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經(jīng)?？荚嚨娜藨?yīng)該都聽(tīng)過(guò)一句話：

考試時(shí)最好用 2B 鉛筆。

要是用了 HB，

很多人會(huì)擔(dān)心機(jī)器掃不出來(lái)

明明看起來(lái)都是木頭包著筆芯

為什么閱卷機(jī)偏偏對(duì) 2B 這么執(zhí)著？

很多人第一反應(yīng)會(huì)覺(jué)得

這是為了防作弊

或者是閱卷系統(tǒng)特別“高級(jí)”，

連筆跡都能精準(zhǔn)分辨

其實(shí)沒(méi)那么玄

它之所以更適合識(shí)別2B鉛筆

關(guān)鍵不在于它會(huì)認(rèn)筆

而在于2B鉛筆留下的痕跡

更符合機(jī)器讀取的要求

今天，不聊考試

直接來(lái)做一個(gè)和鉛筆有關(guān)的小實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材

真正的2B鉛筆、發(fā)光二極管、電池、導(dǎo)線若干、白紙、所標(biāo)杯

安全提示：本實(shí)驗(yàn)涉及微小電流，雖然電不死人，但請(qǐng)勿用舌頭去舔電池正負(fù)極！

拿一張白紙，用2B 鉛筆在上面反復(fù)涂出一個(gè)長(zhǎng)方形的黑色塊，盡量涂得均勻、厚實(shí)。

二極管左邊針腳接電源正極右邊針腳接電源負(fù)極

把LED 小燈泡的長(zhǎng)的引腳用導(dǎo)線接到電池正極，另端短的引腳通過(guò)導(dǎo)線接負(fù)極，兩根導(dǎo)線的末端各有可以接觸的金屬鉗子或鱷魚夾。

接線概覽。電路處于斷開(kāi)狀態(tài)。

保持一個(gè)夾子別動(dòng)，讓另一個(gè)夾子沿著紙上的黑色區(qū)域來(lái)回滑動(dòng)。你會(huì)看到，兩個(gè)夾子離得遠(yuǎn)了，燈泡就暗一點(diǎn)；離得近了，燈泡又亮起來(lái)。說(shuō)白了，這片石墨痕跡在回路中就相當(dāng)于一個(gè)“滑動(dòng)變阻器”。

把兩根導(dǎo)線直接分別緊靠在兩端露出的鉛芯上。你會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡比剛才夾在紙上時(shí)亮得多。

關(guān)鍵在于鉛筆芯的成分。鉛筆芯其實(shí)并不含鉛，主要成分是石墨和黏土。石墨是碳的一種同素異形體，內(nèi)部的碳原子呈層狀排列，每一層里都有比較容易移動(dòng)的電子，所以石墨能夠?qū)щ?。它雖然不是金屬，但確實(shí)具備一定的導(dǎo)電能力。

石墨結(jié)構(gòu)示意圖

鉛筆型號(hào)里的“H”表示硬（Hard），通常說(shuō)明黏土比例更高；“B”表示黑（Black），通常意味著石墨比例更高。2B 鉛筆的石墨含量比較合適，既容易在紙上留下連續(xù)、較厚的石墨層，又不會(huì)軟到一寫就掉渣。

當(dāng)你把引線夾在紙上的黑色色塊兩端，或者沿著石墨痕跡滑動(dòng)時(shí)，其實(shí)是在改變電流通過(guò)這段材料時(shí)的電阻。簡(jiǎn)單定性考慮，我們不妨假設(shè)這片材料非常均勻，并采用電阻公式進(jìn)行描述：

電阻= 電阻率 × 長(zhǎng)度 ÷ 橫截面積

當(dāng)夾子在紙上拉得更遠(yuǎn)時(shí)，導(dǎo)電路徑變長(zhǎng)，電阻就會(huì)變大，電流隨之減小，所以燈泡會(huì)變暗。

而在第五步里，雖然整根鉛筆芯的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，但它的橫截面積遠(yuǎn)大于紙上那一層薄薄的石墨痕跡，所以整體電阻反而更小，燈泡也就更亮。

那這和考試閱卷機(jī)有什么關(guān)系？

和「答題卡為什么要求用 2B 鉛筆」是同一件事，只是這次我們把鏡頭切到機(jī)器的視角。閱卷機(jī)／讀卡機(jī)的正式名字叫 光標(biāo)閱讀機(jī)（OMR，Optical Mark Reader）。其核心部分是光電傳感器：發(fā)光器件發(fā)出的紅外光照射在答題卡的信息位上，如該信息位被涂黑則部分光被吸收，反射光變?nèi)?，否則，反射光較強(qiáng)，由對(duì)應(yīng)的接收管（簡(jiǎn)稱光敏管）將強(qiáng)弱不同的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，由電位高低就完成了對(duì)答題卡上未填涂和填涂信息位的檢測(cè)。

所以機(jī)器真正關(guān)心的只有兩條硬指標(biāo)：碳濃度和面積。畫圈、打鉤、只涂一半、涂得虛浮——都可能讓有效面積或局部的反射率低于設(shè)定閾值，從而翻車。H系列鉛筆以及B、HB、F鉛筆可能會(huì)因?yàn)樘己坎粔蚨斐蓹z測(cè)失敗。而大于2B系列鉛筆，石墨濃度又過(guò)高，想更改答案就很難擦干凈；而且，石墨含量高，還容易附著到其他考生的答題卡上面，可能會(huì)影響到其他人的成績(jī)。

說(shuō)到底，答題卡里沒(méi)有什么神秘機(jī)關(guān)——就是一個(gè) 紅外→反射率→閾值 的光電通道在干活。把選項(xiàng)老老實(shí)實(shí)涂滿、涂黑、擦干凈，很多時(shí)候比什么技巧都管用。

中考即將到來(lái)，祝各位考生涂卡神速，選的都對(duì)！

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作者：二分 & Chocobo

編輯：公子欣