一、透鏡起火
相信大家小時候都曾經玩過用放大鏡燒樹葉或螞蟻的遊戲吧？這個原理是由於基於光的折射所產生的聚焦現象。當光行經兩種不同的介質時，由於光波的一邊先接觸到介質交界面而產生加速或減速，但另一邊速度則維持不變，因此便產生了偏轉。
![]()
![]()
在幾何光學中，由光線進入介質交界面的一點拉出的垂直於交界面的假想線，稱為法線。當光由光速高的介質進入光速低的介質中時，光前進的方向會產生偏向法線的偏折，如同上面兩張圖所示。而光速最快的介質是在真空中，其次是空氣中，因此只要光線從空氣進入其他介質，基本上都是產生偏向法線的偏折。
講完了折射原理，接著解釋為何凸透鏡能產生聚光的效果。同樣請看圖：
當平行於鏡中心軸的光線進入，基於上述原理而發生偏向法線的偏轉。由於凸透鏡的介質交界面是一個弧面，法線會指向透鏡另一側的方向，因此不難發現原本平行於鏡中心軸的光線會開始朝向中心軸偏轉。位於弧面越上方的進光點，入射光的折射角就越大，穿過透鏡後的偏轉也越多。結果，這些平行光最終都會匯聚於一點，也就是焦點。
相反的，凹透鏡則會使得光線偏離鏡中心軸，對這部份的幾何光學推導有興趣的不妨自己畫畫看。
下一個問題是，阿鉻是如何把眼鏡的凹透鏡變成凸透鏡的？
關鍵的原因是，近視眼鏡並不是完全的凹透鏡，而是凸凹透鏡，也就是一面是凸面一面是凹面、而凹面的曲率較凸面大的透鏡。透鏡的幾何光學性質取決於透鏡中心的厚度和兩側厚度的差別，因此即使有一面是凸面，凸凹透鏡仍保有凹透鏡的散光性質。
在這個基礎之上，要將凸凹透鏡變成凸透鏡就很簡單了，只需注入水，填滿凹的那一面即可。水的表面張力會使得水面微微凸起(其實不凸起也沒差，重點是要把凹的那一面注滿)，如此一來便完成了凸透鏡。但是，這樣的水面若是不平整，就會產生不整齊的折射，也無法成功聚光。所以阿鉻必須得體悟心靈祥和，使用全集中呼吸才能成功點火了。
水之呼吸．第十一之型 止水
不過這一幕最值得吐槽的細節是太陽的方向，從光影來看太陽根本就不是在阿鉻背後，陽光也會被西瓜面具的上緣給擋住，所以這部份是有待改進的。
故事中，千空曾提到即使是吸盤加上空氣也可以形成凸透鏡，這指的應該是用吸盤貼在窗戶玻璃上的吊飾之類的東西。不過，現在的窗戶玻璃大多都設計得凹凸不平，所以比較不會有這樣的疑慮了。另一個更難注意到的隱形殺手反而是車內的寶特瓶，過去已經有好幾件這樣的案例，將裝滿水的寶特瓶留在車上，結果在烈陽下導致車內燒起來的情況。
二、發熱速度
這部份的計算涉及研究所等級以上的熱力學，而且許多需要代入的常數並沒有提及，所以也無法驗證其真實性。本人跟物理有仇，所以專程去請教了物理專業的熱心巴友S，還是無法確定這套公式的意涵。這或許是由於日本是世界上極少數即使到了大學也仍使用母語教科書的國家，導致這些公式的表示形式不同於我們所熟悉的樣態，更進一步提高了考據的難度。如果在場有物理專業的，歡迎提出相關的補充。
這個公式從動力學的角度計算升溫時所需的熱能。先簡單解釋一下各項所代表的意義：
C^n，不確定因子其之一。以化學的角度來看我推測代表反應物濃度，但S提到有可能代表多變常數或是透鏡聚光能力。總之這部份即使知道代表什麼，也完全不清楚該代入什麼值。
在熱力學中，多變常數是指經過一個可逆過程時，系統的壓力會與體積的n次方成反比，其中的n便是多變常數。我們所熟悉的波以耳定律(定溫下，定量氣體的壓力和氣體的體積成反比)便是n=1的情況。
ΔHr，反應焓，代表一個反應前後的熱量變化。
Z，不確定因子其之二。從化學角度來看最有可能是碰撞係數，S則認為是壓縮因子。
碰撞係數代表著參與反應的反應物之間發生有效碰撞的頻率；壓縮因子則是將真實氣體修正以符合理想氣體公式的參數。
E，活化能。一個反應要進行時必須跨越的能量障壁，參與反應的分子必須有超過E的能量才會發生反應。至於有多少分子能達到這個要求呢？可以根據波茲曼分布來求得。
波茲曼分布指出在固定溫度T下，分子的能量會呈常態分布，而能量在E以上的比例為![]()
。其中，R代表
理想氣體常數，8.314JK⁻¹mol⁻¹。
根據阿瑞尼斯方程式(Arrhenius equation)，一個化學反應的速率常數k可以被寫成![]()
，故我推測上述公式想表達的是速率定律式![]()
。反應速率乘上反應焓ΔHr，便會給出反應吸放熱的功率Qr。
這個公式則是從熱力學的角度計算。同樣先簡單解釋一下各項所代表的意義：
Cp，定壓比熱，定義為每單位物質在固定壓力下升溫1度所需要吸收的熱量，千空提到是1.3 kJkg⁻¹K⁻¹。
ρ，物質密度，千空提到是900 kgm⁻³，不過我查到的紙的密度應該是約1300，可能日本的紙也特別薄吧(？
δT，溫度變化。千空提到燃點是300ﾟC，因為是大晴天，假設氣溫為30ﾟC，δT=270。
δt就是我們要求的升溫所需的時間。
等號另一側，Qr是上面提過的吸放熱功率，Qc完全不知道是什麼。
太陽常數1366 Wm⁻²，代表距離太陽一天文單位處(地球離太陽平均距離)，單位面積受到垂直入射的平均太陽輻射強度。這是一個變動的平均值，目前的太陽常數約在1361到1362 Wm⁻²之間，與千空的數據差了一點，但我認為無傷大雅。
透鏡直徑5 cm，代表受太陽光面積πr² = 1.96×10⁻³ m²，乘上上方的太陽常數，即可得到每秒匯聚在岩漿褲子上的能量為2.7 J。
然後解析到這裡我就不會算了，按我的想法，假設受熱的體積是1 cm³好了，不就是很直覺的代入物質密度和比熱，1×10⁻⁶·900·1300·270 = 2.7·δt，就可以得到δt = 117秒嗎？還是這樣的想法有錯？歡迎大家提出指正。
三、表面閃燃
表面閃燃(Surface flash)，是一種某些可燃性材料上一經點火後便迅速蔓延的現象。此現象通常發生在棉、毛、尼龍等材質上，因為這些材料都是由細小的單元所組成，單元之間含有許多空氣，因此一旦任意一點起火，火勢就很容易經由這些大面積與空氣接觸的材料擴散出去。雖然閃燃的溫度不見得高，但若是在閃燃時接觸到其他可燃物，仍然有可能造成火災。
根據日本所發布的消防白皮書，2012年家庭火災之中就有9.2%來自表面閃燃現象。這樣的現象搭配冬天乾燥容易起靜電的日本氣候，是安全上的一大隱憂。星星之火可以燎原，不可不慎。目前市面上的衣物大廠都有慎防閃燃的標籤，請大家注意穿著上面所述材料的衣物時盡量不要接近火源，以免引發憾事。
提到閃燃現象，就必須同時解釋一下閃點和燃點的差別。
閃點(Flash point)是專用於揮發性可燃物的物理量，定義為物質揮發的可燃性氣體起火但無法維持燃燒的最低溫度。相反的，燃點(fire point)的定義則是起火後能維持燃燒的最低溫度，因此燃點總是較閃點要高。在阿鉻的例子中，使用的標準就是燃點。
四、槓桿原理
槓桿(lever)，是一種從古代開始就一直被人類所運用的機械裝置。對於槓桿的詳盡論述普遍被認為是古希臘科學家阿基米德所著，相信大家也都聽過他那句名言：「給我一個支點，我可以撐起整個地球。」
槓桿的原理是靜力矩平衡的應用之一。力矩(torque)指的是促使一個物體繞著支點(轉軸)旋轉的趨向，其值等於施力乘以力臂長度。請看圖說明：
假設千空的施力F是垂直向下，力臂的定義為施力方向的延長線與支點的最短距離，這裡假設為l。從途中可以明顯看出千空方的力臂是較短的，因此這是省時費力型的槓桿。為了要達到靜力矩平衡，銀狼方的力矩也必須相同，即F×l。故我們可以得知，銀狼所受的力僅為千空施力的五分之一。同時，由於槓桿的左右兩端是一起移動的，因此當千空端下踩m的距離，銀狼端便會上升5m，換算成速率便得到第一張圖中的25和125的差別。
不過，考慮做功(即接受的能量)的情況，雖然銀狼端的位移變大了，但受力也隨之變小，所以所受的功其實是沒變的。那麼，使用這樣的槓桿來戰鬥對千空有什麼好處呢？答案是它改變了施力的方向。原先千空若是想要向上攻擊銀狼的要害，他必須向上施力(通常是用踢的)，這個施力便取決於他自身的肌肉力量；但藉由槓桿的輔助，他可以向下施力來對銀狼造成向上的攻擊，也就是說他可以像動畫中那樣用全身的重量下去踩，力量自然也就更大了。
那麼，該吐槽的來了。注意到圖中綠色的⅘F了嗎？這個力被稱為正向力，它是為了讓整根槓桿達成靜力平衡而出現的。正向力的施力點在支點上，也就是說它的力臂是0，故不產生力矩也不影響靜力矩平衡。你可以把正向力想像成地球施在槓桿上的力，否則整根槓桿在旋轉的同時應該會向下移動。
假設千空的體重是60公斤，那這個正向力就有他體重的五分之四，也就是48公斤重。千空是拿西瓜面具當做支點的，已經支離破碎的西瓜面具，真的能承受這麼大的應力嗎？看來這面具也是黑科技啊。
【本週總結】
提及的科學議題：4
可行的：3
無法考證的：1
認真解析《Dr.STONE 新石紀》系列文章連結
つづく...
創作內容
御前比武精采落幕！認真解析《Dr.STONE 新石紀》EP.14
動漫相關 (0)
。其中，R代表理想氣體常數，8.314JK⁻¹mol⁻¹。
，故我推測上述公式想表達的是速率定律式
。反應速率乘上反應焓ΔHr，便會給出反應吸放熱的功率Qr。
