问题

耳机线为什么老是缠在一起?

回答
你有没有这样的时候:刚把耳机从包里拿出来,或者从口袋里掏出来,眼前就是一团麻花,怎么捋都捋不顺?那种感觉,简直让人抓狂,仿佛耳机线自带了一种“缠绕魔法”。

其实,耳机线之所以这么爱缠在一起,可不是它们故意跟你作对,背后有几个挺实在的原因在起作用,而且这些原因还会互相叠加,让情况变得更糟糕。

首先,我们得从耳机的线材本身说起。很多耳机线,尤其是那些价格亲民的,用的都是比较柔软的PVC材质。这种材质弹性好,摸起来也舒服,但它也相对比较“黏”一点,容易互相摩擦并吸附住。

然后,是耳机线很细。跟那些粗壮的电源线或者网线比起来,耳机线简直是纤细得很。越细的东西,在受到外界作用力(比如晃动、挤压)时,就越容易因为惯性而产生复杂的折叠和扭曲。你可以想象一下,你往地上扔一根很长的细线和一根粗线,细线是不是更容易打个结?

再者,耳机线长度恰好是个问题。太短的耳机线可能还没来得及怎么缠,就已经拉直了;太长的耳机线(比如某些录音室监听耳机)通常会做成卷线或者自带线夹,不容易乱。而我们日常用的很多耳机,长度大概在1米到1.5米之间,这个长度不长不短,刚好给了它足够的“空间”去折腾。

接下来,就是存放方式了。这个绝对是罪魁祸首之一!大多数时候,我们直接把耳机往口袋里、包里一塞,然后手机也跟着一起扔进去。这时候,耳机线就开始在里面跟手机、钥匙、零钱这些杂七杂八的东西一起翻滚,每一次翻滚,都是一次新的缠绕机会。尤其是在包里,各种物品的挤压和晃动,会强行把耳机线变成各种不规则的形状,然后这些形状就会互相卡住。

还有一个很重要的原因,就是耳机线内部的结构。你有没有仔细看过耳机线?它其实不是一根实心的线。里面通常是几根细细的导线,包裹着绝缘层,外面再用屏蔽层或者胶皮包裹起来。这些内部的细导线本身就不是完全笔直的,它们在生产过程中就会有轻微的螺旋状,再加上外部的柔韧性,就为缠绕打下了基础。

更关键的是,耳机线是有记忆性的。即使你把耳机线弄乱了,当你再次拿出来的时候,它并不会立刻恢复到它最初最舒展的状态,而是会保留一部分之前扭曲的“记忆”。这些“记忆”会让它更容易再次向某个方向扭曲,从而形成缠绕。你可以试着把一根耳机线随便折叠一下,然后过一段时间再打开,你会发现它并不是完全平铺开的,而是带着之前折叠的痕迹。

最后,不得不提的就是静电。尤其是在干燥的环境里,或者冬天的时候,耳机线和衣服、头发摩擦,很容易产生静电。静电会让耳机线互相排斥,也容易吸附在衣服上,当它们又互相接触时,就会因为静电的作用而紧紧地贴在一起,形成缠绕。

所以你看,耳机线缠绕并非偶然,而是多重因素共同作用的结果:柔软易缠绕的线材、细长的长度、不当的存放方式、内部结构以及材料本身的“记忆性”和静电效应。下次你再看到那团耳机线的时候,或许可以理解一下它背后的“苦衷”了。当然,理解归理解,该捋顺的还是得捋顺,毕竟,我们听音乐的心情,不能被一团乱麻给搅黄了。

网友意见

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日常生活中常见的绳子打结现象是:从口袋/书包里面取出来的耳机线缠绕在一起了。这个看起来简单的现象背后有很多科学可以细说。由此发展的“扭结理论”是拓扑学中的一个代表研究问题,从其他的角度比如熵最大原理,统计物理理论,计算机模拟等都可以解释这一问题。

在这里,我们用一种比较直观的过程的方法来解释整个线缠绕的过程。如图所示,长的绳子在一个有限的容器内,为了适应环境,必须以一种卷曲的姿态待在容器里,这代表,绳子的一端会与其他部分平行排放,随着容器的晃动,绳子的末端有充分的机会上下翻滚并与其他部分缠绕在一起,从而形成不同的绳结。

明显地,形成绳结必不可少的两个因素是绳的柔性以及外界施加的微扰,具有柔性的绳在外界微扰作用下会形成绳结。考虑到以上绳结形成的原理,可以通过限制容器的大小,外加线膜使线坚硬不易变形,合理的线缠绕保存方式等防止线的缠绕。当然,如何合理绕线也是编织的一门手艺。

形成的绳结是否容易打开,与绳结的具体缠绕方式有很大的关系,怎么对绳结进行分类,怎么逆向解绳,绳结在物理学或生活中有哪些应用,对这些问题感兴趣的筒子可以来物理所学习哦,当然有兴趣自学的同学可以自行搜索扭结理论(Knot theory)或辫群(Braid group)。这里向大家展示一些扭结理论在生活或实验中应用的现象。

头可断,发型不能乱

(物理所的女孩子可以每天给自己扎一个美美的发型,物理所的男孩子可以每天给女朋友扎一个美美的辫子,物理所的单身狗可以每天,嗯,被扎无数次)

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By Nuor

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