光速|如何超越光速？｜No.227( 二 )
Q5
下雨天骑自行车 ， 为什么有些水往前甩 ， 有些水往后甩？
by 绍初191204
答：雨天骑自行车 ， 水会被车轮的旋转从地面带起来 ， 继而由于惯性被甩到空中 。 向前或向后甩 ， 取决于甩的位置和角度 。 在车轮中心的平动惯性系中观察骑车过程 ， 忽略空气阻力和其他扰动因素可以简化问题 。 在平动惯性系中（也就是没有加速度的参考系中） ， 不考虑相对论效应 ， 由于伽利略不变性 ， 讨论物理现象是等效的 。 在轮心平动系 ， 自行车轮在水面只绕轮心旋转 ， 好比是个飞速旋转的水车 。
车轮水带起来 ， 继而由于水的惯性将水向四面八方甩动 。 不同位置的水甩的角度不同但是总是沿着车轮切线的方向 。 回到地面参考系 ， 不难看出 ， 在水刚离开地面时 ， 水被往后甩。 在后半圈则被往前甩 。 这就是水被甩方向不同的原因 。 至于甩的细节 。 具体的速度大小： ， 其中是车轮上水的速度 ， 是车的行驶速度 ， 是水滴相对轮心的转速与水平向前方向的夹角 。
雨天慢慢骑车车速 3 m/s（即约 10 km/h） ， 车轮上的水速是 0 到 6 m/s不等 。 不计空气阻力计算发现 ， 相对于地面大概可以向后甩 1 米 ， 向前甩 1 米半 。 其实如果没有挡泥板的话 ， 水还可以向上甩大约半米的距离 。 而且是车速越快 ， 甩得越好 。 大家可以在生活中多多观察 。 by 放开那个苹果Q.E.R.
Q6
为什么蜂蜜不会坏掉？
by 来自川陀
答：食物腐败是由于细菌和真菌（分解者）的分解作用 。 但无论是细菌还是真菌 ， 都具有细胞膜结构 ， 这层膜分隔细胞内部与外部环境 ， 负责细胞与外界的能量和物质交换 ， 但细胞膜具有选择透过性 ， 只有特定的物质才能穿过这层膜进出细胞 ， 细胞膜上有特定蛋白质做门卫 ， 用来识别想要进出细胞的物质 。 水显然是拥有健康码 ， 可以进出细胞的一员 。 然而 ， 虽然细胞膜往往会为水留下私人通道（水通道蛋白）供其出入 ， 但由于水分子身子小 ， 也可以通过最原始的扩散方式进出细胞 ， 不受细胞膜限制 ， 因此细胞膜其实管不住水这个熊孩子 。 偏巧水又是个滥好人 ， 哪有需要往哪跑 ， 总是倾向于往水少的地方也就是渗透压高的地方流动 。 所谓渗透压高 ， 可以简单理解为浓度高 ， 即溶质相对较多而溶剂相对较少 ， 水从渗透压低的地方流向渗透压高的地方便是倾向于使两边渗透压趋同 。 而蜂蜜便是一个渗透压极高的地方！蜂蜜的主要成分是糖 ， 含量超过70% ， 水的含量不超过25% 。 因此细胞进入蜂蜜水分便会大量流失 ， 大约会变成这个样子：
这样不圆润的细胞显然命不久矣 。 因此蜂蜜中的高渗透压环境中 ， 细菌和真菌无法生存 ， 没有细菌和真菌 ， 蜂蜜自然可以不腐 。 尽管理论上蜂蜜可以长期保存 ， 但还是建议要尽快食用哦 ， 毕竟蜂蜜这种美味干放着实在是对不起味蕾啊！！by 霜白Q.E.R.
Q7
如何超越光速？
by 爱因斯坦的老乡
答：光速就是光传播的速度 ， 但是光在不同介质中传播的速度是不同的 ， 因此在特定的条件下 ， 是可以超越光速的 。 光在水中的速度只有它在真空中速度的四分之三左右 ， 而在原子反应堆的核反应中 ， 会释放出很多高速运动的粒子 ， 这些粒子在反应堆周围的水中运动时 ， 其速度就有可能超过水中的光速 ， 并产生切伦科夫辐射 ， 产生蓝色的光 。 下图里的水并没有掺颜料 ， 蓝色来自于核反应带来的切伦科夫辐射 。
听起来切伦科夫好像要和爱因斯坦打架了 ， 其实相对论要求的是：不可以按超越真空中光速的速度传播信息 ， 所以超越介质中的光速（如水中光速）是没问题的 。 从另一个角度来看 ， 超越真空光速而不传递信息也是没问题的 。 在波的传播过程中 ， 有两个速度 ， 相速度和群速度 。 相速度不传播信息 ， 因此是可以超越真空光速的 ， 而群速度传播振幅等信息 ， 无法超越真空光速 。 最后 ， 开个脑洞 ， 按照相对论的说法 ， （传递信息时）真空光速不可超越 ， 那如果我不去“超越”真空光速 ， 而是一直比真空光速更快是不是可以呢？从未低于 ， 自然没有“超越”的说法 ， 听起来很像是在抬杠 ， 但物理学家的脑洞就是这么大 。 在物理中有一个模型 ， 叫做快子 ， 它的速度永远比真空光速更快 。 相对论告诉我们 ， 一把尺子运动速度越快对应其能量越高 ， 而快子的能量越高对应其速度越慢（但高于真空光速） 。 此外 ， 快子目前没有实体对应的粒子 。 by 金鱼JQ.E.R.
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