這一期有個問題叫：
什么樣的問題才能被解答
感覺把前言中要說的話都說完了
哈哈~
什么樣的問題才會被解答？
by 獨角戲？主演
很好。這也是我們一直想說的一個事。首先我們歡迎任何形式的問題，不管你覺得你的問題愚蠢也好，幼稚也好，模棱兩可也好，我們都希望你能夠先投到我們問答后臺來，讓我們來甄別。難不是問題，簡單也不是問題（我們每一期問答針對不同難度的問題從上到下是設(shè)有梯度的）沒有問題才是問題。
另外已經(jīng)提問的同學(xué)要給你們說一聲抱歉。您的提問很有可能最后不會被選上（超過90%提過的問題沒有在問答中出現(xiàn)過。）原因有很多，可能是因為問題太沒有科學(xué)性，發(fā)出來就會誤導(dǎo)觀眾，也可能是因為問題太有科學(xué)性，我們不希望只用文字回答?？赡苁且驗閱栴}太大，比如宇宙怎么誕生的這種可以寫一本書的問題。也可能是因為問題太小，直接百度就可以找到很好的答案。
我們專欄的希望是在前半部分對中學(xué)階段的朋友有所啟發(fā)，后半部分希望對大學(xué)和研究生階段的同學(xué)有所啟發(fā)。不定期的希望某些問題對專業(yè)研究人員也有啟發(fā)（比如本期最后兩個）
所以你可以看到，我們最關(guān)注的是問題的啟發(fā)性。特別是對廣大的讀者的普遍啟發(fā)性。所以有些提問說了很多專業(yè)的名詞，但細讀之下背后卻沒有值得深挖的內(nèi)涵，我們不會選。有些提問粗看起來有點蠢，但仔細一想?yún)s能引出一些很有趣的物理。這是我們喜歡的。
總之，一個好問題一定能看出提問者細致考量和推敲的痕跡。而且一個好問題很有可能咋看之下是非常樸實的。
歡迎提問~
小時候特別怕打雷，一直不知道雷聲從哪里來，為什么這么大聲？
by blivet
閃電在劃破空氣的時候可以瞬間把周圍的空氣加熱到一兩萬度，達到太陽表面溫度的好幾倍。這會使得周圍的空氣劇烈膨脹。膨脹的空氣產(chǎn)生沖擊波與外圍的冷空氣急劇摩擦從而產(chǎn)生非常大的聲響，這就是雷聲。
我是一名初中生，我想知道如果想當(dāng)一名科學(xué)家，該如何在當(dāng)今的應(yīng)試環(huán)境中，更好更早地培養(yǎng)自己的科學(xué)素質(zhì)，學(xué)到更多的科學(xué)知識，而不變成民科或影響自己的學(xué)業(yè)？謝謝！
by Jack馮馮
A
其實之前有說過類似的，但還是覺得多重復(fù)一下也挺好的：腳踏實地一步一步地來，先自己弄完大綱內(nèi)的中學(xué)理科課程，大綱內(nèi)的中學(xué)理科課程做到?jīng)]有挑戰(zhàn)性的時候可以看競賽課程和通選類的大學(xué)課本（比如高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理之類），網(wǎng)上的大學(xué)低年級公開課視頻是可以借鑒的。一些優(yōu)秀的科普書是很有幫助的。值得一看（課余時間）。至于哪些科普書是優(yōu)秀的，如果自己沒有甄別能力，盡量選作者頭銜是科學(xué)家的。這樣雖然會錯過不少優(yōu)秀的書籍，但至少不會被帶歪。（第一推動系列整體都還不錯，可惜難度參差不齊。）
不成為民科很簡單，那就是多看數(shù)學(xué)，多思考枯燥的公式，學(xué)會欣賞公式背后的邏輯和結(jié)構(gòu)的美。不要空談或者憑自己的想象隨意使用“高大上”的概念，不要成為名詞黨。
水熱是因為水分子劇烈運動，但是為什么不管如何攪拌水，水都不變熱呢？
by 胖子
水的比熱容是4.2×103 J/（kg℃)，假設(shè)一杯水有200ml，把它從20度加熱到100度需要多少能量呢？答案是67200J，這個能量足夠把一個正常的成年人豎直往上托舉100米，所以雖然攪拌的時候能量的確全部變成了水的熱量，但可惜量實在是太小了。
暗物質(zhì)和反物質(zhì)到底是什么東西？
by 我不是史軒宇
反物質(zhì)是指由反粒子組成的物質(zhì)，反粒子指的是除了電荷相反以外其它各種性質(zhì)都與普通基本粒子一樣的粒子。比如自旋和質(zhì)量都跟電子一模一樣但卻帶著正電荷的正電子就是一種常見的反粒子。
暗物質(zhì)是用來解釋星系外懸臂公轉(zhuǎn)速度異常的實驗觀測的。真實的天文觀測發(fā)現(xiàn)很多星系的外旋臂的公轉(zhuǎn)速度反常的快，這意味著星系內(nèi)部的引力比我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)提供的引力要大得多，也就是說內(nèi)部有很多神秘的我們不知道的引力來源。我們把這個引力的來源叫做暗物質(zhì)。所以暗物質(zhì)到底是什么東西？不知道呀......所以暗嘛。
“三門問題亦稱為蒙提霍爾問題，參賽者會看見三扇關(guān)閉了的門，其中一扇的后面有一輛汽車，另外兩扇門后面則各藏有一只山羊。當(dāng)參賽者選定了一扇門，但未去開啟它的時候，節(jié)目主持人開啟剩下兩扇門的其中一扇，露出其中一只山羊。主持人其后會問參賽者要不要換另一扇仍然關(guān)上的門。問題是：換另一扇門會否增加參賽者贏得汽車的機會率？如果嚴格按照上述的條件，即主持人清楚地知道，哪扇門后是羊，那么答案是會。不換門的話，贏得汽車的幾率是1/3。換門的話，贏得汽車的幾率是2/3?！痹?jīng)在公眾號上看到的，不是很懂。
by Jeanineeee
這是一道典型的條件概率問題。每一本概率統(tǒng)計教科書的基本內(nèi)容。不過如果覺得條件概率太抽象的話，那我這里有一種簡單（但不嚴謹）的講法，給你一點感覺：假設(shè)現(xiàn)在有1000扇門，你隨機選了一扇門，然后主持人打開了另外的998扇背后是羊的門，那么這時候，你會換么？
在網(wǎng)上看過一個視頻，在一塊正方形平板下正中位置放一個揚聲器，上面撒上細沙，當(dāng)揚聲器輸出不同頻率的聲音時沙子排列出不同的形狀來，請問這是什么原理？
by 窻牖麗廔闓朙
揚聲器播放的是特定頻率的正弦波。這些正弦聲波會迫使上方的正方形平板以相同的頻率振動，正方形平板振動的方式是二維駐波。高中學(xué)過一維駐波，兩端固定地一條振動的弦就會形成一維駐波，這些駐波在弦上特定的地方形成波峰和波谷，在特定的地方不動，不動的點叫做節(jié)點。這里的正方形平板形成二維駐波，一個個節(jié)點變成一條條“節(jié)線”。細沙會在正方形平板振動的地方被彈開，然后富集在不振動的節(jié)線附近，這就是你看到的形狀了。這個形狀反應(yīng)了駐波在空間中的分布，而且這個實驗反應(yīng)了不同頻率的駐波在空間分布上也是不同的。（一維情況也是如此，不過二維的圖案更好看~）
我是物理系本科生，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)盡管一些專業(yè)課程成績很高，但對于里面的內(nèi)容卻理解不夠清楚，不能說服自己?，F(xiàn)在自己回過頭去看書，經(jīng)常會遇到感覺這里講的“很奇怪”的感覺？請問應(yīng)該怎樣做，才能加強自己對課本的理解？“書讀百遍其義自現(xiàn)”對學(xué)習(xí)物理適用嗎？
by TonZi
能夠意識到這一點是很好的。物理學(xué)里面特別是四大力學(xué)，它代表的是四種世界觀。本科階段能熟練掌握一門也不見得容易。考試成績只是在考慮有限課時的情況下做的合理要求，并不代表四大力學(xué)就真的掌握好了。有困惑很正常，而且能夠發(fā)現(xiàn)一些“很奇怪”的地方是學(xué)得不錯的。有一些困惑需要涉及的東西相當(dāng)深，沒有辦法放到本科的教學(xué)計劃中去，所以建議是不要死扣在這里，帶著問題繼續(xù)往前走，等學(xué)到更高的層次后再倒回來看，是會有新的體會的，?？闯Ｐ?。
原子物理里面，計算都建立在本征態(tài)上。為什么電子不會處于混合態(tài)呢？
by 長明
電子是可以處于本征態(tài)的混合態(tài)的。但不能處于非本征態(tài)。這里的本征態(tài)指的是哈密頓量的本征態(tài)，也就是能量的本征態(tài)。能量的本征態(tài)對應(yīng)的是具有時間平移不變性的狀態(tài)，也就是定態(tài)。薛定諤方程的定態(tài)解就是原子軌道，為什么？因為字面意思，原子軌道=電子一直呆著的地方=電子波函數(shù)的定態(tài)解。原子物理當(dāng)然是先研究原子軌道了，然后這個研究清楚之后再考慮其它的例如瞬變態(tài)之類的東西。
光學(xué)工程的研究生，該看什么書呢？
by 六年
光學(xué)工程的領(lǐng)域還是挺廣的，現(xiàn)在學(xué)科的專業(yè)化和交叉化越來越強，如果出于科研功利目的，則應(yīng)該請教導(dǎo)師給出書單；上課階段，自然有課程參考書單；如果出于個人興趣，則可天馬行空，看自己喜好，科技書籍也好，文化書籍也罷，都是對自己人生的豐富。
超流態(tài)是什么？為什么超流態(tài)的液氦能「反重力」沿著容器壁向上流動？
by KaneShima
超流態(tài)其實就是波色愛因斯坦凝聚，就是大量的玻色子在低溫下處于能量最基態(tài)形成的一種狀態(tài)。至于什么“反重力”那都是胡說，因為超流液氦中氦原子之間作用很弱，而氦與容器表面作用較強，由于固體表面張力的作用，為了降低固體表面的表面能，氦原子傾向于完全浸潤在容器表面，于是在容器表面延展開來，這其實是”超親水“（親氦）現(xiàn)象，和“反重力”沒有關(guān)系。水在云母表面和極性氧化物也會有類似行為。
超導(dǎo)體為什么倒置不會掉落？
by 小龍
超導(dǎo)磁懸浮演示實驗用的都是第二類超導(dǎo)體，如YBa2Cu3O7，這類材料特點就是具有兩個臨界磁場，下臨界場很?。?0-1000個Gauss），上臨界場很高（100 T），磁懸浮的軌道磁鐵一般用的是釹鐵硼等永磁體，強度在0.5 T左右，因此磁懸都是在混合態(tài)下實現(xiàn)的。
此時，外磁場將以量子化磁通的形式進入超導(dǎo)體內(nèi)部，由于雜質(zhì)和缺陷等因素，在溫度和磁場較低于上臨界值的情況下，磁通量子會被牢牢釘扎在超導(dǎo)體內(nèi)部，形成磁通固態(tài)。想象外磁場是一束密集的絲線，部分被超導(dǎo)體排斥在外，產(chǎn)生了排斥力；部分以量子化形式穿透到超導(dǎo)體內(nèi)部，但是卻被束縛住了，這樣超導(dǎo)體就會對其產(chǎn)生吸引力。正是因為排斥和吸引兩種力同時存在，意味著無論超導(dǎo)體靠近還是遠離磁鐵軌道，都能及時地hold住重力，不讓它往下掉。這是為何超導(dǎo)磁懸浮比常規(guī)磁懸浮列車要安全得多的原因之一。
目前高溫超導(dǎo)研究的現(xiàn)狀
by howl
2016年是高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)30周年，隨著鐵基超導(dǎo)的助力，人們對高溫超導(dǎo)微觀機理的建立越來越有信心，對超導(dǎo)材料的探索充滿期待，對超導(dǎo)應(yīng)用前景也充滿樂觀。
銅基高溫超導(dǎo)方面：在材料探索中，目前最高Tc還是由Hg-Ba-Ca-Cu-O體系保持，常壓下135 K，高壓下164 K，新結(jié)構(gòu)體系的銅基超導(dǎo)材料近年來發(fā)現(xiàn)較少；在機理研究方面，很多新奇的量子態(tài)被發(fā)現(xiàn)，但與超導(dǎo)之間的關(guān)系存在很多爭議，比如贗能隙、費米弧、小費米口袋、電荷序、棋盤序等等，統(tǒng)一的物理機制目前尚無定論；在應(yīng)用研究方面，銅基超導(dǎo)的微波器件已經(jīng)走向商業(yè)化和規(guī)?；?，銅基超導(dǎo)電纜尚處于試驗階段，實驗室用的高溫超導(dǎo)磁體已經(jīng)商業(yè)化。
鐵基高溫超導(dǎo)方面：在材料探索中，新的鐵基超導(dǎo)家族不斷被發(fā)現(xiàn)，如2010發(fā)現(xiàn)的KFe2Se2、2012年發(fā)現(xiàn)的單層FeSe薄膜具有65 K以上的Tc、2014年發(fā)現(xiàn)的(Li1-xFex)OHFe1-ySe、2016發(fā)現(xiàn)的RbFuFe4As4和CaKFe4As4等等；在機理研究方面，目前鐵基超導(dǎo)的配對對稱性大多數(shù)傾向于各向同性的s波，可能會有符號變化或少量各向異性以及偶然的能隙節(jié)點出現(xiàn)，鐵基超導(dǎo)中自旋漲落和銅基超導(dǎo)中一樣強，且與超導(dǎo)電性存在密切關(guān)系，但具體機理尚不清楚，鐵基超導(dǎo)是多能帶多費米面體系，因此能帶間散射和能帶演化行為非常復(fù)雜，目前技術(shù)手段很難認識清楚；在應(yīng)用方面，鐵基超導(dǎo)因為大部分有毒，薄膜制備較為困難，弱電器件應(yīng)用還處于探索階段，鐵基超導(dǎo)的線材已經(jīng)達到了很高的電流密度，而且性能上較銅基超導(dǎo)更為優(yōu)越，但實用化尚處于試驗階段。
求問老師，最近在凝聚態(tài)物理里wyel semimetal貌似比較火熱。我想請教如何通過對稱性，價電子排布等檢索哪些材料可能是weyl semimetal.比如我們考慮具有時間反演的體系，那么必然要破除中心反演對稱來檢索。除此之外，是否存在其他要素 (如對稱操作，主族等等)對于檢索局域拓撲的weylsemi有幫助呢？
by peoples' liberty
首先要在破缺中心反演的材料中找，對稱操作越多，如果出現(xiàn)Weyl點的話，同時出現(xiàn)Weyl點對數(shù)也越多。需要注意的是，Weyl半金屬并不一定需要很強的自旋軌道耦合，所以在由比較輕的元素構(gòu)成的，甚至是有機化合物
中也可能存在，只是目前尚未見報道。
特別致謝 H. Li Y. Yin H. Q. Luo X. Dai 老師參與部分問題的討論和回答！
寫下您的問題，下周五同一時間哦~
