来源｜中科院物理所（id：cas-iop）
撰文 | 乐子超人
大概就像每一届学生都被老师说过是最差的一届，
每一年的夏天都有那么几天，
让人相信这是最热的一个夏天。
以前每天期待的是放学，
现在每天期待的是降温。
温度计上的数字像是在说，
放学之后还要留下来补课，
进了秋天也别想告别炎热。
吹空调消暑虽然效果好，
但是太过平常，
没啥技术含量，
不能体现出我们广博的物理知识。
在这里，
小编有三式属于物理人的
夏日独家帅（you）气（bing）消暑方法，
保证你成为街上最靓的那个仔。
事先声明，
文中方法纯属脑洞，
请勿轻易模仿。
消暑第一式——天人两隔
消暑第一式之天人两隔，将人与这大热天隔开，免去酷暑烦恼。
热的传递方式有三种：热传导、热对流以及热辐射。
热传导（图片来源：哔哩哔哩）

热量是如何传递至人身体的呢？
以刚从空调房中出来的小编为例，小编身体的温度相对于空气是比较低的，贴近小编身体的炎热空气与冰凉的人体首先发生热传导，温度降低，与远处的炎热的空气形成热对流，使远处热空气来到贴近人体的位置，继续与人体发生热传导。如此循环，热量传递至人体，人体便会感受到炎热。
这招“天人两隔”，便是用绝热材料隔绝这一热传递的过程，使外界的热量不能传递给人体。
小编推荐的绝热材料是北方家家户户几乎都有的保温神器——棉衣。
冬天穿身上保暖，夏天盖冰柜卖冰棍儿，棉衣虽然看起来并不是多么高大上，却深受人民群众喜爱，广泛应用于各种需要绝热的场合。
棉衣的保温功能，不止是可以保暖，还可以保“冷”。棉衣中的棉花撑起了多孔的结构，多孔结构可以固定一部分空气，阻断这部分空气与远处空气的热对流；而空气本身的导热性能很差，会阻止人体与外界环境之间的热传递。
有过大夏天穿棉衣的经验的小伙伴可能要质疑了：小编小编，我夏天穿棉衣，明明是更热了呀？
那是肯定的，虽然外面的热量进不来，但人自己产生的热量也出不去。
所以，我们还需要在棉衣内，塞上冰块，用冰吸收掉人体散发的热量，保持凉快。
冰块虽然凉快，但有一点不好的就是容易化，化了之后会打湿衣服。
有一种更好的替代：雪糕，制冷效果不差，自带包装不会漏出弄脏衣服，塞进棉衣降温真的是干净又卫生。
消暑第二式——天人合一
何谓“天人合一“？
“天人合一”指的是要勇敢去面对挑战，直面酷暑，在太阳底下接受曝晒，将自己化作这炎炎的夏日的一部分，实现灵与肉与体温的全面升华。正所谓只要我是最热的，那么一切环境都能让我感到凉快。
可能你会有疑问，但是不要急，听小编给你细细分析。
一方面，冷热是一种主观的、相对的概念。小编空调要开25℃的，小编妈妈却连28℃都觉得冷；因纽特人的冰屋温度虽然只有0℃，但在日常零下40℃的环境中是很温暖的。当在太阳底下晒得很热，回到家里或者阴凉地的时候，虽然温度依然很高，但仍会感觉很凉快。这是非常自然的，绝不是什么晒傻了。
另一方面，我们从散热来分析。
人体的散热方式大致可以分为三种：辐射散热、传导和对流散热以及蒸发散热。上面的第一式”天人两隔“是从传导和对流的角度去解决夏日感到炎热的问题，这一式“天人合一”便是利用了辐射散热。
任何温度高于绝对零度的物品都会产生热辐射，以电磁波的形式辐射能量。热辐射一般与物体自身的性质有关；理想情况下存在一种特殊的物体，能将外来辐射完全吸收而不进行反射，称为黑体，黑体辐射仅与黑体的温度有关，与自身的其他性质无关，常用于热辐射研究。
人体进行辐射散热时，辐射散热量同皮肤与环境的温度差以及机体有效辐射面积有关。体表皮肤与周围环境温差越大，辐射散热量越多；机体有效辐射面积越大，辐射散热量越多。
在经过太阳曝晒之后，人体的温度升高，辐射散热增强，增加了散热量，便可以感觉到凉快。这便是“天人合一”背后的原理。
当然，这种方法只建议中午试，因为早晚会出事。
非常地好用。
消暑第三式——大激光束
什么？上面两式都拿不下你？
那就只能祭出小编压箱底的绝招了——大激光术！
上面两式是对热传递方式的应用，而这一招则直指大道本源，直接从“热”的本质去解决问题。
高中物理课上讲过，热的本质是构成物质的微观粒子运动，微观粒子的运动越剧烈，温度越高，物体越热。
因此我们只要反其道而行之，想办法减弱微观粒子的运动，便可以实现温度的降低。而使微观粒子运动减弱的方法也早已经有人提出，那就是激光制冷。
激光制冷的原理主要有两种，多普勒效应和反斯托克斯荧光效应。两者的表现类似，都是通过散射过程使物质原子能量降低，降低物质原子运动的激烈程度。
稀薄的原子气体一般采用多普勒激光制冷技术，用一束频率稍低于原子吸收频率的激光照射原子气体，其中会有与激光方向相向运动的原子，由于多普勒效应，光子的频率升高，恰好可以被原子吸收；光子和原子的动量方向相反，因此吸收光子后原子的速度会减小。向原子照射不同方向的激光，便可以实现对原子的不停减速。
多普勒激光制冷。1 原子静止不动，激光频率稍低于吸收频率，无影响；2 原子与激光同向运动，在原子看来，激光频率减小，发生红移；3.1-3.3 原子与激光相向运动，在原子看来激光频率增大，发生蓝移，并且在特定情况下可以吸收光子，再向任意方向放出光子，并减速。（图片来源：知乎@进击的钢弹）
通过多普勒制冷技术，可以将原子冷却至绝对零度上百万分之一开尔文的温度，这也是目前人类接近绝对零度的唯一方法。
反斯托克荧光制冷方法是一种新兴的激光制冷技术，简单来说就是利用激光诱导物质放出荧光，使构成物质的微观粒子降到更低的能级上。
物质原子处于一个个分立的能级上，当用特定波长的激光去照射物质时，原子会吸收光子，从初始态（非基态）跃迁至高能激发态，再跃迁至基态并放出光子。放出光子的能量大于吸收光子的能量，因此经过反斯托克斯荧光过程后，原子能量降低，运动减弱，物质的温度下降。
斯托克斯荧光（左）和反斯托克斯荧光过程（右）的能级示意图（图片来源:http://www.v-instru.com/information/266.html）
回到消暑，“大激光术”便是利用激光照射人体，直接从原子层级对人体进行降温，相比于其他流于表面的降温方法，“大激光术”可谓是降维打击，能真正让人体验到“透心凉”的感觉。
激光制冷技术无振动、无噪声、无电磁辐射、体积小、器材重量轻、可靠性高、寿命长，制冷区间是所有制冷方法中最广的（可以接近绝对零度），除了不能用于人体降温以外，简直是夏日消暑制冷的完美方法。
正所谓：“消自己的暑，让别人说去吧！”
面对炎热，
温度要冰，姿势要帅，
不要被世俗的目光限制了自己的创造力，
勇于放飞自我，
你也可以像小编一样帅气地度过这个夏日。
小伙伴们还有什么独家消暑方法？
欢迎在留言区分享~
参考资料：
[1]罗明智. 室内空气流速对人体生理指标及热舒适性影响的研究[D].重庆大学,2005.
[2]李文菁. 不同热环境下的人体热感觉[D].湖南大学,2006.
[3]冯国会,梁若冰,宁经洧,高妍,郭振红.太阳辐射对人体热舒适性的影响分析[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2007(05):790-793.
[4]陈军,田芳,蒙德慈,贾旭,高昂,王明,李娜,李莉莎,倪士峰.新型制冷技术研究进展[J].宁夏农林科技,2011,52(06):67-70.
[5]秦伟平.反斯托克斯荧光制冷的研究进展与综述[J].物理学进展,2000(02):93-167.
[6]申超,张俊.激光制冷固体材料的研究现状与未来[J].新材料产业,2016(01):57-60.
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