Už nemusíte chodiť do laboratória, aby ste boli svedkami niečoho úžasného. Stačí zapnúť počítač a pozerať video na zaujímavé témy.
Tu je niekoľko zaujímavých fenoménov a vedecké teórie, ktoré sú za nimi.
Prince Rupert kvapky
Kvapky princa Ruperta vedcov fascinujú už stovky rokov. V roku 1661 bol v Kráľovskej spoločnosti v Londýne predstavený článok o týchto podivných predmetoch, podobných skleneným pulci. Kvapky sú pomenované po Rýnskom princovi Rupertovi, ktorý ich prvýkrát predstavil svojmu bratrancovi kráľovi Karolovi II. Získané, keď kvapôčky roztaveného skla spadnú do vody, pri vystavení pôsobeniu sily vykazujú zvláštne vlastnosti. Zasiahnite guľku Prince Rupert kladivom na zaoblený koniec a nič sa nestane. Pri najmenšom poškodení časti chvosta však celá kvapka okamžite exploduje. Kráľ sa zaujímal o vedu, a preto požiadal Kráľovskú spoločnosť o vysvetlenie správania sa kvapiek.
Vedci boli na slepej uličke. Trvalo to takmer 400 rokov, ale súčasní vedci vyzbrojení vysokorýchlostnými kamerami boli konečne schopní vidieť, ako kvapôčky explodujú. Rázová vlna je viditeľná pri pohybe od chvosta k hlave rýchlosťou približne 1,6 km / s, keď je uvoľnené napätie. Keď kvapka princa Ruperta zasiahne vodu, vonkajšia vrstva sa stane pevnou, zatiaľ čo vnútorné sklo zostáva roztavené. Keď sa vnútorné sklo ochladzuje, zmenšuje sa objem a vytvára silnú štruktúru, takže pádová hlava je neuveriteľne odolná voči poškodeniu. Len čo sa slabší chvost zlomí, napätie sa uvoľní a celá kvapka sa zmení na jemný prášok.
Propagačné video:
Ľahký pohyb
Rádioaktivita sa objavila, keď sa zistilo, že existuje určitý druh žiarenia, ktoré by mohlo osvetľovať fotografické platne. Odvtedy ľudia hľadali spôsoby, ako študovať žiarenie, aby lepšie porozumeli tomuto javu.
Jedným z prvých a najchladnejších spôsobov bolo vytvorenie hmlovej kamery. Princíp činnosti Wilsonovej komory spočíva v tom, že kvapôčky pary kondenzujú okolo iónov. Keď rádioaktívna častica prechádza komorou, zanecháva v ceste stopu iónov. Keď na nich kondenzuje para, môžete priamo sledovať cestu, ktorou častice prešli.
Dnes boli hmlové komory nahradené citlivejšími nástrojmi, ale súčasne boli životne dôležité pre objavenie subatomárnych častíc, ako sú pozitrón, mión a kaón. Hmlové kamery sú dnes užitočné na zobrazovanie rôznych druhov žiarenia. Častice alfa vykazujú krátke, ťažké línie, zatiaľ čo častice beta majú dlhšie, tenšie línie.
Superfluidné kvapaliny
Každý vie, čo je to tekutina. A superfluidy sú viac ako to. Keď do hrnčeka vmiešate tekutinu, napríklad čaj, môžete získať vírivý vír. Po niekoľkých sekundách však trenie medzi časticami tekutiny zastaví tok. V superfluidnej kvapaline nie je žiadne trenie. A zmiešaná superfluidná tekutina v šálke sa bude naďalej otáčať naveky. Taký je zvláštny svet superfluidov.
Podobným spôsobom je možné stavať fontány, ktoré budú ďalej fungovať bez plytvania energiou, pretože v superfluidnej tekutine sa trením nestráca žiadna energia. Viete, aká je najpodivnejšia vlastnosť týchto látok? Môžu unikať z akéhokoľvek kontajnera (za predpokladu, že nie sú nekonečne vysoké), pretože nedostatok viskozity im umožňuje vytvárať tenkú vrstvu, ktorá úplne pokrýva kontajner.
Pre tých, ktorí chcú hrať so superfluidnou tekutinou, sú zlé správy. Nie všetky chemikálie môžu predpokladať tento stav. A tých pár je toho schopných iba pri teplotách blízkych absolútnej nule.
Ľadová vlna
Zamrznuté jazero môže byť úžasným miestom na pozeranie. Ako ľadové trhliny, zvuky môžu odrážať povrch. Pri pohľade dolu môžete vidieť zvieratá, ktoré sú zamrznuté a uväznené v pasci ľadu. Ale možno najúžasnejšou črtou zamrznutého jazera je tvorba ľadových vĺn, ktoré padajú na pobrežie.
Ak po zamrznutí nádrže dôjde k tuhnutiu iba vrchnej vrstvy, je možné, že sa začne pohybovať. Ak fúka teplý vietor cez jazero, môže sa začať pohybovať celá vrstva ľadu. Musí však niekam ísť.
Keď ľad dosiahne pobrežie, náhle trenie a stres spôsobia jeho kolaps a akumuláciu. Niekedy môžu tieto ľadové vlny dosiahnuť niekoľko metrov a cestovať po súši. Praskanie kryštálov, ktoré tvoria ľadovú vrstvu, vytvára v blízkosti ľadových vĺn strašidelný štekľavý zvuk ako tisíc rozbitých pohárov.
Sopečná rázová vlna
Sopečná erupcia je takmer najsilnejšou explóziou, ktorú ľudia môžu vidieť na Zemi. Energia zodpovedajúca niekoľkým atómovým bombám môže za niekoľko sekúnd vypustiť do vzduchu tisíce ton hornín a zvyškov. Keď k tomu dôjde, je najlepšie byť príliš blízko.
Niektorí ľudia sa však o tieto veci zaujímajú a zastavujú sa v blízkosti erupčnej sopky, aby si mohli zaznamenať video. V roku 2014 došlo v Papue-Novej Guinei k výbuchu Tavurvury. Našťastie pre nás boli ľudia, ktorí to nafilmovali. Keď sopka vybuchla, bolo možné vidieť, že rázová vlna stúpa do oblakov a po stranách smerom k pozorovateľovi. Prehnal sa loďou ako blesk.
Výbuch, ktorý spôsobil rázovú vlnu, bol pravdepodobne spôsobený nahromadením plynu vo vnútri sopky, keď magma zablokovala jeho výstup. Pri náhlom uvoľnení tohto plynu sa vzduch okolo neho stlačil, čím sa vytvorila vlna, ktorá sa rozptýlila vo všetkých smeroch.
Sopečný blesk
Keď v 79 A. D. pri výbuchu došlo k výbuchu Vesuvu, Pliny Mladší si všimol niečo zvláštneho: „Bola tam veľmi silná tma, ktorá sa stávala stále hroznejšou kvôli fantastickým zábleskom plameňa, pripomínajúcim blesky.“
Toto je prvá zaznamenaná zmienka o sopečnom blesku. Keď sopka vzbudí oblaky prachu a skál do neba, okolo nej sú viditeľné obrovské blesky.
Sopečné blesky sa nevyskytujú pri každej erupcii. Je to spôsobené akumuláciou náboja.
V horúcom sopku môžu byť elektróny ľahko vyhodené z atómu, čím sa vytvorí kladne nabitý ión. Voľné elektróny sa potom prenášajú, keď sa častice prachu zrážajú. A spájajú ďalšie atómy a vytvárajú záporne nabité ióny.
V dôsledku rôznych veľkostí a rýchlostí, s ktorými sa ióny pohybujú, je možné, že sa náboj hromadí v oblaku popola. Keď je nabíjanie dostatočne vysoké, vytvára neuveriteľne rýchle a horúce záblesky blesku, ako je to znázornené na videu vyššie.
Levitujúce žaby
Každý rok sú víťazi Ceny Shnobel za výskum, ktorý „ľudí rozosmieva ako prvý a rozmýšľa druhý“.
V roku 2000 získala Andrej Geim Cenu Shnobel za výrobu žabej muchy s magnetmi. Jeho zvedavosť sa rozhorčila, keď nalial trochu vody priamo do stroja a okolo nej boli silné elektromagnety. Voda sa prilepila na steny potrubia a kvapky dokonca začali lietať. Geim objavil, že magnetické polia môžu pôsobiť na vodu dostatočne silne, aby prekonali gravitačný tlak Zeme.
Hra prešla z vodných kvapiek na živé zvieratá vrátane žiab. Mohli sa vznášať kvôli obsahu vody v tele. Mimochodom, vedec nevylučuje podobnú možnosť vo vzťahu k osobe.
Sklamanie z Nobelovej ceny sa trochu znížilo, keď Geim získal skutočnú Nobelovu cenu za svoju účasť na objavení grafénu.
Laminárne prúdenie
Môžete separovať zmiešané kvapaliny? Je to dosť ťažké bez špeciálneho vybavenia.
Za určitých podmienok sa to však zdá možné.
Ak nalejete do vody pomarančový džús, je nepravdepodobné, že by ste uspeli. Ale pomocou farbeného kukuričného sirupu, ako je to znázornené na videu, môžete urobiť len to.
Je to kvôli špeciálnym vlastnostiam sirupu ako kvapaliny a takzvanému laminárnemu toku. Toto je druh pohybu v tekutinách, kde sa vrstvy majú tendenciu pohybovať sa v jednom smere bez miešania.
Tento príklad je špeciálnym typom laminárneho toku známeho ako Stokesov prúd, kde použitá tekutina je taká hustá a viskózna, že len ťažko umožňuje difúziu častíc. Látky sa miešajú pomaly, takže nedochádza k turbulenciám, ktoré by skutočne miešali farebné kvapky.
Zdá sa, že sa farbivá miešajú, pretože svetlo prechádza vrstvami, ktoré obsahujú jednotlivé farbivá. Pomalou zmenou smeru pohybu môžete vrátiť farbivá do pôvodnej polohy.
Vavilov - Cherenkovov efekt
Možno si myslíte, že sa nič nepohybuje rýchlejšie ako rýchlosť svetla. V skutočnosti sa zdá, že rýchlosť svetla je limitom v tomto vesmíre, ktorý nemôže nič zlomiť. To však platí, pokiaľ hovoríte o rýchlosti svetla vo vákuu. Keď preniká do akéhokoľvek priehľadného média, spomaľuje sa. Je to spôsobené skutočnosťou, že elektronická zložka elektromagnetických vĺn svetla interaguje s vlnovými vlastnosťami elektrónov v médiu.
Ukazuje sa, že veľa objektov sa môže pohybovať rýchlejšie ako táto nová, pomalšia rýchlosť svetla. Ak častica vstúpi do vody rýchlosťou 99% rýchlosti svetla vo vákuu, potom zachytí svetlo, ktoré sa vo vode pohybuje rýchlosťou 75% rýchlosti svetla vo vákuu. A skutočne vidíme, ako sa to stane.
Keď častica prechádza elektrónmi média, vyžaruje sa svetlo, ktoré ničí elektrónové pole. Po spustení jadrový reaktor vo vode svieti na modro, pretože vylučuje elektróny presne tak vysokými rýchlosťami, ako je to vidieť na videu. Tajomná žiara rádioaktívnych zdrojov je viac fascinujúca, ako si väčšina ľudí myslí.