哪吒的科学智慧

从水导电与冰不导电的细节,到敖丙在海中流泪泪水向上流动的神奇现象,再到无量仙翁使用面部识别技术等,都与物理学密切相关。

炸裂!登顶!高开疯走的《哪吒之魔童闹海》一路势如破竹,创下了一个又一个纪录。

这部电影引人入胜的故事情节和震撼人心的视觉效果自不必说,创作团队的扎实工作,竟然还给这部主打奇幻电影,塞进去了不少与现实生活紧密相连的物理知识和科技,让从事物理学研究的笔者观影时都惊喜不已。

从水导电与冰不导电的细节,到敖丙在海中流泪泪水向上流动的神奇现象,再到无量仙翁使用面部识别技术等,都与物理学密切相关。如果你已经看过了电影,不妨再从物理学的视角一起回味一下这部片子的精彩,如果你还没看过也不要紧,下面的内容基本没有剧透,不会影响你的观影体验,现在咱们正式开始。

水导电VS冰不导电

在电影里,哪吒和某位能够化身为电瞬间移动的角色有一场超酷的打戏。哪吒聪明地利用了一个物理现象——水导电而冰不导电,限制了对手的行动化解了危机。为什么水可以导电,而冰却不行呢?

首先,严格来说纯净的水其实是不导电的。这是因为纯净的水里面没有可以自由移动的电子或离子。但是,我们平时接触到的水往往不是纯净的,它里面溶解了好多矿物质、气体和其他东西。这些溶解的东西在水里会变成离子,就像小小的带电粒子。这些离子在水里游来游去,就像一群小鱼,它们能传递电流。

当我们给这些含有离子的水加上电压时,这些离子就会像排队一样,分别向正负电极跑去。正离子会跑到负极那边,负离子会跑到正极那边。这种离子的移动就形成了电流,所以我们生活中说水可以导电也不算错。

但是,当水变成冰的时候,情况就变了。冰里面的水分子都排得整整齐齐,形成了一个很规则的晶体结构。这种结构就像给离子们建了一堵墙,让它们很难再自由移动。所以,在纯净的冰里面,几乎没有可以自由移动的离子,它的导电性就非常弱。

不过,现实生活中的冰并不是完全纯净的,它里面可能含有一点点盐、矿物质等杂质。这些杂质也会变成离子,让冰的导电性稍微强一点点。但是,和液态的水比起来,冰的导电性还是差远了。这是因为冰的晶体结构对离子的移动造成了很大的阻碍。

所以,水和冰虽然都是由水分子组成的,但是因为它们的物理和化学性质不同,导致了它们导电性的巨大差异。这就是哪吒能够利用这个科学原理来化解危机的原因啦!

海水与眼泪的密度之谜

电影中有一个令人印象深刻的文戏:敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶。但他的眼泪是往上方流的,而不是顺着脸颊往下流的。为什么会这样呢?难道弄错方向了吗?

首先,我们要了解一个非常重要的概念——密度。密度就是单位体积内物质的质量。而比较密度的大小,简单来说就是看看同样大小的体积,哪种物质更重。比如,铁块和木块,同样大小,铁块因为更“紧实”,所以更重,密度更大。

接下来,我们来看看海水和眼泪的密度怎么样。海水里含有很多盐分和其他矿物质,所以它的密度比普通淡水要大。而且,海水的密度还会随着深度和温度的变化而变化,深海的海水密度通常比浅海的大。

而眼泪呢?虽然也含有一些盐分和蛋白质,但总体来说,它的密度还是更接近人体内部的液体。因此,和深海海水比起来,眼泪的密度要小一些。当这些密度较小的眼泪滴入密度较大的海水中时,会发生什么神奇的现象呢?

想象一下,如果你把一个轻飘飘的气球放入水中,它会因为比水轻而往上浮。眼泪在海水中的情况也是类似的。虽然它身处海水之中,但由于密度上的差异,眼泪会有一种“往上浮”的趋势。当然啦,这里的“往上浮”并不是指眼泪真的像气球那样浮出海面,而是指它在海水中的运动趋势是向上的。

再加上海水的流动、温度差异、盐度分布等多种因素的影响,就可能造成我们看到的眼泪往上流的奇妙景象。是不是很神奇呢?

来源|科普中国

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