Nie musisz już iść do laboratorium, aby zobaczyć coś niesamowitego. Wystarczy włączyć komputer i obejrzeć film na interesujący Cię temat.
Oto kilka interesujących zjawisk i stojących za nimi teorii naukowych.
Prince Rupert spada
Krople Prince Rupert fascynują naukowców od setek lat. W 1661 roku w Royal Society of London przedstawiono artykuł o tych dziwnych przedmiotach, podobnych do szklanych kijanek. Krople zostały nazwane na cześć księcia Ruperta Renu, który jako pierwszy przedstawił je swojemu kuzynowi, królowi Karolowi II. Uzyskane, gdy kropelki stopionego szkła wpadają do wody, wykazują dziwne właściwości pod wpływem siły. Uderz kroplę Prince Rupert młotkiem w zaokrąglony koniec i nic się nie dzieje. Jednak przy najmniejszym uszkodzeniu części ogonowej cała kropla natychmiast eksploduje. Król interesował się nauką i dlatego poprosił Towarzystwo Królewskie o wyjaśnienie zachowania kropli.
Naukowcy byli w ślepym zaułku. Zajęło to prawie 400 lat, ale współcześni naukowcy uzbrojeni w szybkie kamery byli w końcu w stanie zobaczyć, jak kropelki eksplodują. Fala uderzeniowa może przemieszczać się od ogona do głowy z prędkością około 1,6 km / s po uwolnieniu stresu. Kiedy kropla Prince Rupert uderza w wodę, zewnętrzna warstwa staje się twarda, podczas gdy wewnętrzne szkło pozostaje stopione. Gdy wewnętrzna szyba stygnie, kurczy się i tworzy mocną strukturę, dzięki czemu opadająca główka jest niesamowicie odporna na uszkodzenia. Ale gdy tylko słabszy ogon pęka, napięcie zostaje zwolnione i cała kropla zamienia się w drobny proszek.
Film promocyjny:
Lekki ruch
Radioaktywność została odkryta, gdy odkryto, że istnieje pewien rodzaj promieniowania, które może oświetlać płyty fotograficzne. Od tego czasu ludzie szukali sposobów badania promieniowania, aby lepiej zrozumieć to zjawisko.
Jednym z najwcześniejszych, a jednocześnie najfajniejszych sposobów było stworzenie kamery mgłowej. Zasada działania komory Wilsona polega na tym, że kropelki pary kondensują się wokół jonów. Kiedy cząsteczka radioaktywna przechodzi przez komorę, pozostawia na swojej drodze ślad jonów. Kiedy skrapla się na nich para, można bezpośrednio obserwować drogę, którą przebyła cząstka.
Obecnie komory mgłowe zostały zastąpione bardziej czułymi instrumentami, ale kiedyś były one niezbędne do odkrycia cząstek subatomowych, takich jak pozyton, mion i kaon. Kamery mgłowe są dziś przydatne do wyświetlania różnych typów promieniowania. Cząsteczki alfa pokazują krótkie, grube linie, podczas gdy cząsteczki beta mają dłuższe, cieńsze linie.
Ciecze nadciekłe
Każdy wie, co to jest płyn. A nadcieki to coś więcej. Kiedy mieszasz w kubku płyn, taki jak herbata, możesz uzyskać wirujący wir. Ale po kilku sekundach tarcie między cząsteczkami płynu zatrzyma przepływ. W nadciekłej cieczy nie ma tarcia. A zmieszany nadciekły płyn w kubku będzie się obracał w nieskończoność. Taki jest dziwny świat nadcieków.
W podobny sposób można zbudować fontanny, które będą nadal działać bez marnowania energii, ponieważ w nadciekłej cieczy nie dochodzi do utraty energii w wyniku tarcia. Czy wiesz, jaka jest najdziwniejsza właściwość tych substancji? Mogą wyciekać z dowolnego pojemnika (pod warunkiem, że nie jest nieskończenie wysoki), ponieważ brak lepkości pozwala na utworzenie cienkiej warstwy, która całkowicie pokrywa pojemnik.
Dla tych, którzy chcą pobawić się nadciekłym płynem, są złe wieści. Nie wszystkie chemikalia mogą przyjąć ten stan. A te nieliczne są zdolne do tego tylko w temperaturach bliskich zeru absolutnemu.
Fala lodowa
Zamarznięte jezioro może być niesamowitym miejscem do oglądania. Gdy lód pęka, dźwięki mogą odbijać się echem po powierzchni. Spoglądając w dół, widać zamarznięte zwierzęta uwięzione w lodowej pułapce. Ale chyba najbardziej niesamowitą cechą zamarzniętego jeziora jest formowanie się fal lodu spadających na brzeg.
Jeśli, gdy zbiornik zamarznie, tylko wierzchnia warstwa zestali się, możliwe, że zacznie się poruszać. Jeśli nad jeziorem wieje ciepły wiatr, cała warstwa lodu może zacząć się poruszać. Ale musi gdzieś iść.
Kiedy lód dociera do brzegu, nagłe tarcie i naprężenie powoduje jego zapadanie się i gromadzenie. Czasami te lodowe fale mogą sięgać kilku metrów i przemieszczać się po lądzie. Pękanie kryształów tworzących pokrywę lodową tworzy niesamowity dźwięk łaskotania w pobliżu lodowych fal, jak tysiąc potłuczonego szkła.
Wulkaniczna fala uderzeniowa
Erupcja wulkanu to prawie najpotężniejsza eksplozja, jaką ludzie mogą zobaczyć na Ziemi. W ciągu kilku sekund energia odpowiadająca kilku bombom atomowym może wyrzucić w powietrze tysiące ton skał i odłamków. W takiej sytuacji najlepiej nie być zbyt blisko.
Jednak niektórzy ludzie są tym zainteresowani i zatrzymują się w pobliżu wybuchającego wulkanu, aby nagrać wideo. W 2014 roku doszło do erupcji Tavurvura w Papui Nowej Gwinei. Na szczęście dla nas byli tam ludzie, którzy mogli to sfilmować. Gdy wulkan wybuchł, można było zobaczyć falę uderzeniową wznoszącą się w chmury i po bokach w kierunku obserwatora. Przeleciał po łodzi jak grom.
Eksplozja, która spowodowała falę uderzeniową, była prawdopodobnie spowodowana nagromadzeniem się gazu wewnątrz wulkanu, ponieważ magma zablokowała jego wyjście. Wraz z nagłym uwolnieniem tego gazu powietrze wokół niego skurczyło się, co wygenerowało falę, która rozeszła się we wszystkich kierunkach.
Piorun wulkaniczny
Kiedy w 79 r. nastąpiła erupcja Wezuwiusza, Pliniusz Młodszy zauważył w tej eksplozji coś dziwnego: „Była bardzo silna ciemność, która stawała się coraz bardziej przerażająca z powodu fantastycznych błysków ognia, przypominających błyskawice”.
To pierwsza odnotowana wzmianka o wyładowaniach wulkanicznych. Kiedy wulkan wznosi w niebo burzową chmurę pyłu i skał, wokół niego widoczne są ogromne pioruny.
Piorun wulkaniczny nie występuje przy każdej erupcji. Jest to spowodowane gromadzeniem się ładunku.
W upale wulkanu elektrony można łatwo wyrzucić z atomu, tworząc w ten sposób dodatnio naładowany jon. Wolne elektrony są następnie przenoszone, gdy zderzają się cząsteczki pyłu. I łączą się z innymi atomami, tworząc ujemnie naładowane jony.
Ze względu na różne rozmiary i prędkości, z którymi poruszają się jony, ładunek może gromadzić się w smudze popiołu. Gdy poziom naładowania jest wystarczająco wysoki, wytwarza niewiarygodnie szybkie i gorące błyskawice, jak widać na powyższym filmie.
Lewitujące żaby
Każdego roku są laureaci Nagrody Shnobel za badania, które „najpierw rozśmieszają ludzi, a potem myślą”.
W 2000 roku Andrey Geim otrzymał Nagrodę Shnobel za wykonanie latającej żaby z magnesami. Jego ciekawość zapłonęła, gdy wlał trochę wody bezpośrednio do maszyny otoczonej potężnymi elektromagnesami. Woda przykleiła się do ścianek rury, a krople nawet zaczęły latać. Geim odkrył, że pola magnetyczne mogą oddziaływać na wodę wystarczająco silnie, aby przezwyciężyć przyciąganie grawitacyjne Ziemi.
Dziczyzna przeszła z kropelek wody w żywe zwierzęta, w tym żaby. Mogły lewitować ze względu na zawartość wody w organizmie. Nawiasem mówiąc, naukowiec nie wyklucza podobnej możliwości w stosunku do osoby.
Rozczarowanie Nagrodą Nobla nieco zmniejszyło się, gdy Geim otrzymał prawdziwą Nagrodę Nobla za udział w odkryciu grafenu.
Przepływ laminarny
Czy możesz oddzielić zmieszane płyny? Jest to dość trudne bez specjalnego sprzętu.
Ale okazuje się, że jest to możliwe pod pewnymi warunkami.
Jeśli wlejesz sok pomarańczowy do wody, prawdopodobnie nie odniesiesz sukcesu. Ale używając barwionego syropu kukurydzianego, jak pokazano na filmie, możesz to zrobić.
Wynika to ze specjalnych właściwości syropu jako cieczy oraz tzw. Przepływu laminarnego. Jest to rodzaj ruchu w płynach, w którym warstwy mają tendencję do poruszania się w jednym kierunku bez mieszania.
Ten przykład to specjalny rodzaj przepływu laminarnego, znany jako przepływ Stokesa, w którym używany płyn jest tak gęsty i lepki, że prawie nie pozwala na dyfuzję cząstek. Substancje są mieszane powoli, więc nie ma turbulencji, które faktycznie mieszałyby kolorowe kropelki.
Wydaje się tylko, że barwniki mieszają się, ponieważ światło przechodzi przez warstwy, które zawierają poszczególne barwniki. Powoli zmieniając kierunek ruchu, możesz przywrócić barwniki do ich pierwotnego położenia.
Efekt Wawiłowa - Czerenkowa
Możesz pomyśleć, że nic nie porusza się szybciej niż prędkość światła. Rzeczywiście, prędkość światła wydaje się być granicą tego wszechświata, której nic nie może złamać. Ale jest to prawdą, o ile mówisz o prędkości światła w próżni. Kiedy przenika do jakiegokolwiek przezroczystego medium, zwalnia. Wynika to z faktu, że składowa elektronowa fal elektromagnetycznych światła oddziałuje z właściwościami falowymi elektronów w ośrodku.
Okazuje się, że wiele obiektów może poruszać się szybciej niż ta nowa, wolniejsza prędkość światła. Jeśli cząstka dostanie się do wody z prędkością 99% prędkości światła w próżni, wówczas łapie światło, które porusza się w wodzie z prędkością 75% prędkości światła w próżni. I naprawdę możemy zobaczyć, jak to się dzieje.
Kiedy cząstka przechodzi przez elektrony ośrodka, emitowane jest światło, które niszczy pole elektronowe. Po uruchomieniu reaktor jądrowy w wodzie świeci na niebiesko, ponieważ wyrzuca elektrony z dokładnie taką prędkością - jak widać na filmie. Niesamowity blask źródeł radioaktywnych jest bardziej hipnotyzujący, niż myśli większość ludzi.