乍一看,有些场景看起来像电影,但实际上它们只是你可能不会想到的物理现象。如果你不相信我,往下看
光的慢动作
原理:大自然在2014年12月4日的封面文章中发布了世界上最快的仅接收)2D超高速相机。其拍摄帧数达到1000亿帧/秒,即10皮秒1帧(作为参考,光在真空中在10皮秒内行进的距离约为3 mm)上图显示了该相机拍摄的激光脉冲被反射镜反射的过程。整个过程实际上只经历了300皮秒。为了显示光的轨迹,研究人员使用干冰来制造白色的雾。我们观察到的实际上是散射光。
是危险的:它不会对普通大众构成安全威胁,也是一种在生活中根本没有机会被观察到的现象...能够赶上光速的照相机技术将再次推动基础物理学的研究和发展。
融化勺水
原则:网上的一些谣言称这是一种神奇的热水,可以融化勺而不会伤害手...那为什么这杯水不冒热气?事实上,水是普通的水,勺子被用来操纵它。镓的熔点只有29.76摄氏度。它可以融化在手的心脏,离开手后会再次凝固。但是,出于以下原因,建议不要徒手接触
琐事:这种低熔点特性还有另一个目的,那就是制作温度计。由于传统水银温度计中的水银是有毒的,打破它可能会带来风险。一些国家已经禁止医用水银温度计,代之以镓铟锡合金,其熔点约为-19摄氏度。
但是镓不同于汞,镓可以渗透皮肤和玻璃,并且难以清洗,留下灰色污点。为了防止渗透,温度计的内表面不是干净的玻璃,而是涂有一层很薄的氧化镓。
危险:低镓通常被认为是无毒的,但是一些研究认为皮肤接触可能导致皮炎。不要让镓接触金属物品。镓对许多金属有极强的腐蚀性。此外,请不要把它当作一个恶作剧,因为不知情的人可能会把勺子扔进杯子里,把镓喝进他的肚子里,他的头朝上。
声学悬浮
原理:声音有能量,高强度声波有非线性效应。这种效应会对声场中的物体产生压力差,使光和小物体悬浮在声驻波的节点附近在上图的实验中,超声相控阵设置在上、下、左、右侧,从而实现物体的三维运动。
花絮:在原始视频中,来自日本的研究人员也使用这种装置来悬挂钉子王、螺母王、火柴王、电阻王、二极管王和肥皂泡王...够了。让人们失望!声悬浮有更多的应用。例如,它可用于将液滴从容器的影响中分离出来,从而使制备深度过冷液体和更好地控制晶体形成过程成为可能。
危险:较低但是,如果我们坚持建造具有极强声场的设备来悬吊人,可能会导致爆炸或严重内出血...
“危险”摆
原理:摆是高中力学中出现次数最多的装置之一,单摆是演示动能和势能相互转化过程中机械能守恒的最简单的装置。
琐事:上图是沃尔特·列文教授公开课的经典场景:放开后,钟摆可以摆回到离他很近的地方,但由于机械能守恒,钟摆永远不会撞到脸。
危险:中等,小心断线
隐形球
原理:让球隐形的关键在于相似的折射率这里的球体是高吸水性材料。它们的吸水性很强,所以充水时的折射率与纯水的折射率相差不大。因此,当浸入水中时,它们自然地融入背景。
花絮:事实上,只要混合一种具有适当折射率的液体,玻璃棒就会以同样的方式消失。植物油+婴儿油是一个可行的解决方案。
危险:非常低这些高吸水性材料广泛用于日常生活用品,只要防止误食误吸,就不会有危险。
魔球
原理:从卡车发射的射弹是移动的还是静止的?这取决于你选择的参考系统。这是在“流言终结者”项目中进行的一个经典实验:一枚“炮弹”以60英里/小时的速度射向它正后方的一辆60英里/小时的卡车。在运动参考系统的速度远低于光速的情况下,根据伽利略变换合成速度,即,到地面的速度=到车辆的速度+车辆的速度。因此,如果车辆的速度与壳体从腔室中排出的速度相反,壳体将被无辜地留在原位。
琐事:根据地面参考系统,炮弹的动能在发射后会减少,因为火药爆炸产生的能量会加速汽车。
危害:中到低贝壳更难找到。
锡的流行原理
:你听过“锡扣冷成粉”的故事吗?这张动态图片展示了这个过程。随着温度的降低,银白色金属锡将逐渐转变为另一种同素异形体——无金属特征的灰色锡粉这个过程也被称为“锡流行病”
琐事:向锡中添加锑或铋可以抑制灰色锡的生成
危险:非常低(然而,将锡容器冷冻成粉末是相当浪费的...)
管道原理
:这里使用钕磁铁和厚铜管当磁铁从铜管中落下时,磁感应线切断导体,在铜管中产生感应电流;反过来,这种电流会产生一个磁场,作用在磁铁上,产生排斥力,防止磁铁掉落。
管道必须具有良好的导电性,但不能是铁管。铁本身的铁磁性会干扰这种现象。
琐事:你还记得高中时Lenz定律吗,“感应电流的作用总是抵制感应电流的原因”?这就是了
危险:非常低...但是为了更好的结果,铜管和磁铁需要非常大和重,不要碰到脚。此外,钕磁铁是一种非常强大的磁铁。不要让它靠近电子产品或铁制品——它可能会吸引铁并伤害你的手指。
电磁学:铜线旋转
原理:只有一个电池,一个磁铁和一根线,你可以做一个简单的电机~(我建议你加一个电阻片或者用一根电阻丝,否则它就接近短路,热会很严重)
这个简单的电机的原理如下图所示。载流导线将在磁场中受到安培力,形成转动导线架的扭矩。琐事:发挥创造力,我们也可以把它做成手工艺品。
危险:强磁铁是危险物品。如果你把这个东西拿在手里,然后它吸了附近的东西(比如另一个磁铁),它会有和锤子打你手一样的效果。此外,吞咽或吸入小磁珠也会带来危险。不要和太小的孩子玩。
土豪游戏:强磁铁夹住苹果手表,你当然不想夹住你的手
半锅煎蛋
原理:电磁炉的工作原理不是自己加热,而是使用电磁感应加热电磁炉首先将市电转换成高频交流电(20-40千赫,交流电为高频,但无线电波为低频,因此电磁辐射较少)。然后交流电通过线圈建立交变磁场,交变磁场感应出涡流电场。当导体放置在线圈上时,形成涡流,并且当涡流流过导体时,由于电阻产生焦耳热因此,不可能直接在电磁炉上煮鸡蛋,陶瓷或玻璃锅也不能加热。
琐事:原则上,电磁炉可以加热所有的导体锅,但市场上的电磁炉只适用于加热铁锅(以及不锈钢等铁锅)
铁锅除了涡流(即上图中提到的旋转磁化过程,为放热过程)发热外,还具有导磁率强、漏磁少、磁滞损耗效应等特点,因此铁锅具有较高的加热效率。
,铜或铝不能工作的原因是电阻太小(高中童鞋要经历阻抗匹配,即当外部电路的电阻等于电源的内阻时输出功率最大,既不太大也不太小)
铜和铝的集肤效应(交流电流喜欢在导体表面流动的现象)比铁弱,这意味着涡流在锅底的厚度较宽,因此阻抗较小,加热效率较低。市场上的电磁炉都是为铁锅设计的。如果要加热铜和铝,需要设计不同的工作频率。实验室中使用的感应炉有更多的频率可供选择。
危险:低与普通炉灶相比,电磁炉烫伤的风险更小。电磁炉的辐射对健康无害,但可能会干扰心脏起搏器电磁炉应远离收音机、电视机、手表、磁带、铁质餐具等。,出于安全原因,不应放置在任何金属平台上。
水桥
原理:两个装满去离子水的烧杯相互接触。如果此时在它们之间施加几千伏的电位差,即使两个烧杯相隔几厘米,它们之间仍然会有一个“水桥”。这一现象的具体原理仍需进一步研究。目前,人们普遍认为它与表面液体的极化有关。
琐事:这不也是电解水的实验装置吗?不,电解水的实验通常需要添加离子来提高电导率,而这个实验要求水非常纯净。如果离子溶解在水中,“水桥”的稳定性会变得更差。