Du behøver ikke længere at gå til laboratoriet for at være vidne til noget forbløffende. Du skal bare tænde for din computer og se en video om et emne af interesse.
Her er nogle interessante fænomener og de videnskabelige teorier bag dem.
Prins Rupert falder
Prins Ruperts dråber har fascineret forskere i hundreder af år. I 1661 blev der præsenteret en artikel i Royal Society of London om disse mærkelige genstande, der ligner glas rumpehuller. Dråberne er opkaldt efter prins Rupert af Rhinen, der først præsenterede dem for sin fætter, kong Charles II. Opnås når dråber af smeltet glas falder i vand, de udviser mærkelige egenskaber, når de udsættes for kraft. Hit Prince Rupert klat med en hammer i den afrundede ende, og der sker ikke noget. Men med den mindste skade på halesektionen eksploderer hele dråben øjeblikkeligt. Kongen var interesseret i videnskab og bad derfor Royal Society om at forklare dråbernes opførsel.
Forskere var i en blindgyde. Det tog næsten 400 år, men moderne videnskabsmænd bevæbnede med højhastighedskameraer var endelig i stand til at se dråberne eksplodere. En stødbølge kan ses, der kører fra hale til hoved med en hastighed på cirka 1,6 km / s, når der frigøres stress. Når en dråbe Prince Rupert rammer vandet, bliver det ydre lag fast, mens det indre glas forbliver smeltet. Når det indre glas afkøles, krymper det i volumen og skaber en stærk struktur, hvilket gør faldhovedet utroligt modstandsdygtigt mod skader. Men så snart den svagere hale går i stykker, frigøres spændingen, og hele dråben bliver til et fint pulver.
Salgsfremmende video:
Let bevægelse
Radioaktivitet blev opdaget, da det blev opdaget, at der var en slags stråling, der kunne tænde fotografiske plader. Siden da har mennesker kigget efter måder at studere stråling for bedre at forstå dette fænomen.
En af de tidligste og alligevel fedeste måder var at skabe et tåge kamera. Princippet for Wilson-kammerets drift er, at dampdråber kondenserer omkring ioner. Når en radioaktiv partikel passerer gennem kammeret, efterlader den et spor af ioner i sin bane. Når damp kondenserer på dem, kan du direkte observere den sti, som partiklen har kørt.
I dag er tågkamre erstattet af mere følsomme instrumenter, men på et tidspunkt var de vigtige for opdagelsen af subatomære partikler som positron, muon og kaon. Tåge kameraer er nyttige i dag til visning af forskellige typer stråling. Alfapartikler viser korte, tunge linjer, mens beta-partikler har længere, tyndere linier.
Overfladevæsker
Alle ved, hvad en væske er. Og superfluider er mere end det. Når du omrører en væske som te i et krus, kan du få en hvirvlende hvirvel. Men efter nogle få sekunder vil friktion mellem fluidpartiklerne stoppe strømmen. Der er ingen friktion i en overfladisk væske. Og den blandede overfladevæske i bægeret vil fortsat rotere for evigt. Sådan er superfluidernes mærkelige verden.
På en lignende måde kan der bygges springvand, der vil fortsætte med at arbejde uden at spilde energi, fordi der i en overflødig væske ikke mister nogen energi gennem friktion. Ved du, hvad der er de underligste egenskaber ved disse stoffer? De kan lække ud af enhver beholder (forudsat at den ikke er uendeligt høj), fordi den manglende viskositet giver dem mulighed for at danne et tyndt lag, der fuldstændigt dækker beholderen.
For dem, der ønsker at lege med en overflødig væske, er der nogle dårlige nyheder. Ikke alle kemikalier kan antage denne tilstand. Og disse få er kun i stand til dette ved temperaturer tæt på absolut nul.
Isbølge
Den frosne sø kan være et fantastisk sted at se på. Når isen revner, kan der lyde lyd over overfladen. Når du ser ned, kan du se dyrene, der er frosset og fanget i en isfælde. Men den mest fantastiske funktion ved den frosne sø er måske dannelsen af bølger af is, der falder ned på kysten.
Hvis kun reservoiret bliver fast, når reservoiret fryser, er det muligt, at det begynder at bevæge sig. Hvis en varm vind blæser over en sø, kan hele islaget begynde at bevæge sig. Men han skal gå et sted.
Når isen når kysten, får pludselig friktion og stress den til at kollapse og ophobes. Undertiden kan disse bølger nå flere meter og rejse over land. Krakningen af krystaller, der udgør isarket, skaber en uhyggelig kilende lyd nær isbølgerne, ligesom tusind brudt glas.
Vulkanisk chokbølge
Et vulkanudbrud er næsten den mest kraftfulde eksplosion, som mennesker kan se på Jorden. I løbet af få sekunder kan den energi, der svarer til flere atombomber, udsætte tusinder af tons klipper og snavs i luften. Det er bedst ikke at være for tæt, når dette sker.
Nogle mennesker er imidlertid interesseret i disse ting og stopper i nærheden af den vulkanske vulkan for at optage en video af den. I 2014 var der et udbrud af Tavurvura i Papua Ny Guinea. Heldigvis for os var der folk der filmede det. Da vulkanen eksploderede, kunne man se chokbølgen gå op i skyerne og på siderne mod observatøren. Det fejede over båden som et tordenknap.
Eksplosionen, der forårsagede stødbølgen, var sandsynligvis forårsaget af akkumulering af gas inde i vulkanen, da magma blokerede dens udgang. Med den pludselige frigivelse af denne gas komprimerede luften omkring den, hvilket genererede en bølge, der spredte sig i alle retninger.
Vulkansk lyn
Når i 79 A. D. der var et udbrud af Vesuv, Pliny den yngre bemærkede noget mærkeligt i denne eksplosion: "Der var et meget stærkt mørke, som blev mere og mere skræmmende på grund af de fantastiske flammeflammer, der minder om lynet."
Dette er den første registrerede omtale af vulkansk lyn. Når en vulkan løfter et tordenvejr af støv og klipper op i himlen, er store lynskruer synlige omkring den.
Vulkansk lyn forekommer ikke ved enhver udbrud. Det er forårsaget af akkumulering af ladning.
I en vulkansk varme kan elektroner let smides fra atomet, hvilket skaber en positivt ladet ion. Frie elektroner overføres derefter, når støvpartiklerne kolliderer. Og de slutter sig til andre atomer og danner negativt ladede ioner.
På grund af de forskellige størrelser og hastigheder, som ionerne bevæger sig med, bliver det muligt for en ladning at samle sig i askeskummen. Når opladningen er høj nok, producerer den utroligt hurtige og varme lynnedslag, som det ses i videoen ovenfor.
Leviterende frøer
Hvert år er der vindere af Shnobel-prisen for forskning, der "får folk til at grine først og tænke igen."
I 2000 modtog Andrey Geim Shnobel-prisen for at lave en frøflue med magneter. Hans nysgerrighed blussede op, da han hældte lidt vand direkte i maskinen med kraftige elektromagneter omkring sig. Vandet sad fast på rørets vægge, og dråberne begyndte endda at flyve. Geim opdagede, at magnetfelter kan virke på vand, der er stærkt nok til at overvinde Jordens tyngdekrafttrækning.
Spillet gik fra vanddråber til levende dyr, inklusive frøer. De kunne ophæve på grund af vandindholdet i kroppen. For øvrig udelukker videnskabsmanden ikke en lignende mulighed i forhold til en person.
Desillusionen med Nobelprisen mindskedes noget, da Geim modtog en rigtig Nobelpris for sin deltagelse i opdagelsen af grafen.
Laminar strømning
Kan du adskille blandede væsker? Det er ganske vanskeligt at gøre dette uden specielt udstyr.
Men det viser sig muligt under visse betingelser.
Hvis du hælder appelsinsaft i vandet, er det usandsynligt, at det lykkes. Men ved hjælp af farvet majs sirup, som vist i videoen, kan du gøre netop det.
Dette skyldes sirupens særlige egenskaber som væske og den såkaldte laminære strøm. Dette er en type bevægelse inden for væsker, hvor lagene har tendens til at bevæge sig i en retning uden at blandes.
Dette eksempel er en speciel type laminær strømning kendt som Stokes flow, hvor den anvendte væske er så tyk og tyktflydende, at det næppe tillader partikler at diffundere. Stofferne blandes langsomt, så der er ingen turbulens, der rent faktisk vil blande de farvede dråber.
Det ser ud til, at farvestofferne blandes, fordi lyset passerer gennem lagene, der indeholder de enkelte farvestoffer. Ved langsomt at ændre bevægelsesretningen kan du returnere farvestofferne til deres oprindelige position.
Vavilov - Cherenkov-effekt
Du kan måske tro, at intet bevæger sig hurtigere end lysets hastighed. Faktisk ser lyshastigheden ud til at være grænsen i dette univers, at intet kan bryde. Men dette er sandt, så længe du taler om lysets hastighed i et vakuum. Når det trænger ind i et hvilket som helst gennemsigtigt medium, bremser det ned. Dette skyldes det faktum, at den elektroniske komponent i elektromagnetiske bølger af lys interagerer med bølgende egenskaber for elektroner i mediet.
Det viser sig, at mange genstande kan bevæge sig hurtigere end denne nye, langsommere lyshastighed. Hvis en partikel kommer i vand med en hastighed på 99% af lysets hastighed i et vakuum, indhenter den lys, der bevæger sig i vand med en hastighed på 75% af lysets hastighed i et vakuum. Og vi kan virkelig se, hvordan det sker.
Når en partikel passerer gennem elektronets elektroner, udsendes der lys, da det ødelægger elektronfeltet. Når den startes, lyser en atomreaktor i vandet blåt, fordi den udsætter elektroner i nøjagtigt så høje hastigheder - som det ses i videoen. Den uhyggelige glød fra radioaktive kilder er mere betagende end de fleste tror.