「二狗子,你飘了」
[原文来自:www.11jj.com]
发达的互联网让这句东北话传遍了全国,以前听见人在吹牛,或许还会说你怎么吹牛吹上天了呢?现在一个「飘」字,就把自大、一个人做事情不切实际和吹牛吹上天多种含义都表现得淋漓尽致,不可谓不形象生动了。
[本文来自:www.11jj.com]
不得不说东北话真的是特别魔性,什么类似「扎心了」「滚犊子」「我的心拔凉拔凉」,小编作为一个土生土长的 lán fāng 人,口音都要被带歪了。
提起「飘了」,可能太空站最符合大家的第一印象
所以哪天你们在语文试卷上遇到了这样一道题目:请简要赏析「二狗子,你飘了」这句话中「飘」字的妙处,千万也不要觉得意外。
关注中科院物理所,还能跟鬼才小编学语文,没想到吧
重新回到正题上,今天我们就来聊聊,怎么科学地「飘」起来。
阿基米德定律
Archimedes’ Principle
提起漂浮,我们脑子里最先想到的肯定是浮力,自然也就离不开阿基米德定律。
用锡箔做成的小船飘在了「空气」中
我们可以看到,用锡箔做成的小船飘在了「空气」中。难道人类发明了万有斥力,可以让小船克服重力,悬浮在半空中[1]?
随着下方气体逐渐倒入小船中,小船也慢慢沉了下去
对不起让你们失望了,人类目前并没有这种看起来就像科幻片里面的科技。实际上,在大缸里面的灌注的气体是六氟化硫,一种无色无味无毒的气体。其和空气最大的区别在它的密度几乎是空气密度的5倍。所以当我们从缸底部舀一勺的六氟化硫气体,倒在小船里面时,小船就晃晃悠悠地沉下去了。
大家在网上其实也会看到过那种因为海水过于清澈,从而看上去船像浮在空中一样的照片,两个都是同样的障眼法。
意大利,兰佩杜萨岛(Isola di Lampedusa)
气流悬浮
Aerodynamic levitation
利用气流,我们也能有很多骚操作,比如,把鸡蛋放在高压锅的出气口上
或者让乒乓球悬停在电吹风的上方
空气对球的作用力与其重力平衡
气垫船利用高于大气压的空气,让船体部分脱离或者全部脱离水面和地面,从而达到减小阻力,高速航行的目的。
谁说水上就不能飙车了
超声悬浮
Acoustic levitation
超声悬浮,顾名思义,就是通过超声波来让物体悬浮在空中。它的优点在于不需要直接接触。超声波一般由超声换能器产生,由压电材料制成,将电流转化为超声频率的震荡。
悬浮在节点附近的小液滴
当超声波在两个平面之间来回反射时,如果波长和平面之间的距离满足一定关系,就可以产生驻波。驻波的节点处声压为零。当小球偏离一点节点位置时,声压就会推动小球重新回到平衡处。超声悬浮的本质是在高声强的条件下的一种非线性现象。
超声悬浮可以实现物体的搬运
1886年,德国科学家 Kundt 就发现了在谐振管内,声波可以让一些微小颗粒悬浮起来,从而开启了人们对于声波悬浮的研究。到了1964年,Hanson 等人制成了世界上第一台超声驻波悬浮器。目前超声悬浮的使用范围不仅局限在拾取小物体,更可以让小生物悬浮起来。只不过对于物体的尺寸仍旧有所限制,不能超过声波波长的1/4。[2, 3]
二维的声场示意图
磁悬浮
Magnetic levitation
我们在日常生活中见到过很多具有磁性的物体,比如磁铁,比如指南针。我们生活中所有的物体都有磁性,只不过和它们的磁性比起磁铁,只有其一百万分之一。所以我们一般认为它们并不具有磁性。但是,如果我们的磁场足够强,那情况就不太一样了[4]。
悬浮在磁场中的青蛙,凭借这只青蛙,安德烈·海姆成功获得2000年搞笑诺贝尔物理学奖。后来他靠着石墨烯赢得2010年诺贝尔物理学奖,这就是后话了
在强磁场的作用下,磁场的梯度(准确地来说是磁场平方的梯度)会给物体产生作用力。想要悬浮起一个磁性并不是那么强的小物体,需要的磁场为1T到10T(不要觉得这个数字很小,我们日常生活中无处不在的地磁场0.000025T到0.000065T之间,一个磁力较强的冰箱贴的磁场强度大小约为0.01T)。如果想要悬浮起比较大的物体,就需要其磁性较强了,比如一点都不允许内部磁场的存在,具有完全抗磁性的超导体。
飞驰的超导体
利用磁悬浮,我们也可以很方便地熔融金属。
静电悬浮
Electrostatic levitation
既然有磁悬浮,,那肯定也有静电悬浮。但是静电悬浮并不那么容易实现,一来它要求物体带电,第二点更为致命,根据恩绍定理(Earnshaw"s theorem),仅仅依靠电荷之间的静电相互作用,我们并不成构成一个稳定静止的力学平衡结构。
美国宇航局的 JPL 实验室实现的静电悬浮
不过万幸的是,仍然存在不是稳定平衡的平衡点。依赖反馈技术实时调节电场,我们依旧可以实现静电悬浮。第一个静电悬浮器是由 Won-Kyu Rhim 博士于 1993 年在美国宇航局的 JPL 实验室发明的。他们把直径为 2mm 的带电样品悬浮了起来。
密立根油滴实验装置图
不过如果要说准静止的话,历史上其实已经有很多的应用了,比如著名的密立根油滴实验。与喷嘴摩擦从而带电的油滴被喷入电场中,通过分析其受力和运动情况,我们就能测量电荷的大小。由于电荷的最小单位是e,所以通过测量得到的分立的电荷值,我们最终确定了电子电量的大小。
飘了飘了
Floating~~
看完了这些你见过的没见过的花式操作,
学会怎么科学地「飘」了么?
↓ ↓ ↓
说真的,小编一直梦想着飘着去实验室
参考链接
[1] rebloggy.com/post/gifs-science-air-physics-density-atoms-molecules-dense-science-gifs-physics-gifs/135049672936
[2] www.zhihu.com/question/20283311
[3] mp.weixin.qq.com/s/mveoDN_W1J6Paq1OEenCKQ
[4] www.ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetic
近期热门文章Top10
↓ 点击标题即可查看 ↓
1. 中国从哪里来?
2. 一个四维的人在三维世界里到底长什么模样?
3. 6小时烧了近2000万件珍宝,巴西大火中我们都失去了什么?
4. 快速入门量子力学,看这篇就够啦!
5. 当摄像头像炮弹一样被发射出去,你会看到什么画面?
6. 只用一个中学数学公式,他中了14次..头奖,多国..规则因他改变
7. 这是 99.9% 的人没听说过的神奇悖论(下)
8. 为什么总用五角星表示星星?人家明明是球体啊!
9. 这是不用公式就能看懂的数学和物理,看过了的都说好(上)
10. 导师硬给我的论文塞了个二作,理由竟然是......
点此查看以往全部热门文章
本年5月12日是第16个全国防灾减灾日主题是“人人讲平安、个个会应急——出力提拔下层防灾避险能力”5月11日至17日为防灾减灾宣传周国度防灾减灾
近日由莆田市体育局荔城区文化体育和旅行局作为指导单元单子莆田市体育跳舞活动协会主办莆田市体育跳舞活动协会街舞专业委员会协办的“奔驰
叮!我预备了【京东卡】要给你!你的【福利】即将到账!叮!你有一张【京东卡】待查收天色逐渐转暖,属于炎天的康乐就要回来了!大排档里黏
大家好,小丽今天来为大家解答优秀护士工作总结以下问题,优秀护士工作总结自参加工作以来很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、轻基
《健康中国视察》2024年4月刊登载了题为《共建共享 健康姑苏——中国式现代化配景下的健康城市索求与实践》的封面文章聚焦姑苏健康城市扶植经
大家好,小乐今天来为大家解答送红包1314是什么意思以下问题,红包1314是多少钱很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、1314,即一生一世谐
Anna Armona 乌克兰艺术家她的水彩作品唯美、抽象且具有诗意那种布满着梦幻的色彩,灿烂斑斓,使人感受赞叹、震撼与晕眩!春:夏秋冬图文起原收
大家好,小娟今天来为大家解答辞退无固定期限合同员工的赔偿以下问题,辞退无固定期限合同员工的赔偿最高很多人还不知道,现在让我们一起来
Copyright 2024.依依自媒体,让大家了解更多图文资讯!