Du behöver inte längre gå till laboratoriet för att bevittna något fantastiskt. Du behöver bara slå på datorn och titta på en video om ett ämne av intresse.
Här är några intressanta fenomen och de vetenskapliga teorierna bakom dem.
Prins Rupert tappar
Prins Ruperts droppar har fascinerat forskare i hundratals år. År 1661 presenterades en artikel vid Royal Society of London om dessa konstiga föremål, liknar glasskydd. Dropparna är uppkallad efter Prins Rupert av Rhen, som först presenterade dem för sin kusin, kung Charles II. Uppnås när droppar smält glas faller i vatten, uppvisar de konstiga egenskaper när de utsätts för kraft. Slå på Prince Rupert-klostret med en hammare på den rundade änden och ingenting händer. Men med minsta skada på svanssektionen exploderar hela droppen direkt. Kungen var intresserad av vetenskap och bad därför Royal Society att förklara droppernas beteende.
Forskare var i en återvändsgränd. Det tog nästan 400 år, men moderna forskare beväpnade med höghastighetskameror kunde äntligen se dropparna explodera. En chockvåg kan ses resa från svans till huvud med en hastighet av cirka 1,6 km / s när spänningen frigörs. När en droppe Prince Rupert träffar vattnet blir det yttre lagret fast medan det inre glaset förblir smält. När det inre glaset svalnar krymper det i volym och skapar en stark struktur, vilket gör dropphuvudet otroligt motståndskraftigt mot skador. Men så snart den svagare svansen bryts frigörs spänningen och hela droppen förvandlas till ett fint pulver.
Kampanjvideo:
Lätt rörelse
Radioaktivitet upptäcktes när det upptäcktes att det fanns någon slags strålning som kunde tända fotografiska plattor. Sedan dess har människor letat efter sätt att studera strålning för att bättre förstå detta fenomen.
Ett av de tidigaste och ändå coolaste sätten var att skapa en dimma-kamera. Principen för Wilson-kammarens drift är att ångdroppar kondenserar runt joner. När en radioaktiv partikel passerar genom kammaren lämnar den ett spår av joner i sin väg. När ångan kondenserar på dem, kan du direkt se vägen som partikeln har färdats.
Idag har dimskammare ersatts av mer känsliga instrument, men på en gång var de avgörande för upptäckten av subatomära partiklar som positron, muon och kaon. Dimma-kameror är användbara idag för att visa olika typer av strålning. Alfapartiklar visar korta, tunga linjer, medan betapartiklar har längre, tunnare linjer.
Superfluid vätskor
Alla vet vad en vätska är. Och överflöden är mer än så. När du rör om en vätska som te i en mugg, kan du få en virvlande virvel. Men efter några sekunder kommer friktion mellan fluidpartiklarna att stoppa flödet. Det finns ingen friktion i en överflödig vätska. Och den blandade överflödiga vätskan i koppen kommer att fortsätta att rotera för alltid. Sådan är den konstiga världen av överflödiga vätskor.
På liknande sätt kan fontäner byggas som fortsätter att fungera utan att slösa bort energi, eftersom i en överflödig vätska förloras ingen energi genom friktion. Vet du vad som är de konstigaste egenskaperna hos dessa ämnen? De kan läcka ur vilken behållare som helst (förutsatt att den inte är oändligt hög) eftersom bristen på viskositet gör att de kan bilda ett tunt lager som helt täcker behållaren.
För dem som vill leka med en överflödig vätska finns det några dåliga nyheter. Inte alla kemikalier kan anta detta tillstånd. Och dessa få kan bara göra detta vid temperaturer nära absolut noll.
Isvåg
Den frysta sjön kan vara en fantastisk plats att titta på. När isen sprickar, kan ljud echo över ytan. När du tittar ner kan du se djuren som är frysta och fångade i en isfälla. Men det kanske mest fantastiska inslaget i den frysta sjön är bildandet av isvågor som faller på stranden.
Om bara toppskiktet blir fast när behållaren fryser är det möjligt att det börjar röra sig. Om en varm vind blåser över en sjö kan hela islagret börja röra sig. Men han måste gå någonstans.
När isen når stranden, får plötslig friktion och stress att den kollapsar och ackumuleras. Ibland kan dessa isvågor nå flera meter och resa över land. Knäckningen av kristallerna som utgör isbladet skapar ett kusligt kittlande ljud nära isvågorna, som tusen trasiga glas.
Vulkanisk chockvåg
Ett vulkanutbrott är nästan den mest kraftfulla explosionen som människor kan se på jorden. På några sekunder kan den energi som motsvarar flera atombomber lansera tusentals ton stenar och skräp i luften. Det är bäst att inte vara för nära när detta händer.
Vissa människor är emellertid intresserade av dessa saker och stannar nära vulkanutbrottet för att spela in en video av den. 2014 inträffade ett utbrott av Tavurvura i Papua Nya Guinea. Lyckligtvis för oss fanns det människor där för att filma det. När vulkanen exploderade kunde man se chockvågen gå upp i molnen och på sidorna mot observatören. Den svepte över båten som en åsklöja.
Explosionen som orsakade chockvågen orsakades sannolikt av gasansamling inne i vulkanen när magma blockerade dess utgång. Med den plötsliga frigöringen av denna gas komprimerade luften runt den, vilket genererade en våg som spriddes i alla riktningar.
Vulkansk blixt
När 79 A. D. det fanns ett utbrott av Vesuv, Plinius den yngre märkte något konstigt i denna explosion: "Det fanns ett mycket starkt mörker, som blev mer och mer skrämmande på grund av de fantastiska flammar som påminde om blixtnedslag."
Detta är det första registrerade omnämnandet av vulkaniskt blixt. När en vulkan höjer ett åskväder av damm och stenar upp i himlen, är stora blixtbultar synliga runt den.
Vulkaniskt blixtnedslag förekommer inte vid varje utbrott. Det orsakas av ackumulering av laddning.
I en vulkans värme kan elektroner lätt kastas från atomen, vilket skapar en positivt laddad jon. Fria elektroner överförs sedan när dammpartiklarna kolliderar. Och de går med andra atomer och bildar negativt laddade joner.
På grund av de olika storlekarna och hastigheterna med vilka jonerna rör sig blir det möjligt för en laddning att samlas i askplommen. När laddningen är tillräckligt hög producerar den otroligt snabba och heta blixtnedslag, som det kan ses i videon ovan.
Levitera grodor
Varje år finns det vinnare av Shnobel-priset för forskning som "får människor att skratta först och tänka på andra plats."
År 2000 fick Andrey Geim Shnobel-priset för att göra en groda fluga med magneter. Hans nyfikenhet blossade upp när han hällde lite vatten direkt i maskinen med kraftfulla elektromagneter runt den. Vattnet fastnade på rörets väggar, och dropparna började till och med flyga. Geim upptäckte att magnetfält kan verka på tillräckligt starkt vatten för att övervinna jordens gravitationskraft.
Spelet gick från vattendroppar till levande djur, inklusive grodor. De kan levitera på grund av vatteninnehållet i kroppen. Förresten, forskaren utesluter inte en liknande möjlighet i förhållande till en person.
Desillusioneringen med Nobelpriset minskade något när Geim fick ett riktigt Nobelpris för sitt deltagande i upptäckten av grafen.
Laminariskt flöde
Kan du separera blandade vätskor? Det är ganska svårt att göra detta utan specialutrustning.
Men det visar sig möjligt under vissa förhållanden.
Om du häller apelsinjuice i vattnet är det troligt att du inte lyckas. Men med färgad majssirap, som visas i videon, kan du göra just det.
Detta beror på sirapens speciella egenskaper som vätska och det så kallade laminära flödet. Detta är en typ av rörelse i vätskor där skikten tenderar att röra sig i en riktning utan att blandas.
Detta exempel är en speciell typ av laminärt flöde, känt som Stokes-flöde, där vätskan som används är så tjock och viskös att det knappast tillåter partiklar att diffundera. Ämnen blandas långsamt, så det finns ingen turbulens som faktiskt skulle blanda de färgade dropparna.
Det verkar bara som att färgämnena blandas eftersom ljuset passerar genom de lager som innehåller individuella färgämnen. Genom att sakta ändra rörelseriktningen kan du återfärga färgämnen till sitt ursprungliga läge.
Vavilov - Cherenkov-effekt
Du kanske tror att ingenting rör sig snabbare än ljusets hastighet. I själva verket verkar ljusets hastighet vara gränsen i detta universum att ingenting kan bryta. Men detta är sant så länge du pratar om ljusets hastighet i ett vakuum. När det tränger in i något transparent medium bromsar det ner. Detta beror på det faktum att den elektroniska komponenten i elektromagnetiska ljusvågor interagerar med vågegenskaperna hos elektroner i mediet.
Det visar sig att många objekt kan röra sig snabbare än denna nya, långsammare ljushastighet. Om en partikel kommer in i vatten med en hastighet av 99% av ljusets hastighet i ett vakuum, kommer den att fånga upp ljus, som rör sig i vatten med en hastighet av 75% av ljusets hastighet i ett vakuum. Och vi kan verkligen se hur det händer.
När en partikel passerar genom mediets elektroner släpps ljus ut när det förstör elektronfältet. När en kärnreaktor i vatten startas lyser det blått eftersom den släpper ut elektroner med exakt så höga hastigheter - som det kan ses i videon. Den kusliga glöd från radioaktiva källor är mer fascinerande än de flesta tror.