,我们其实根本不是都知道,只是我们有娴熟的资料查阅技巧,很多问题你们可能不知道如何去寻找答案,搜来搜去都只是“XX知道”里复制粘贴的凑数回答,但对我们来说除非角度特别清奇,一般都能够找到可靠的文献资料解答。

所以这一期的瞎答,我打算结合具体的文献资料来解答各位的问题,尽量还原我们查阅资料的真实过程。

那好,请听题!

1. 为什么气割气焊的火焰在刚接触金属表面时周围会出现水珠!气割火焰在接触的金属表面的时候短时间内会出现水迹!不管是乙炔或者煤气都会出现这种情况!它的原理是如何形成的?

——剑雨如画

答:这个问题其实特别简单,因为这些可燃气体充分燃烧的产物里都有水,以乙炔为例,它完全燃烧的反应方程式是:2 C2H2 + 5 O2 (点燃)4CO2 +2H2O,当火焰接触金属表面前它就已经在源源不断生成水,当然是以水蒸气的形式存在,水蒸气接触还没有被加热的金属就发生了凝结,之后随着金属表面的温度升高,这些凝结水又再次蒸发。

煤气也会出现这种情况,但我不知道你所说的煤气指的是广义的管道燃气还是狭义的以一氧化碳为主要成分的燃气,天然气的燃烧产物肯定有水,煤气分类下的水煤气因为氢气含量较高,燃烧产物也会有水。

如果大家不太明白问题里所描述的现象可以用打火机自己尝试一下,打火机里的燃料是丁烷、丙烷这一类的液化石油气,燃烧产物同样也有水。点燃打火机靠近一些不可燃的物体,比如金属杯、玻璃杯、陶瓷餐具等,应该也能观察到有凝结水的产生,如果火焰贴近物体时间较长还可能看到燃料不完全燃烧产生的炭黑。(以上操作可能存在风险,一定要注意安全)

2. 感冒发烧能不能食用鸡肉?从小就听长辈说感冒发烧不能吃鸡肉和鸡蛋等,说是吃了鸡肉会让体内的寒气不能驱赶出来(俗称闭寒),请问是有什么科学依据吗?

——sukura&绘梨衣

答:本来是不愿意碰传统医学的东西的,但是看在这个问题比较常见的份上,硬着头皮去找了找资料。你提到的这种饮食禁忌其实有些奇怪,我姑且算作是“发物”的变种吧。“发物”就是古人认为会引起旧疾复发,新病增重的食物。根据北京中医药大学硕士论文《中医饮食禁忌中的“发物”的文献研究》统计,医籍中提及“发物”315处,忌食食物中出现频次最高的是鱼、鸡、羊、酒、烧酒、鹅、椒、面、牛肉、姜,按照医籍中性味统计,基本没什么规律,温热、性平、寒凉几乎占比相同。

至于你所说的“吃了鸡肉会让体内的寒气不能驱赶出来”是有些奇怪的,因为鸡肉在传统医学中性温,个中逻辑我不太能理解,也没有在论文中找到任何关于“感冒”类似病症的忌食,所以我认为这更像是民间医学的观点。

那这种饮食禁忌是不是科学的呢?根据《中医“发物”的概念、分类及其临床意义》中的观点,传统医学忌食“发物”的科学解释有以下三种:

动物性食品中含有某些激素,会促使人体内的某些机能亢进或代谢紊乱。如糖皮质类固醇超过生理剂量时可以诱发感染扩散、溃疡出血、癫痫发作等,引起旧病复发。

某些食物所含的异体蛋白成为过敏源,引起变态反应性疾病复发。如海鱼、虾、蟹往往引起皮肤过敏者荨麻疹、湿疹、神经性皮炎、脓疱疮、牛皮癣等顽固性皮肤病的发作。豆腐乳有时也会引起哮喘病复发。

一些刺激性较强的食物,如酒类、葱蒜等辛辣刺激性食品极易引起炎性感染病灶的炎症扩散、疔毒走黄。

总的来说饮食禁忌的观念是可以借鉴的,但具体到什么病症忌什么食物,传统医学当中的记录参考价值可能不是很高,还是要通过现代医学严谨的研究才能确定为什么要忌口,要忌什么。就诊时可以问清楚医生需要忌口的食物,至于长辈们的说法信与不信其实取决于人情。

3. 指甲是各向同性的么?还是和肉一样有纹理?

——指甲君

答:你这个问题的角度非常之刁钻,但是没想到还有人比你更刁钻,我在知网上搜到一篇硕士论文《指甲的微观力学和摩擦学性能研究》,在第一章综述里说明了指甲是一种具有各向异性的角蛋白复合材料,以下是我搬运过来的内容。

从机械的观点来看,指甲中间层的纤维排布方向有优点也有缺点。指甲要抵抗向上的弯曲,细胞和纤维的最佳取向是沿纵向排布,但是裂纹就很容易沿着纵向发展,从而破坏脆弱的甲床。而要保护甲床不受损害,最佳的设计是使细胞和纤维横向排布。这种平行于生成组织的边缘的纤维方向出现在马蹄上,可以防止裂缝沿马蹄上升 。这种排列在那些主要受到压缩力的厚结构中配合得很好 。然而,在狭窄的指甲上均匀地承受弯曲力,裂缝很容易在指甲的表面和边缘产生,而且裂缝一旦产生就会贯穿指甲,所以指甲很容易破裂。然而背层和腹层在一定程度上降低了指甲破裂的可能性,这种三明治的结构给指甲的曲率方向和生长方向上都带来了很高的机械刚度和强度。

4. 拍西瓜来判断生熟,根据的是音色还是音调?在初中物理声音这一章有一道题:“挑西瓜主要是利用了声音的音调还是音色?” 不同的教材甚至老师们都存在争议,网上答案也观点不一。那么从专业的角度看到底哪一个是主因呢?

——陈某

答:这个问题说起来很生活,但实际上是非常复杂的,我找到了一篇浙大博士论文《西瓜成熟度和内部空心的声学检测技术及装置研究》,专门研究怎么用声音在不破坏西瓜的情况下检测出它的品质。这种无损检测技术是西瓜商品化的关键,前段时间不是有文章吐槽中国人爱吃瓜,99%的国产瓜都被中国人自己吃了,还颇为自豪,其实就是因为我国对厚皮水果的检测技术落后,才导致西瓜出口量低,根本不是一件值得自豪的事。

总的来说,论文介绍了中外多种声学检测技术,基本上都是根据西瓜成熟前后质地变化来设计的。西瓜从未成熟到成熟,果肉逐渐变得松散带来弹性模量(硬度)的变小,而弹性模量的变化会导致声学特性的改变,其中最主要的是共振频率,波速。共振频率可以简单理解为敲击西瓜发出的声音,越成熟的西瓜共振频率越低,但共振频率也受体积质量及外形的影响,前人研究认为定义坚实度指数(f^2·m^2/3,f为共振频率,m为质量)更有利于判断西瓜的成熟度。另外波速也是一个比较容易判断西瓜成熟度的指标,成熟的西瓜波速更慢,即敲击后另一侧检测到声音的时间更长,波速与西瓜成熟度具有显著相关性。

在另一篇论文《西瓜成熟度音频无损检测技术》中,作者给出了功率谱峰值频率(共振频率存在多个,振动功率峰值所在频率即为功率谱峰值频率)与西瓜成熟度之间的关系,大于 189Hz为“生”瓜,160~189Hz为 “适熟”瓜,133~ 160Hz为“熟”瓜,小于 133Hz为“过熟”瓜,符合我们生活中声音越沉闷瓜越熟的经验。

所以这道初中物理题的答案应该是“音调”,即声音频率的高低,而与音色相关的是谐波或泛音的组合差异,目前没有看到通过音色判断西瓜成熟度的应用。

最后多说一句,拍西瓜听声音辨生熟既然是可行的,为什么还总是买到生瓜呢?不是你辨音能力差,而是没有考虑体积质量对共振频率的影响,换言之,只有在两个大小相同的瓜之间对比共振频率才能直观地得出结论,否则还是要引入坚实度指数这样的指标才能保证准确。

5. 干香菇为什么比鲜香菇香味更浓,但是为啥呢?

——biubiu

答:香菇的味道主要有两类物质贡献比较大,鲜香菇中主要是以醇类为主的八碳化合物,其中1-辛烯-3-醇俗称“香菇醇”,在含量很低的情况下就能带来浓郁的略带金属味的蘑菇风味,香菇醇在鲜香菇中含量较高,占挥发性成分的23%,而干香菇中仅有5%左右。

干香菇中的主要风味物质是含硫化合物,其中1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷被称作“香菇精”是最重要的香菇风味物质,不过香菇精在鲜香菇、干香菇中的含量差别不大,但总含硫化合物含量干香菇以50%左右的含量碾压鲜香菇的21%。

鲜香菇在热风干燥的过程中丢失了大量挥发性八碳醇,而热风在干燥初期能激活香菇中的酶,使香菇中的含硫化合物总量增加,某些增加量较多的含硫化合物,比如二甲基二硫醚,在干燥后期参与美拉德反应形成其他风味更强烈的含硫化合物,这些含硫化合物让干香菇的香味更加浓郁。

还有一个偏门的只是,干燥香菇的过程中初期温度宜采用低温(50°C),此时香菇中酶活力处于最佳范围,当香菇含水量下降至40%,即干燥的后期,宜采用高温(70°C)促进美拉德反应的发生。所以那些在特产店买来香味浓郁干香菇,很可能是在食品工厂里经过科学加工的产品,并不是山里质朴的老农自家晒的,但是那又有什么关系呢?好吃就完事儿了。

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