Η ζωή είναι γεμάτη θαύματα που οι περισσότεροι από εμάς δεν θα δούμε ποτέ. Από την κβαντική  στην κοσμική, υπάρχουν δυνάμεις στο παιχνίδι γύρω μας οι οποίες σχηματίζουν και διαμορφώνουν τον κόσμο μας. Οι περισσότερες από αυτές είναι εύκολα ορατές στην καθημερινή ζωή μας, αλλά κάτω από το πέπλο της πραγματικότητας βρίσκεται μια σφαίρα γεμάτη με καρικατούρες γνωστών επιστημονικών αρχών. Πάρτε το χέρι μας και ας βουτήξουμε βαθιά στην κυριαρχία του αλλόκοτου, όπου οι κανόνες της φυσικής λιώνουν σε μια πισίνα καθαρού, ανόθευτου θαύματος.



10. Quantum Levitation (κβαντική αιώρηση)

 

Όταν κρυώσουν ορισμένα υλικά κάτω από μια βασική θερμοκρασία, γίνονται υπεραγωγοί, οι οποίοι μεταδίδουν το ηλεκτρικό ρεύμα με μηδενική αντίσταση. Περίπου τα μισά από τα γνωστά μέταλλα έχουν μια ενσωματωμένη "θερμοκρασία μετάβασης», τη στιγμή που η θερμοκρασία πέσει κάτω από αυτή τα μέταλλα, γίνονται υπεραγωγοί. Βέβαια, η θερμοκρασία αυτή συνήθως είναι αρκετά χαμηλή. Το Ρόδιο, για παράδειγμα, κάνει τη μετάβαση στους -273.15 º C (-459,66 º F). Αυτά είναι μερικά εκατοστά του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν. Με άλλα λόγια, το παιχνίδι με τους υπεραγωγούς είναι λίγο δύσκολο να το κάνετε.

Τουλάχιστον ήταν, μέχρι την έλευση των υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας. Αυτά τα υλικά έχουν πολύπλοκες κρυσταλλικές δομές και συνήθως γίνονται από ένα μείγμα κεραμικού και χαλκού, μαζί με άλλα μέταλλα. Αυτά τα υλικά μετατρέπονται σε υπεραγωγούς στους περίπου -160,59 º C (-321,07 ° F) ή υψηλότερη. Όχι ακριβώς ευχάριστο, αλλά είναι λίγο πιο εύκολο να παίξεις μαζί τους.

Και δεδομένου ότι συμβαίνει επίσης να είναι το σημείο βρασμού του υγρού αζώτου, μπορείς να αξιοποιήσεις και κάποια άλλα παράξενα χαρακτηριστικά των υπεραγωγών σε θερμοκρασία δωματίου, όπως στο παραπάνω βίντεο. Δείτε, όταν οι υπεραγωγοί τοποθετούνται κοντά σε ένα αδύναμο πεδίο ενέργειας (όπως ένας μαγνήτης), δημιουργούν ένα επιφανειακό φράγμα ηλεκτρικού ρεύματος που απωθεί τα μαγνητικά κύματα. Όταν συμβαίνει αυτό, οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου καμπυλώνονται γύρω από τον υπεραγωγό, κλειδώνοντάς τον σε μια θέση-στον αέρα. Στρίβει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, και ο υπεραγωγός αντισταθμίζει αυτόματα το ηλεκτρικό πεδίο για να εξουδετερώσει τον μαγνήτη. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως κβαντικό κλείδωμα, ή  κβαντική αιώρηση. 


9. Newton’s Beads (Οι Χάντρες του Νεύτωνα)



Εάν πάρετε ένα βάζο και το γεμίστε το με μια μακριά αλυσίδα με χάντρες, μπορείτε να αναδημιουργήσεται αυτό το φαινόμενο και στο σαλόνι σας. Τυλίξτε αυτή τη σειρά από χάντρες στο βάζο και τραβήξετε απότομα το ένα άκρο από το βάζο προς το πάτωμα. Αυτό που συμβαίνει είναι αυτό που  θα περίμενε κάποιος, η αλυσίδα αρχίζει να ολισθαίνει έξω από το βάζο. Στη συνέχεια, όμως κάτι αναπάντεχο ακολουθεί-αντί να συνεχίσει να γλιστράει πάνω από το χείλος του βάζου, τα σφαιρίδια κάνουν άλμα στον αέρα σαν σιντριβάνι πριν καμπυλώσουν ξανά προς το πάτωμα.

Αυτή είναι μια πολύ απλή ιδέα, αλλά φαίνεται πραγματικά τέλειο εν δράσει. Εδώ συνεργάζονται τρεις διαφορετικές δυνάμεις. Η Βαρύτητα, φυσικά, έλκει το προπορευόμενο άκρο της αλυσίδας προς το πάτωμα. Καθώς κάθε κρίκος της αλυσίδας υποκύπτει στη βαρύτητα, τραβά και το σφαιριδίου πίσω από αυτό, αυτή είναι η δεύτερη δύναμη.

Αλλά πίσω μέσα στο βάζο, παίρνουμε την τρίτη δύναμη-το βάζο είναι στην πραγματικότητα προωθεί τις χάντρες στον αέρα. Ακούγεται τρελό, ακόμα και ανόητο -γιατί σαφώς το βάζο δεν κινείται, αλλά όλα καταλήγουν στο τι είναι ουσιαστικά  μια αλυσίδα.

Στο βασικότερο επίπεδο, αλυσίδα είναι μια σειρά από άκαμπτες ράβδους που συνδέονται με μια εύκαμπτη άρθρωση. Σκεφτείτε μια σειρά από βαγόνια σε ένα τρένο. Σε μια υποθετική κατάσταση, αν τράβηξε επάνω το εμπρόσθιο άκρο του τρένου, θα ανυψωθεί κατά μήκος του κεντρικού του άξονα-το μπροστινό μέρος θα ανεβαίνει, ενώ το πίσω θα πηγαίνει προς τα κάτω. Στην πραγματικότητα δεν το κάνει αυτό επειδή υπάρχει ένα στερεό στρώμα του πλανήτη Γη ακριβώς από κάτω του. Αντ 'αυτού, κλίνει προς τα επάνω στην πίσω άκρη του. Όταν το κάνει αυτό, το έδαφος ουσιαστικά το πιέζει μέχρι να το ρίξει έξω από τη φυσική περιστροφή του. Εάν η δύναμη που το τραβάει κλιμακώνεται σε αναλογία με το βάρος του βαγονιού, η δύναμη από το έδαφος θα το πετάξει στον αέρα . Η Βασιλική Εταιρεία έχει ένα άλλο βίντεο που εξηγεί αυτό σε μεγαλύτερο βάθος.

Έτσι, όταν κάθε κρίκος της αλυσίδας των σφαιριδίων αφήνει την επιφάνεια ηρεμίας του, εξαιτίας του ότι έλκεται από τον σύνδεσμο μπροστά από αυτόν, το κάτω μέρος του βάζου το στρώμα των σφαιριδίων κάτω από αυτό) τινάζεται στον αέρα, δημιουργώντας έναν βρόχο "που αψηφά την βαρύτητα" μέχρι η βαρύτητα να αναλαμβάνει ξανά και να το σύρει πάλι κάτω.


8. Ferrofluid Sculptures (Γλυπτά μαγνητικών υγρών)
 
 

Όταν συνδυάζεται με ένα μαγνήτητο ferrofluid γίνεται μια από τις πιο απίστευτες ουσίες στον πλανήτη. Το ίδιο το υγρό είναι απλά μαγνητικά σωματίδια που αιωρούνται σε ένα υγρό μέσο, ​​συνήθως ελαίου. Τα σωματίδια είναι στην νανοκλίμακα, τα οποία είναι πολύ μικρά για να επηρεάσουν μαγνητικά άλλα σωματίδια-αλλιώς το υγρό θα ήταν μια μάζα. Τοποθετήστε τα κοντά σε ένα μεγάλο μαγνήτη, και η μαγεία θα συμβεί.

Ένα από τα πιο κοινά πράγματα που θα δείτε να κάνει το ferrofluid είναι να σχηματίζει αιχμές και κοιλάδες, όταν είναι κοντά σε ένα μαγνήτη. Το τι πραγματικά βλέπουμε είναι τα σωματίδια που προσπαθούν να ευθυγραμμιστούν με το μαγνητικό πεδίο. Οι ακίδες σχηματίζονται όπου το πεδίο είναι ισχυρότερο, αλλά δεδομένου ότι το έλαιο φέρει επιφανειακή τάση, οι δύο δυνάμεις φτάνουν σε ισορροπία στις άκρες των ακίδων. Το αποτέλεσμα ονομάζεται κανονικό πεδίο αστάθειας. Κατά τον σχηματισμό αυτών των σχημάτων, το ρευστό μειώνει τη συνολική ενέργεια του συστήματος όσο το δυνατόν περισσότερο.


7. Επαγωγική θέρμανση ενός κύβου πάγου 


Η επαγωγική θέρμανση είναι μια διαδικασία που παίρνει ρεύμα υψηλής συχνότητας, το περνάει μέσω ενός πηνίου για να δημιουργήσει έναν ηλεκτρομαγνήτη, και στη συνέχεια αντλεί το προκύπτοντα  μαγνητισμένο ρεύματα μέσα από ένα αγώγιμο υλικό. Όταν το μαγνητισμένο ρεύμα βρει αντίσταση εντός του υλικού, θα έχουμε το φαινόμενο Joule-ηλεκτρικά επαγόμενη θερμότητα. Στην περίπτωση αυτή, ο αγωγός είναι μια λωρίδα από μέταλλο μέσα σε ένα κομμάτι πάγου, η θερμότητα συσσωρεύεται τόσο γρήγορα ώστε η κατασκευή να πιάνει φωτιά πριν ο πάγος προλάβει να λιώσει.

Πόσο γρήγορα; Ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου, ένας επαγωγικός θερμαντήρας μπορεί να θερμάνει στους 871 ° C (1600 º F) μόνο σε μισό δεύτερο με 4.1 kW ισχύος ανά τετραγωνική ίντσα της επιφάνειας. Σε τέσσερα δευτερόλεπτα στο βίντεο, ο πυρήνας του πάγου είναι ήδη καυτός, ώστε να μπορεί να υποθέσει κανείς ότι είναι ή χρησιμοποιείται λιγότερη ενέργεια ή το μέταλλο δεν έχει μεγάλη φυσική ηλεκτρική αντίσταση. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αρκετά δευτερόλεπτα αργότερα, είμαστε αντιμέτωποι με ένα πρόβλημα -φλόγα στον πάγο.

Αλλά αυτό φέρνει άλλο ένα ερώτημα: Όλοι γνωρίζουν ότι ο πάγος λιώνει πάνω από τους 0 º C (32 º F), οπότε γιατί να μην μετατραπεί άμεσα σε μια λιμνούλα νερού; Αυτό συμβαίνει μόνο επειδή η ύλη  δέχεται και εκπέμπει ενέργεια σε διακριτά πακέτα ενέργειας. Όταν η θερμότητα μεταφέρεται από το μέταλλο στον πάγο, έρχεται σε ακολουθία, όχι σε κύμα, το οποίο σημαίνει ότι χρειάζεται περισσότερο χρόνος για να μεταφερθεί η πλήρης ισχύς της ενέργειας. 


6. Γέφυρα Υγρού Οξυγόνου 



Το σημείο βρασμού του οξυγόνου είναι στους -183 º C (-297,3 º F), και όλα τα παραπάνω είναι έχουν σχέση με το αέριο που όλοι ξέρουμε και αγαπάμε. Μόλις πέσει κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, το οξυγόνο αποκτά μερικές ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Ακριβέστερα, για να μπείτε στο νόημα, η πυκνότερη διάταξη των μορίων του σε υγρή κατάσταση επιτρέπει πιο ασαφείς φυσικές ιδιότητες.

Ένα μεγάλο παράδειγμα είναι ο παραμαγνητισμός του οξυγόνου. Ένα παραμαγνητικό υλικό μαγνητίζεται μόνο εάν ένα κοντινό εξωτερικό μαγνητικό πεδίο δρα σε αυτό. Ως φυσικό αέριο, τα μόρια του οξυγόνου είναι πάρα πολύ χαλαρά διασκορπισμένα για να επηρεαστούν ιδιαίτερα από μαγνήτες. Αλλά σαν υγρό, συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένα κομμάτι σίδερο κοντά σε ένα μαγνήτη- σε έντονο βρασμό υγρού σίδερου. Με δύο αντίθετα προσανατολισμένους μαγνήτες, το υγρό οξυγόνο θα σχηματίσει μια γέφυρα στη μέση, το οποίο είναι αυτό που βλέπετε στο βίντεο. Δυστυχώς, είναι δύσκολο να παρακολουθήσετε τι συμβαίνει για πολύ, επειδή το υγρό οξυγόνο αρχίζει να βράζει πάλι και να γίνεται αέριο μόλις εισέρχεται σε θερμοκρασία δωματίου.


5. Η αντίδραση Briggs-Rauscher



Η αντίδραση Briggs-Rauscher είναι μια από τις πιο εντυπωσιακές οπτικές επιδείξεις της χημείας στον κόσμο. Είναι αυτό που είναι γνωστό ως μια χημική ταλαντωτή, καθώς αντιδρά, αλλάζει σταδιακά χρώμα από διαυγές σε κεχριμπάρι, στη συνέχεια αναβοσβήνει ξαφνικά σε σκούρο μπλε, στη συνέχεια ξανά σε διάφανο, και όλα σε μια ταλάντωση. Συνεχίζει να το κάνει αυτό για αρκετά λεπτά, αλλάζοντας χρώματα κάθε λίγα δευτερόλεπτα. 

Πάνω από 30 διαφορετικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν ταυτόχρονα σε κάθε δεδομένη στιγμή κατά τη διάρκεια κάθε ταλάντωσης. Η χημική λίστα διαβάζεται όπως τα συστατικά σε ένα πακέτο κατεψυγμένου καλαμποκιού: Μαγγάνιο (II) θειικός μονοϋδριτης, μηλονικό οξύ, άμυλο, θειικό οξύ, υπεροξείδιο του υδρογόνου, και ιωδιούχο κάλιο είναι ένα παράδειγμα.

Όταν όλες οι χημικές ουσίες συνδυάζονται, το ιωδικό αλλάζει σε υποιωδικό οξύ. Μόλις αυτό δημιουργηθεί, μια άλλη αντίδραση αλλάζει το νέο οξυ σε ιωδίδιο και ελευθερώνει στοιχειακό ιώδιο. Αυτό ωθεί την πρώτη αλλαγή χρώματος, δημιουργώντας το κεχριμπαρί. Στη συνέχεια, το διάλυμα συνεχίζει κάνοντας ιωδίδιο. Από τη στιγμή που υπάρχει περισσότερο ιωδίδιο από ό, τι ιώδιο, τα δύο συνδυάζονται σε ένα ιόν τριϊωδιδίου. Αυτό το ιόν αντιδρά με το άμυλο και μετατρέπει το διάλυμα σε σκούρο μπλε.


4. Πολεμιστές του Πηνίου Τέσλα 



Οι περισσότεροι από μας γνωρίζουν τον Nicola Tesla, το αστραφτερό ταλέντο της ηλεκτρικής καινοτομίας και θύμα ειδεχθών πράξεων ανταγωνισμού. Οι περισσότεροι από εμάς είναι επίσης εξοικειωμένοι με το πηνίο Τέσλα, μια συσκευή παραγωγής χαμηλού ρεύματος, υψηλής τάσεως εναλλασόμενου ηλεκτρισμου μαζί με ποσότητα πολύχρωμων σπινθήρων. 

Τα σύγχρονα πηνία Tesla συχνά λειτουργούν μεταξύ 250.000 και 500.000 βολτ ρεύματος. Οι περισσότερες ψυχαγωγικές επιδείξεις ακυρώνουν το μεγάλο μαγνητικό πεδίο με κλωβούς Faraday, που είναι πλέγματα που διανέμουν την τάση ομοιόμορφα γύρω από τις επιφάνειες τους. Δεδομένου ότι η ηλεκτρική δυνατότητα μετριέται με τις διαφορές της τάσης, δεν υπάρχει ρεύμα μέσα στο κλουβί Faraday. Έτσι ο καθένας μπορεί να καβαλήσει την αστραπή και να βγει αλώβητος. 

Μερικές φορές, οι άνθρωποι γίνονται δημιουργικοί, έτσι στο παραπάνω βίντεο, οι δύο «πολεμιστές» καλύπτονται με κοστούμια από αγώγιμο πλέγμα-κλωβοί Faraday που φοριούνται. Μια άλλη πρόσφατη δημιουργική σπίθα δημιούργησε "το πηνία Tesla που τραγουδάνε" , αυτά παίζουν μουσική με την αυξομείωση της εξόδου της σπίθας του πηνίου. 


3. Ημιτονοειδές Κύματα Και FPS 



Τα ηχητικά κύματα έχουν μια απίστευτη ικανότητα να κάνουν άλλα αντικείμενα να ταιριάζουν με τη συχνότητά τους. Αν έχετε ποτέ ακούσει μουσική με βαρύ μπάσο στο αυτοκίνητό σας, ίσως έχετε  παρατηρήσει τους καθρέφτες να κυματίζουν όταν τους χτυπήσουν τα ηχητικά κύματα . Είναι κατ 'ουσίαν ότι συμβαίνει και στο παραπάνω βίντεο, αν και το τελικό αποτέλεσμα είναι πολύ πιο θεαματικό.

Ένα ημιτονοειδές κύμα 24 Hz ταξιδεύει μέσω ενός ηχείου το οποίο βρίσκεται κάτω από ένα λάστιχο νερού. Ο σωλήνας ξεκινά να δονείται 24 φορές ανά δευτερόλεπτο. Όταν το νερό βγαίνει, σχηματίζονται κύματα που ταιριάζουν με τη συχνότητα των 24 Hz . Εδώ είναι το κόλπο: Βλέποντας το  στην πραγματική ζωή, θα εμφανίζονταν να κυματίζει μόνο πίσω και μπρος στην πορεία του προς το έδαφος.

Ο πραγματικός ήρωας εδώ είναι η κάμερα με το φαινόμενο της μετατοπιζόμενης προοπτικής. Μαγνητοσκοπόντας την πτώση του νερού στα 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο, η κάμερα κάνει τη ροή του νερού να φαίνεται παγωμένη στον αέρα. Κάθε κύμα νερού χτυπά ακριβώς στα ίδια διαστήματα, 24 φορές κάθε δευτερόλεπτο. Στην ταινία, φαίνεται ότι το ίδιο κύμα βρίσκεται στον αέρα επ 'αόριστον, ενώ στην πραγματικότητα ένα διαφορετικό κύμα έχει πάρει τη θέση του σε κάθε καρέ. Εάν αλλάξει το ημίτονο της συχνότητας στα 23 Hz, λόγω της  μικροσκοπικής αντιστάθμισης μεταξύ των καρέ της φωτογραφικής μηχανής και των ημιτονοειδών κυμάτων το νερό θα μοιάζει σαν να έπεφτε προς τα πάνω στο λάστιχο.


2. Η Καταιγίδα του Λόρδου Κέλβιν




Η Καταιγίδα Kelvin , ή το σταγονόμετρο του Kelvin, δημιουργήθηκε για πρώτη φορά το 1867, και το στήσιμο του είναι αρκετά απλό. Δύο ρεύματα νερού τρέχουν μέσα από δύο διαφορετικά φορτισμένα πηνία, ένα θετικό και ένα αρνητικό. Συλλέξτε το φορτισμένο νερό από τον πυθμένα, αφήστε το νερό να ρέει, και αξιοποιήστε το ηλεκτρικό δυναμικό. Θα έχουμε άμεση ενέργεια, ή τουλάχιστον μια μικρή σπίθα που μπορείτε να δείξετε στους φίλους σας.

Πώς λειτουργεί;

Όταν στηθεί, ένας από τους επαγωγείς (δακτύλιοι χαλκού στο βίντεο) έχει μικρό φυσικό φορτίο. Ας πούμε ότι το πηνίο στα δεξιά είναι ελαφρώς αρνητικό. Όταν μια σταγόνα νερού πέφτει μέσα από αυτό, τα θετικά ιόντα του νερού θα πρέπει να τραβηχτούν στην επιφάνεια του σταγονιδίου, και τα αρνητικά ιόντα στο κέντρο του, δίνοντας στο σταγονίδιο ένα θετικό φορτίο επιφάνειας.

Όταν οι θετικές σταγόνες προσγειώνονται στη λεκάνη συλλογής στα δεξιά, φορτίζουν τη λεκάνη ελαφρώς η οποία στέλνει ένα θετικό φορτίο μέσω ενός καλωδίου προς τον επαγωγέα στα αριστερά, καθιστώντας τον θετικό. Τώρα η αριστερή πλευρά δημιουργεί αρνητικά σταγονίδια νερού, τα οποία φορτίζουν αρνητικά τον επαγωγέα στα δεξιά. Η θετική αντίδραση από τις δύο πλευρές μεγαλώνει μέχρι να υπάρξει αρκετό αποθηκευμένο ηλεκτρικό δυναμικό που να εξαναγκάσει μια εκκένωση-μια σπίθα που πηδά μεταξύ των λεκανών (ή δύο τερματικές μπάλες χαλκού, όπως στο βίντεο).

Βάζοντας τα επιστημονικά πράγματα στην άκρη, η πιο cool παρενέργεια αυτού του μηχανήματος συμβαίνει στα πηνία. Καθώς τα φορτία μεγαλώνουν, αρχίζουν να προσελκύουν τα αντίθετα ιόντα του νερού τόσο δυνατά, που μικροσκοπικές σταγόνες νερού κάνουν άλμα και περιστρέφονται γύρω από το πηνίο, σαν να πετούν πεταλούδες γύρω από μια λάμπα. 


1. Αποσυντίθεμενος υδράργυρος



Αυτό είναι το πιο περίεργο πράγμα που έχετε δει σήμερα. 

Επαγγελματικά, ο θειοκυανικός υδράργυρος έχει λίγες χρήσεις. Χρησιμοποιείται με φειδώ σε μια χούφτα χημικών συνθέσεων, και έχει μια περιορισμένη ικανότητα να ανιχνεύει χλωρίδια σε νερό. Αλλά από την άλλη πλευρά, είναι ένας γνήσιος, ασυγκράτητος επιδειξίας. Όταν ο θειοκυανικός υδράργυρος αποσυντίθεται, σχηματίζει νιτρίδιο του άνθρακα και ατμούς υδραργύρου, ένα τρομακτικά τοξικό μείγμα. Το 1800, πωλούνταν ως πυροτεχνήματα μέχρι που πολλά παιδιά έχασαν τη ζωή τους τρώγοντας τον.

Αλλά η φήμη του επέζησε, και για καλό λόγο. Δεν υπάρχει τρόπος για να περιγραφτεί τι συμβαίνει σε αυτό το βίντεο. Βάζοντας  φλόγα στην ένωση πούδρας ξεκινά μια αλυσιδωτή αντίδραση που καταλήγει μόνο σε εφιάλτες. Απολαύστε το.

πηγη listverse.com

0 σχόλια :