为什么苏格兰的河面上有“冰饼”？ | 趣问万物

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撰文 | 苏澄宇

去年年底，随着英国各地气温骤降，苏格兰一条河面上出现了很多奇怪的“冰饼”，看起来有点像冻干的牛粪，被人拍到发到网上。图源：twitter

温度降到0摄氏度以下肯定是结冰的原因，但为什么会是像煎饼一样的圆形，而且还很多呢？

首先，这种现象并不算特别罕见，在其他地方，比如波罗的海和南极洲附近也会有这种“冰饼”。圆盘的直径一般在20-200cm区间。冰饼一点都不坚固，特别容易碎。

有两种原因可能会导致冰饼的形成。

第一种，如果河流的水流比较湍急，此时冰面上早已形成的冰块会在水面相撞，边缘逐渐被撞成圆形。冰的边缘会继续沿着圆盘结冻，让小圆饼变成大圆饼，形成了冰饼。

第二种，如果河流的水流比较平静，那就不能靠波浪了，而是靠涡流，涡流会把一些残冰卷入涡流中心，冻结在一块，在漩涡的作用下变成圆形。随着碎冰不断涌入涡流，圆饼越拼越大，形成了冰饼。

图片来源：giphy

去年12月8日，在《科学报告》上有一个研究，简单来说，就是科学家测试了不盖马桶的时候冲水会发生什么。

当然，有些东西是肉眼看不到的，为了更清楚看到马桶冲水时的小水花和空气微粒，科学家用上了激光。

通过激光装置，马桶冲水后的水花清晰可见，相机通过慢镜头的方式将水花四溅的场景记录了下来，对水花的速度、距离和在空气中停留的时间做分析。

结果就是下面视频中的样子：

几乎就是在冲水的一瞬间，水花就马上喷上来了，大约5.5秒内，水花就飞到大约30厘米的高度。再过大约3秒钟，水花就飞到了1.5米左右的高度。可以想象，几乎整个厕所都充满了被冲飞的马桶水。

图片来源：文献

看完这个视频，你会盖上马桶盖冲水吗？

图片来源：yamaha corporation

并不是简单的装饰。

据早前由麻省理工学院机械工程系 Nicholas Makris等人发表在Proceedings of the Royal Society A上的研究结果，这一特殊的形状确实对乐器演奏的力度有决定性影响。

简单来说，小提琴琴身上用于空气流通的 f形音孔越长，通过的空气流量就越大。

图片来源：MIT news

事实上，小提琴空腔共振产生的声辐射强度仅仅与空气流量变化相关。同时，研究人员通过探测任意形状音孔的声导发现，空气在乐器音孔中的流通主要集中在其表面而非中心位置。

所以相比于一些圆形音孔的古代乐器（如里拉琴）而言， f形音孔大大降低了音孔的无效面积，从而更有效地提高了空气共振时的强度。

图片来源：MIT news

也正是因为以上原因，小提琴的音孔形状也从最初简单的圆形逐渐演变成半圆，再成为 C形，最终到现在小提琴标志性的 f形音孔。

封面来源：Wikipedia

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41598-022-24686-5

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