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盘点不同球类运动，谁是“球中之王”？******

　　近日，在世界杯比赛中

　　葡萄牙队3比2险胜加纳队

　　下半场，C罗通过点球

　　帮助葡萄牙队取得领先

　　图源：FIFA

　　被判点球后C罗亲吻足球

　　他闭上双眼，深呼吸

　　然后助跑、果断起脚

　　皮球势大力沉直窜对方球门

　　图源：新华社

　　C罗也成为历史首位

　　连续五届世界杯取得进球的球员

　　大家观看比赛时有没有想过

　　在如此多的球类运动中

　　足球的球速是最快吗？

　　哪种球飞得最远？

　　球速之“王”竟然是它？

　　所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球，球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。

　　那么问题来了，在这些球类运动中，速度最快的是哪种球？是令人热血沸腾的足球，是挥汗如雨的网球，还是快得看不清轨迹的乒乓球？

　　图源：摄图网

　　答案其实是外形最不像球的羽毛球。

　　目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超级联赛上，科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时（约118 m/s）的杀球。这意味着什么？这个记录中羽毛球的最高速度，比“复兴号”动车组列车最高运行时速（400公里/小时）还要快。

　　图源：Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度

　　羽毛球为什么能飞得那么快？原因其实并不复杂，主要是因为羽毛球比较轻（重量只有5克），并且球拍足够长（不超过680mm）。

　　图源：Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数

　　球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用，它的速度一般只会逐渐减小（篮球等例外）。想要获得最快的运动速度，球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体，羽毛球非常轻，因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。

　　图源：Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作

　　最能“飞”的球——高尔夫球

　　高尔夫球是飞得最远的球，单次击球可以移动200米以上，标准高尔夫球场，一般布置18个球洞，总长度要控制在6002～6400米，球场面积50～75公顷（1公顷=10000平方米），实际大小要根据球场的地形来确定。

　　不仅如此，高尔夫还走出了地球，成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日，执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德（Alan Shepard）挥动球杆在月球上打起了高尔夫球，从而使他成为有史以来第一位，也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。

　　图源：NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦

　　高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。

　　我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。但是，高尔夫球不是这样。

　　图源：《高尔夫50年》高尔夫球的变迁

　　毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。

　　图源：科普中国

　　如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最大，原因是其后方的“低压区”面积最大，第二个球体的低压区有所减少，直至底部的水滴型，其形状阻力最小。通过流体力学实验，人们发现，光滑的与布满小酒窝的球相比，后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的作用，这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。

　　图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott

　　最受欢迎的球类运动——足球

　　无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看，足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题，那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。

　　图源：百度百科

　　普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球，也是最近几届世界杯中，最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时，生产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。

　　然而，这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出，“粗糙度的大小，决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”

　　蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转，从而导致它的飞行轨迹不可预测，守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线，在飞行过程中，气流经过缝线时，会产生更多湍流，由于左右不对称，湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆，飞行飘忽不定，如飞舞蝴蝶。

　　图源：中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成，缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度，缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。

　　而普天同庆足球，由于其总缝线长度很短，导致其成为当时最光滑的足球，经过空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应，而80公里左右时速恰恰是射门，以及任意球的典型球速。

　　END

　　资料来源：央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎

　　整理：董小娴

访谈｜ASML全球高级副总裁沈波：开放合作半导体行业才能发展******

　　(第五届进博会)访谈｜ASML全球高级副总裁沈波：开放合作半导体行业才能发展

　　中新社上海11月6日电 题：访谈｜ASML全球高级副总裁沈波：开放合作半导体行业才能发展

　　中新社记者 李佳佳

　　元宇宙体验、光刻机“开箱”视频和H5虚拟课堂，备受外界关注的全球半导体行业供应商ASML在第五届中国国际进口博览会上，首次通过“元宇宙”平台，带来沉浸式的光刻体验，彰显前沿科技。

　　自1988年交付首台步进式光刻机以来，ASML进入中国市场已有三十余年，见证、亲历和支持了中国半导体产业的发展。

　　“今年是ASML第四次参展进博会，我们希望借助进博会的平台不断地展现开放共赢、合作发展的理念。”ASML全球高级副总裁、中国区总裁沈波表示：“ASML一直秉持开放与专注，以‘开放式创新’和对光刻技术的专注，持续支持半导体行业的发展。在进博会，我们可以与全行业甚至跨行业的企业和合作伙伴加深交流，共商合作前景。”

　　首次在进博会亮相的“ASML元宇宙”之旅给此间观展者带去了身临其境的独特体验。在ASML元宇宙空间里，观展者可以“亲身”进入无尘室，近距离接触神秘的光刻机，更可以结合影视级效果的3D裸眼视频，了解光刻机的内部基本原理——光源经过照明模组投向掩模版，再穿过掩模版上的电路图案，通过投影物镜将影像聚焦到晶圆上。“元宇宙”中还有生动的全方位光刻解决方案动画和丰富多样的科普视频，令观展者沉浸式了解更多有关ASML的故事。

　　“每年我们都会思考以什么样的形式参加进博会”，沈波说，去年，进博会的集成电路专区设立，凸显了外界对产业的关注和重视。希望未来在设立专区的基础上，能够增加宣传和引导，比如举办一些专题或者小论坛，以加深外界对行业的了解。

　　其实，除了光刻机，ASML在芯片制造的成像环节也会提供全方位的光刻解决方案，从光刻机设备本身到计算光刻软件，再到芯片生产过程的量测、缺陷的检查等，ASML均有涉猎。“我们更想跟大家讲讲怎么帮助客户在芯片生产的过程中，在我们的环节上做出足够大的工艺窗口，让芯片生产的质量、精度能够控制得更好，或者让客户的技术进步更顺畅地向前。这是我们今年进博会主要的出发点。”

　　当前，中国已是全世界最大的成熟制程市场，这俨然成为行业的共识。“中国在整个半导体产业链中扮演非常重要的角色，这是所谓‘不确定性中的确定性’。在这种确定的情况下，中国该怎么发展成熟制程，怎么把成熟制程做好，怎么在全球的半导体产业链里把自己重要的角色扮演好，从这个角度看，中国市场的潜力是很大的，中国有全世界最大的终端市场，最活跃的应用市场，终端市场、应用市场反过来可以推动上游设计、制造方面的发展创新。”

　　说起行业未来的发展，沈波坦言，半导体行业自身有一定的周期，有起有伏不是新鲜事。但是从半导体行业过去多年的发展和对未来的预期来看，整体向上的趋势是在的，“只要大趋势在，就会要求有更多的计算、更多的存储、更多新的应用支持，就会带动半导体行业的需求量向上”。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）