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科学

什么是骨传导?生活中骨传导可以用于哪些方面?

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昨天与妹妹视频通话时,她突然侧过头问我有没有注意到她有什么变化,我第一眼就注意到了她的新耳机。她说:“你没有发现我的耳机并没有塞进我的耳朵里吗?”的确,她所带的耳机只贴在耳朵附近。

我当时的第一反应是觉得有点新奇,这难道是什么新的耳机戴法?甚至有点想嘲笑她怎么这样戴耳机。她很快告诉我,这是骨传导耳机。

说到骨传导,印象中好像是用于助听器,对于非神经性损伤的耳聋患者,可以通过骨传导助听器来帮助他们听到声音。

正常情况下,我们可以通过两种不同的方式听到声音:耳膜或者骨骼。大多数来自外部环境的声音,从烦人的汽车喇叭声到甜美的鸟叫声,都是通过耳膜传到我们耳朵中的。耳膜将声音转换成振动,并将其传送到耳蜗。这些振动根据不同的音频与耳蜗的不同部分产生共鸣。然后,共振运动转化为神经信号,传输到大脑,从而完成看似“简单”的听力过程。

生物课上,你的老师也许告诉过你:我们通过骨骼传导听到的最常见的声音是我们自己的声音。的确如此。我们的声音会直接绕过耳膜,通过下颚骨传到耳蜗,然后根据音频频率与相关部分产生共鸣,最后成为大脑中的神经信号。通过耳膜传递的声音和通过骨传导传递的声音往往略有不同。最好的例子就是,录音中你的声音听起来与你平常说话时的声音非常不同。

尽管你自己的声音可能是通过骨传导最常听到的声音,但骨传导也有更广泛的应用。相较于新奇的骨传导耳机而言,骨传导本身根本不是一项新技术。世界上第一个通过骨骼传导传输声音的设备的专利申请是在1924年。甚至,骨传导的概念在音乐史上还起到了重要作用。

18世纪著名的作曲家路德维希·凡·贝多芬耳聋是出了名的,我们都曾为他给眼盲的姑娘弹奏《月光曲》的故事所动容。但是,贝多芬还有另一件传奇的事情,就是利用骨传导来听自己演奏的曲子。他把一根棍子的一端连接到钢琴上,用自己的牙齿咬住另一端,这样钢琴的震动就会通过下颚骨传到他的耳朵里。

骨传导技术在今天已经有了长足的发展。在过去的五年里,骨传导已经在许多领域得到了应用,包括军事、医学,当然,还有那些时髦的骨传导耳机。

著名的国防系统制造商英国宇航系统公司,为士兵创造了一种特殊的通信体系,利用骨传导技术将声音通过头盔直接传输到内耳。士兵们必须兼顾充分了解周围恶劣环境和与同伴的有效沟通。他们制造了一个不超过5美分硬币大小的音频转换器,并将其嵌入士兵的头盔中。这相当于让他们的耳朵保持“张开”的状态,帮助他们在感知周围环境的同时,保持不间断的沟通。这款设备仍处于实验阶段,但很快,我们将看到所有的头盔都带着集成骨传导通信传感器。

得益于骨传导,部分商用太阳镜还可以兼做音乐播放器。像Google Glass和Bose’s Frames这样的设备都已经在太阳镜里嵌入了小型扬声器,将它们置于下颌附近,就可以通过骨骼传导传递声音。

骨传导技术最具意义的一项应用,就是我们前面提到的,帮助失聪的人恢复听力。一些公司已经发明了一种专门的助听器,叫做骨锚式助听器(BAHA)。它们包括两个部分:一个外部处理器和一个通过手术植入内耳附近骨头的固定装置。处理器用于捕捉声音,并将其人工传输到内部装置,使内耳振动,从而使人能够听到。

骨传导原本是一个古老的概念,最近重出江湖,并在很多领域进行了新的应用。不过,大多数技术都处于原型或者概念阶段。很少有制造商利用这种非常有价值的技术制造出具有商业可行性的产品。

鹿角网期待看到这项技术更多的发展,希望它在全球领先的科技和工业巨头开发的产品中找到主流吸引力。

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科学

为什么蜡烛只在熄灭时才冒烟?

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蜡烛不仅可以陪伴我们度过每一个停电的夜晚,还是和平与安宁的象征。当然,除了最原始的用途之外,蜡烛现在也有着许多其他的用途:浪漫的烛光晚餐、氛围感十足的香薰、庆祝生日。

蛋糕上蜡烛,只有在许愿之后才可以被吹灭……一说到吹灭,就不得不提到一个问题,蜡烛在燃烧的时候,一般不会产生任何烟雾,但是一旦被吹灭,会立刻冒出几秒钟的烟雾,这是为什么呢?

蜡烛是燃料燃烧产生热量的过程,从而产生光。而蜡烛主要分为两部分,即烛芯和蜡。

烛芯是蜡烛顶部突出的一小部分,也是实际燃烧并产生火焰的部分。它通常是一根编织的棉绳,根据蜡烛中使用的灯芯的数量,将蜡烛的火焰保持一段固定的时间。这是通过将燃料蜡输送到燃烧部位来实现的,这种现象被称为“毛细管作用”。蜡烛芯对蜡烛的燃烧方式有很大的影响。

当蜡烛被火柴点燃之后,灯芯上及其周围的少量蜡开始融化。然后,灯芯吸收熔化的蜡,并通过“毛细管作用”将其向上拉。火焰的热量蒸发了熔化的蜡,然后与空气中的氧气结合,燃烧,产生恒定的火焰。如果不被吹灭,它们就会不断燃烧,直到耗尽所有的燃料。

当你吹灭一根燃烧的蜡烛时,你肯定会注意到它那宛如叹息一般的几缕烟雾,然后才会完全安静下来。可是为什么当蜡烛燃烧的时候,我们却看不见任何烟雾呢?这些烟是从哪里突然冒出来的呢?

实际上,我们看到的蜡烛熄灭时的“烟”,并不是烟,它是汽化的石蜡。为了正确理解这一点,可以参考水蒸气与水的关系,然后你就能明白汽化石蜡与石蜡的关系。

我们前面提到过,当蜡烛燃烧时,充当燃料的不是烛芯,而是蜡烛的蜡。石蜡是很易燃的,但只有在蒸发时才易燃。当你吹灭蜡烛时,残余的热量在短时间内会继续蒸发蜡烛的蜡。这就产生了一种类似烟雾的现象。

你可能听说过一个有趣的实验:如果你在吹灭蜡烛的时候,用火柴迅速在上方点燃那缕青烟,就可以在不接触到烛芯的情况下重新使蜡烛亮起来。有机会不妨试试。

蜡烛作为一种常见的日用品,背后的科学原理却让人着迷,这个世界也总有你不知道的事。只不过,随着时间的流逝,我们对与生活中的许多有趣和神秘之处变得习以为常,以至于欣赏不到整个过程是多么的酷。

埃莉诺·罗斯福曾经说过:“与其诅咒黑暗,不如点燃蜡烛。”下次你需要在停电期间照亮黑暗的时候,和鹿角网一起花点时间好好感受一下烛光带来的美妙吧!

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科学

不要让你的狗吃葡萄,它对狗很危险!

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因为现在家里养了三只狗和三只猫,相比较猫而言,狗在食物方面真的是相当不挑剔。它们几乎对我所有的零食感兴趣,以至于我常常在它们扑过来的时候停止咀嚼,假装自己并没有在吃东西。不得不说的是,在很多狗主人眼中,似乎只要狗狗愿意吃,他们就很乐意分享。但这种行为有时候是致命的!

鹿角网在此提醒各位狗主人:你必须记住,你的狗的寿命取决于你提供的食物,即使它们可能会吃掉任何你给的东西。我们通常知道有些食物对狗不太好,比如巧克力。但是,普通人想要了解到狗的食物毒性并不那么容易。

除了巧克力之外,你的狗狗需要远离的另外一种危险的零食可能看起来相当无害。狗也喜欢吃它们,因为它们嚼起来很有趣,尝起来很甜。然而,葡萄,哪怕是葡萄干,对狗来说都是有毒的,所以即使你的狗似乎想吃葡萄,你也必须阻止它。兽医发现,葡萄、葡萄干和黑加仑,即葡萄属的果实,会引起消化问题,甚至可能导致狗的肾衰竭。

这种毒性的原因目前还不清楚。一些专家指出是一种由真菌产生的有毒物质。然而,其他人则认为这是由于葡萄中天然存在的水杨酸盐所致。一些研究表明,水杨酸盐会导致狗的肾脏供血减少,但具体的毒性物质尚未得到证实。

不论是食用有籽葡萄,还是无籽葡萄,都有可能引发狗狗中毒。葡萄园里的绿葡萄、红葡萄、葡萄干和葡萄压榨剩余物,以及含葡萄、葡萄干和黑加仑的食物,如什锦果仁、水果麦片、烘焙食品等,在食用后都会出现中毒症状。只是,目前还没有确定剂量和毒性之间的明确联系。

不过,专家指出了葡萄毒性的两个关键因素。首先,如果狗食用或摄入大量的葡萄,它们更有可能中毒。其次,不同品种的狗对葡萄的毒性敏感性存在显著差异。一些狗可以忍受少量的葡萄或葡萄干而不表现出任何可怕的症状,而另一些狗可能在吃了一两颗葡萄后就开始体验吃葡萄的负面影响。

狗在吃了葡萄后的第一个症状可能是呕吐,通常在20-25小时内。在接下来的10-15小时里,可能会出现嗜睡、食欲不振、腹泻等症状。在摄入48小时后会出现更加严重的体征,因为此时肾功能衰竭可能开始。肾功能衰竭的症状包括恶心、极度口渴、呼吸不畅、腹痛和尿频。

如果你看到你的狗吃葡萄或怀疑它已经吃了一些,那么你必须尽快将其送往宠物医院。这是紧急情况,所以你不应该浪费时间。就像任何中毒病例一样,越早诊断,就可以越快越好地被治疗。

另外,在咨询过兽医之后,如果你确定狗狗在一两个小时前吃了葡萄,你可以试着让它呕吐。然而,如果你的狗已经呕吐了,不要试图强迫任何进一步的呕吐。经过一段时间的照顾后,不管它还有没有呕吐,你都必须把它送到医院。

如果狗的肾脏出现急性衰竭,不能再产生尿液,治疗可能会变得严重,并且可能会失败。医生可能会尝试血液透析来维持生命,直到肾脏恢复。有些人可能还会建议进行肾脏移植,但这既危险又昂贵。一旦狗的肾脏完全停止工作,安乐死通常是唯一可行的选择。

强烈建议让葡萄、葡萄干和黑加仑远离狗狗好奇的鼻子,因为你的狗狗很可能会毫不犹豫地吃掉它。另外,请确保您家人的所有成员都知道葡萄可能引起的食物毒性。

同时,洋葱和大蒜也被发现对狗有毒。如果你的狗摄入了这些食物,必须立即采取行动,使你的狗有最大的生存机会,并且确保不会出现严重的副作用。

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科学

看上去被沙子覆盖的沙漠,下面到底是什么?

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一提到“沙漠”这个词,我们大部人都会联想到起伏的沙丘,一堆堆金色的沙子尽收眼底。然而,这只是电影、电视节目和流行文化告诉我们的,远远不是全部的事实。诚然,世界各地的沙漠从来都不缺少沙子,而那层金色地毯下面又是什么?

很多人都知道,沙漠的典型特征是极度缺乏降雨。降雨少的地区背后的主要原因之一是位于背风坡。要理解这一点,你必须考虑空气和湿气在遇到障碍物时的行为。例如,一个从西部吹来的天气系统,它撞上了南北向的山脉。原本朝山脚流动的潮湿、温暖的空气被迫上升,形成云层。但是,当暖空气上升时,它就开始冷却,最终以降水的形式释放水分。

当空气流过山脉的顶部时,除了几片不会产生大量降水的云外,基本上已经没有水分了。山的东侧被称为“雨影”,空气会下降并变暖,但没有任何湿气可言。这通常会导致干热风,在数千年或数百万年的过程中,加剧了沙漠的形成。

话虽如此,但地球上还有一些沙漠并不位于山脉附近,它们的形成是区域范围内独特气候模式的结果。高压系统充满温暖、沉重的空气,并且在亚热带或半永久性高压系统(例如在撒哈拉沙漠地区发现的高压系统)中,空气无法上升、冷却、形成云层并产生降水。

此外,如果高压系统坚固且稳定,则低压系统很难进入和产生天气模式的变化。结果,你就会看到该区域几乎没有雨水,被干燥的风吹拂,并且无法从冷锋的移动中受益。

还有,虽然大多数沙漠都具有灼热的特征,但也有寒冷的沙漠。例如戈壁沙漠,南极洲的整个大陆,或秘鲁和智利北部的沿海沙漠,那里的空气太冷,以至于无法容纳水分沉淀。尽管南极沙漠的表面是冰雪,但阵阵冰晶和干燥的风却创造了类似的条件,只不过用白色的风暴代替了典型的沙漠沙尘暴。

在数百万年的历程中,这些天气模式和地形因素导致一块土地基本上没有任何植被覆盖,因为往往只有很少的水来维持生命,而且不断变化的地形使根系很难扎根。这些沙漠也很容易受到温度变化的影响,因为它们很容易吸收和散发热量。

与城市,丛林和草原不同,沙漠中的沙子无法有效地保持热量,因此尽管白天可能非常炎热,但地面却无法将热量保持到晚上,从而导致巨大的环境温差,这是生命繁荣的另一个障碍。

同时,昼夜温度的急剧变化会对该地区的岩石产生应力,使其发生破裂。再加上干燥的阵风造成的侵蚀,在数千年的过程中就会形成大量的沙子。沙子基本上是按大小来分类的,底部是更大更重的碎沙,表面是细沙,可以被吹成沙丘,促进风蚀。

沙子具有很强的磨蚀性,随着风将土壤剥落,露出地球的岩石骨头,吹沙的力量可以塑造出各种非比寻常的风蚀地貌。沙丘是千变万化的景观,随风而生长,被风塑造成各种形状,甚至在几年间就可以涨落。

并非所有的沙漠都是由沙子构成的。除了我们习以为常的沙质沙漠,还有卵石沙漠和岩石沙漠,每一个都是由它们独特的侵蚀模式和气候形成的。沙漠的某些地区可能以沙丘和沙子为主,但其他地区可能只是贫瘠而已。

现在,相信你也不难猜出沙子下面是什么了。大约80%的沙漠并没有被沙子覆盖,而是露出了下面干涸生态系统的基岩和开裂的粘土。没有任何土壤覆盖它,更没有植被来保持土壤。

沙漠不一定是平坦的,所以有些山丘和岩层要么被风化成下面平坦的土地,要么在侵蚀力的作用下形成露头。起伏的沙丘平原也暗示了曾经存在于它们下面的起伏的山丘。地表岩石的类型、颜色和硬度取决于该地区的地质特征。

只要地理位置相近,沙漠裸露的区域很有可能与被沙子覆盖的区域相同。而且,沙漠化的可怕之处在于,并不是沙在向外扩散,而是沙漠边缘的生态系统在土壤被吹走、植被减少和侵蚀过程开始时也在以类似的方式消失!

下次当你看自然纪录片时,如果再看到扫视沙丘的镜头,请记住那只是整个沙漠的一小部分。蜿蜒铺开的沙丘的美感,永远也无法与贫瘠和残酷的景观相媲美。在鹿角网看来,那些被风吹得伤痕累累的基岩,更应该被关注。

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