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超英趕美兩百萬年!認真解析《Dr.STONE 新石紀》EP.03

作者:Celeste偽晴(復健模式)│Dr.STONE 新石紀│2019-07-21 19:00:22│贊助:89│人氣:1928
一、皮膚碰到硝酸變黃

 第一話時我們提到過,硝酸是具有強氧化力的酸。當硝酸碰到蛋白質時,會將側鏈含有芳香環的胺基酸硝化,形成淡黃色的產物,這個現象被稱為薑黃反應(Xanthoproteic reaction)。雖然薑黃反應在教科書上說是需要濃硝酸並且加熱才會發生,但是當濃度低的硝酸接觸到皮膚,隨著時間水會漸漸的揮發,使得硝酸的濃度逐漸提高,最後仍會在皮膚上留下明顯的黃斑。


 當實驗有用到硝酸時,若是手上出現這樣的黃斑,便表示對硝酸的安全防護做得不夠。不過這裡還是要不免俗的提醒一下,像動畫中獅子王那樣直接用手去接觸未知的液體是很危險的,千萬不要模仿。

二、以六分儀定位緯度

 六分儀(sextant)是古代航海時經常使用的定位工具,其主要原理是透過測量特定天體與地平線的夾角,來確認所在地的緯度。在動畫中,千空便想利用土製的六分儀來定位緯度。
 六分儀的原理相傳是由牛頓所提出,並由高斯進行設計發明。航海所使用的六分儀使用了二次反射的光學設計,因此只需要用六分之一圓(60゚)便足夠測量。動畫中千空的設計則與這個不同,不過相對比較好理解,託他的福我可以不用解釋得那麼複雜了(喂

高斯所設計的六分儀

 以觀測太陽為例,為了計算緯度,我們必須知道以下幾項資訊:
1. 準確的時間
 由於地球公轉和自轉的關係,太陽在天上的緯度(即赤緯)會跟當前的時間有關。我們必須知道今天的陽曆日期以確定太陽中天時的赤緯,再透過準確的時間來換算成當下這個時刻的赤緯。不過,一般為了方便起見,都是在太陽中天的時間去測量的,因為中天的時間不必計算,只要每隔幾分鐘測量一次,太陽仰角最高的時刻就是中天了。
2. 太陽與地平線的夾角
 在千空的設計中,將下方木板與地平線貼齊,調整上方懸臂對準太陽,藉由地球引力的輔助確定垂下的繩子與地平線垂直,如此一來便可從木板上的量角器讀出太陽的仰角。


 有了太陽的仰角(θ)和當前太陽的赤緯(δ),我們就可以來計算所在地緯度(φ)。天球北極(即赤緯90゚)的仰角與所在地的緯度相同,太陽運行的軌道(黃道)與天軸垂直,因此當太陽的赤緯為0゚時,太陽中天時的仰角為90゚-φ。以此為基礎進一步推算,可以得到當太陽的赤緯為δ時,此時太陽的仰角θ=90゚+δ。移項之後得到φ=90゚+δ-θ。

註:天體的赤緯值,在北緯為正,在南緯為負。圖中所繪的是在南緯的情況。

 總結來說,以六分儀來測定所在地緯度這個情節,原理上是沒有問題的。不過最不科學的還是千空的計算能力,畢竟如果不能清楚知道現在的確切時間,這一切的計算都無法成立了。

三、鎌倉大佛的銅之恩惠

 鎌倉大佛是日本知名的佛像之一,這座青銅造阿彌陀佛坐像據傳是鎌倉時代所建,至今已有近千年歷史。鎌倉大佛的大小僅次於奈良的東大寺大佛,是日本的國寶。
 青銅銅與錫的合金,當放置一段時間後,表面會形成一層緻密的氧化層而呈現青灰色,故名為青銅。青銅是化學性質相當穩定的合金,一部分也要歸功於表面的氧化層保護內部的金屬免於外來的化學侵蝕。那麼,為何動畫中的佛像會缺了一角呢?

 當青銅接觸到氯離子(Cl⁻)時,氯離子便會與銅或是其表面上的銅化合物反應,形成氯化銅(CuCl₂)。由於氯化銅與表面上的這一層銅化合物的晶型不同,無法良好的鍵結在一起,氯化銅便會從青銅表面剝落,而露出底下更容易遭到侵蝕的銅合金。久而久之,甚至會將整個青銅器完全侵蝕掉,這個過程被稱為青銅病(Bronze disease)
 鎌倉大佛的位置距海約一公里,海風會吹來大量的氯離子,因此若是沒有做好定期保養,是相當有可能遭受青銅病毀壞的。


 當銅製物品接觸到水時,會溶出微量的銅離子。銅離子對植物來說是不可或缺的微量元素,然而銅離子若過量卻是致命的。若是按照劇情中大佛已被侵蝕掉一大塊的情況來看,周圍的土壤中應該確實含有大量銅離子,的確有可能產生寸草不生的情況。

 至於最後,千空想要拿走青銅去製作鏡子來提高六分儀精準度的橋段,唯一可能會出問題的是開採工具,至少不太可能用石鎬去挖。

四、火藥

 留待下一話一起解說,不然下一話能講的太少了。


【本週總結】
提及的科學議題:3
可行的:2+1(如果你是千空)
不可行的:1(如果你不是千空)

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つづく...
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留言共 14 篇留言

小羽Neko((欠債雲長
也太詳細,猛

07-21 19:04

Celeste偽晴(復健模式)
天文的東西不熟查了好多資料[e8]07-21 19:55
黑兔
這集比前幾集更合理的感覺了

07-21 19:12

Celeste偽晴(復健模式)
#如果你是千空[e29]07-21 19:56
春雪
怕爆 蔚晴好霸

07-21 19:18

Celeste偽晴(復健模式)
不霸,很多都是查來的07-21 19:56
Code之智乃(小熊模式)
知識文 怕
我很好奇戟食之靈的東西能不能做出來
可以幫解析嗎> <

07-21 19:21

Celeste偽晴(復健模式)
我沒看食戟的說[e8]
而且料理的東西我覺得問黑兔或是宅喵更恰當,我這個幾乎沒下過廚的07-21 19:57
萊因葳奈特(¯―¯٥)ψ
剛看完~這話感覺比前兩話好看多了
稍微開始期待後續了[e1]

07-21 19:47

Celeste偽晴(復健模式)
這話開始出現比較王道少年的劇情了,不像前兩話都在種田,主線開始推展了自然會覺得比較精采[e1]07-21 19:58
蒼柩毛
我現在看這部都是用一種心態



嗯,你說的沒錯

07-21 19:58

Celeste偽晴(復健模式)
#大哥是對的[e29]07-21 20:21
Sticky Fingers
智力開掛VS武力開掛

07-21 20:06

Celeste偽晴(復健模式)
其實獅子王的智力也沒少開掛,設定上他好像只比千空差一點點[e4]07-21 20:22
Sticky Fingers
他那個還算正常人範疇啦

07-21 20:24

Celeste偽晴(復健模式)
總之、武力跟智力都超強,讓我好羨慕[e32]07-21 21:51
荷月晴(快樂呼吸ing
我看完之後有夠好奇後續劇情,然後就花了一整天把漫畫補到最新進度了...啊我現在要幹嘛?

07-21 20:32

Celeste偽晴(復健模式)
繼續期待漫畫最新回更新(X07-21 21:51
黑子
https://www.youtube.com/watch?v=XE8HOpWODzE
回復樓上code智乃的問題,答案是可以的

量測緯度的話,高中地科上的比較清楚
(只是那已經是我快八年前的記憶了)

07-21 20:37

Celeste偽晴(復健模式)
高中地科我真的也忘得差不多了,還好筆記有留下來,翻一翻還寫得出能看得懂的東西[e8]07-21 21:52
法米利恩
獅子王我是覺得挺誇張的,一下就知道千空要幹啥,千空一行人腳程一個禮拜的話,恐怕獅子王一天就能追上了

07-21 21:14

Celeste偽晴(復健模式)
一定會追上的,這個作者劇情推得很乾脆,獅子王從醒來到黑化只用了漫畫一兩回07-21 21:54
玥晴 Luna (#ΦωΦ#)
好詳細...教嗎?

07-21 23:18

Celeste偽晴(復健模式)
讓千空教你07-22 00:21
消失的月亮(~I am God~)
插花個關於青銅的無關知識:由於加工容易(低熔點)&高塑形性(好像是加了鉛),在三代(夏商周)時是權貴階級的專屬品,但是後來發現有毒性(當餐具時會溶出鉛...),漢朝之後成為儀式用....(而史料聽說商紂剛開始還是個算罕見的明君,有學者推測可能用青銅器喝酒喝到金屬中毒腦子壞了....)

07-22 18:59

Celeste偽晴(復健模式)
其實亂用金屬器結果重金屬中毒的例子還真不少,最著名的就是羅馬人,什麼都用鉛做結果搞到腦子都壞了07-22 22:20
秋和
為什麼不能用石鎬去挖青銅?

07-28 10:18

Celeste偽晴(復健模式)
硬度有差07-29 09:05
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