讓人目瞪口呆的精彩科學現象

General 更新 2024年11月08日

  量子懸浮

  當某些材料處於基本溫度以下,就成為超導體。超導體的電阻為零。在已知的金屬中,具有不到一半的金屬存在這一“轉變溫度”,即低於這一溫度時,它們就成為超導體。通常,這個轉變溫度很低。例如,銠的超導體轉變溫度為-273.15ºC***-459.66ºF***,僅處於絕對零度以上的百分之幾。也就是說,製備超導體十分困難。

  直到高溫超導體的出現,這些高溫超導體材料具有複雜的晶體結構,通常由陶瓷和銅,以及其他金屬的混合物組成。其超導轉變溫度在-160.59ºC***-321.07ºF***或以上。雖然轉變溫度還是有些低,但至少稍微容易製備了。

  由於液態氮在沸點下也具有類似性質,我們還可以利用其他一些奇異的室溫超導體。將超導體放在一個弱能量場***如一塊磁鐵***中,超導體可以創建出表面屏障的電流,以此排斥電磁波。在這種情況下,超導體周圍的磁場線發生彎曲,在半空中鎖定。在任意方向彎折,超導體都可以自動補償電場來抵消磁鐵。這種現象被稱為量子鎖定或量子懸浮。

  特斯拉線圈的勇士

  我們大多數人都很熟悉尼古拉·特斯拉,也讓我們記住了這個成就顯赫的電氣創新天才和令人髮指競爭行為的受害者。我們大多數人也十分熟悉特斯拉線圈,這個裝置可以產生弱電流、高壓交流電以及五顏六色的火花。

  現在,特斯拉線圈之間可以傳輸250000和500000伏特的電壓。大多數娛樂顯示屏沒有使用法拉第籠式的大磁場,這種磁場是由網格狀均勻分佈在表面的電壓形成。由於電勢測量電位的差異,法拉第籠內沒有電流的存在。任何人在法拉第籠中,都可以迎著閃電,毫髮無損地出來。

  有時,人們會發揮無盡的創造力。在視訊中,兩個“戰士”身著導電網制服——法拉第籠制服。最近,還有一個創造性的“會唱歌”的特斯拉線圈的開發,通過調節火花線圈的輸出可以實現音樂的播放。

  正弦波和幀

  聲波具有不可思議的能讓其他物件匹配它們頻率的能力。如果你曾經在你的車中聽重低音節拍的音樂,你可能會注意到鏡子的波動,這是因為聲波擊中了鏡子。在視訊中,發生了一些有趣的事情,最終的結果更是富有戲劇性。

  當24赫茲的正弦波在水下軟管中穿過一個喇叭。軟管就開始以每秒24次的頻率震動。從水中出來時,它已經形成了頻率為24赫茲的波。關鍵之處在於:在現實生活中,這隻會出現在波回到或者進入地上時。

  真正的奇蹟是相機中的轉向角度現象。通過以每秒24幀的速度拍攝水滴下降,照片使得水流似乎凍結在半空中。每個水波擊中完全相同的空間,每秒鐘24次。在膠片上,在無限長的時間內似乎存在著相同的波,但在現實中,不同波經過每一幀被取而代之。如果你換成23赫茲的正弦波,照片會看起來像水向上陷入軟管中,這是因為相機的幀速率與正弦波之間存在微小的偏移。

  著名的開爾文雷暴

  開爾文雷暴***或者開爾文水滴管***始建於1867年,其設定非常簡單。將兩條溪流的水通過兩個不同的電感器,一個帶正電,一個帶負電。在底部收集帶電水滴,讓水流通過,並收集電勢。這是一種即時能量,你可以向你的朋友展示一個電火花。

  它是如何工作的呢?

  剛啟動時,其中一個電感器***銅環***上總是帶有一個小的自然電荷。比方說,右邊的電感器帶一點負電荷。當一滴水穿過它時,水中的正離子會拉至液滴的表面,正離子會被推到中心,使得液滴表面電荷帶正電。

  當正電荷水滴接觸右邊的電感器時,它會將部分電荷傳給電感器,並將正電荷通過導線傳遞給左邊的電感器,使其帶正電。現在,左邊的製造出帶負電的水滴,進一步,右邊的電感器帶負電。電感器之間建立起反饋積極,直到有足夠的電勢儲存使其強制放電——在兩個電感器之間出現火花跳躍。

  撇開科學的東西不談,這個機器最酷的作用發生在電感器上。隨著電荷的聚集,電感器吸引水反向離子的難度加大,微小的水滴會跳出在電感器中的執行軌道,就像飛蛾撲火一般在燈的附近飛躍。

  牛頓的珠子

  如果你拿一個罐子,在其中填滿MardiGras beads長鏈,這個現象也可以出現在你的客廳中。將線串的珠子放進瓶子裡,那麼末端的珠子就會掉在地上。你會期望發生什麼,鏈子開始在瓶子中滑動,但伴隨著一些意想不到的現象,珠子並沒有繼續下滑進入罐子裡,而是像噴泉那樣飛躍到空氣中回到地板上。

  這是一個非常簡單的概念,但它看起來十分不可思議。這裡涉及了三種不同的力。重力,拉著前緣的鏈朝向地板。每節鏈為了抵抗重力,受到珠子帶來的拉力——這第二種力。

  但在罐子裡,還存在著第三種力,就是這種力將珠子推動到空氣中。聽起來這是不可能的,因為罐子顯然不是移動的,但所有這一切歸結到根本上是因為什麼呢?

  簡單說來,鏈節是一系列剛性棒由撓性連線而成。想象火車的一個車廂,在一個假設的情況下,如果將火車的前端停住,其餘的車廂將沿著傾斜於中心軸的方向向上飛出後下落。之所以會出現現實生活中的場景,是因為下面的一層固體與地球直接接觸。相反,如果車廂向下邊緣傾斜,地面就會推開它,以避免它的自然轉動。如果這種拉力大到可以和貨車車廂的重量相比,那麼地面的拉力就會把車廂扔到空中。

  所以每個鏈節的珠子的跑出都因為收到前面鏈節的拉力,罐子的底部***或下層的珠子***將其推入空中,建立一個“失速”迴圈,直到重力生效,才將其拖拽回去。

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