10 Jaw-dropping videoer af fantastiske videnskabelige fænomener

Livet er fyldt med vidundere, som de fleste af os aldrig vil se. Fra kvante til kosmiske er der kræfter på spil rundt omkring os, der forme og forme vores verden. De fleste af dem er let synlige i det daglige liv, men under virkelighedens finér ligger et rige med de snoet karikaturer af velkendte videnskabelige principper. Tag vores hånd og lad os dykke dybt ind i det bizarre herredømme, hvor fysikens naturlige regler smelter ind i en boblende pool af rent og uforfalsket vidunder.

10 Quantum Levitation

Når du afkøler visse materialer under en grundtemperatur, bliver de superledere, som fører strøm med nul modstand. Lidt under halvdelen af ​​de kendte metaller har en indbygget "overgangstemperatur" - når de falder under denne temperatur, bliver de superledere. Selvfølgelig er denne temperatur normalt temmelig lav. Rhodium gør for eksempel korsningen ved -273,15 ºC (-459,66 ºF). Det er et par hundrededele af en grad over absolut nul. Med andre ord kan det være lidt svært at spille med superledere.

I det mindste var det indtil fremkomsten af ​​høj-temperatur superledere. Disse materialer har komplekse krystallinske strukturer og er normalt lavet med en blanding af keramik og kobber sammen med andre metaller. Disse materialer overføres til superledere omkring -160,59 ºC (-321,07 ºF) eller højere. Ikke ligefrem bleg, men lidt lettere at lege med.

Og da det også forekommer at være kogepunktet for flydende nitrogen, kan vi klare os i andre bizarre træk ved superledere ved stuetemperatur som i ovenstående video. Se, når superledere placeres i nærheden af ​​et svagt energifelt (som en magnet), skaber de en overfladespærre for elektrisk strøm, der afviser magnetiske bølger. Når det sker, kurver magnetfeltlinjerne sig omkring superlederen, og låser den på plads i midten. Drej det i nogen retning, og superlederen kompenserer automatisk med et elektrisk felt for at modvirke magneten. Fænomenet er kendt som enten quantum locking eller quantum levitation.

9 Newtons perler

Hvis du tager en krukke lige nu og fylder den med en lang kæde af Mardi Gras perler, kan du genskabe dette fænomen i din stue. Spol strengene af perler i krukken, så rykk den ene ende ud af krukken og mod gulvet. Hvad der sker, er hvad man ville forvente - kæden begynder at glide ud af krukken. Men så følger noget uventet - i stedet for at fortsætte med at glide over karmens kant, springer perlerne op i luften som en springvand, før de bukker tilbage mod gulvet.

Dette er et ret simpelt koncept, men det ser rigtig cool ud. Tre forskellige kræfter er på arbejde her. Gravity trækker selvfølgelig kædeens forkant mod gulvet. Da hver kædeforbindelse undergraver tyngdekraften, trækker den langs perlen bag det - det er den anden kraft.

Men tilbage inde i krukken får vi den tredje kraft - krukken driver faktisk perlerne ind i luften. Det lyder skøre dumt selv - fordi krukken tydeligvis ikke bevæger sig, men det hele kommer ned på hvad en kæde grundlæggende er.

På det mest grundlæggende niveau er en kæde en række stive stænger forbundet med en fleksibel ledd. Tænk på en række boxcars i et tog. I en hypotetisk situation, hvis du trækker op på enden af ​​en togbil, vil den vippe op langs sin midterakse - fronten vil gå op, mens ryggen går ned. I det virkelige liv gør det ikke det, fordi der er et solidt lag af planet Jorden lige under det. I stedet lægger det sig op på bagsiden. Når det gør det, går jorden i det væsentlige op for at kaste den ud af sin naturlige rotation. Hvis kraften trækker sig op i forhold til vægten af ​​boxcaren, ville kraften fra jorden faktisk smide den i luften. Royal Society har en anden video, der forklarer dette i større dybde.

Så når hvert led i kæden af ​​perler forlader sin hvileplads, fordi den trækkes af linket foran den, popper bunden (eller laget af perler under den) op i luften og skaber en "tyngdekraft- tåle "sløjfen, indtil tyngdekraften overtager og trækker den tilbage.

8 Ferrofluidskulpturer

Når det kombineres med en magnet, bliver ferrofluid et af de mest utrolige stoffer på jorden. Væsken i sig selv er kun magnetiske partikler suspenderet i et fluidmedium, sædvanligvis olie. Partiklerne er på nanoskalaen, som er for lille for hver partikel til magnetisk påvirkning af andre partikler ellers ville væsken bare klumpe ind i sig selv. Men sæt dem tæt på en stor magnet, og magi sker.

En af de mest almindelige ting, du vil se ferrofluid gør, er at danne pigge og dale, når det er tæt på en magnet. Hvad du faktisk ser, er partiklerne, der forsøger at tilpasse sig magnetfeltet. Spidserne danner hvor marken er stærkeste, men siden olien bærer overfladespænding, når de to kræfter en ligevægt på spidsens spidser. Effekten kaldes normal ustabilitet ved at danne disse former, væsken sænker systemets samlede energi så meget som muligt.

7 Induktionsvarme En isterning

Induktionsopvarmning er en proces, der tager en højfrekvent strøm, skyder den gennem en spole for at skabe en elektromagnet, og pumper derefter de resulterende magnetiserede strømme gennem et ledende materiale. Når de magnetiserede strømme rammer resistens i materialet, får vi Joule-effekten - elektrisk induceret varme. I dette tilfælde er dirigenten en metalbøjle inde i en isboks, og varmen opbygges så hurtigt, at opsætningen fanger, før isen har en chance for at smelte.

Hvor hurtigt? Afhængigt af typen af ​​metal kan en induktionsvarmer opvarme noget til 871 ºC på kun en halvanden time med 4,1 kW strøm pr. Kvadratmeter overfladeareal. Fire sekunder i videoen er iskernens kerne allerede rødt, så man kan antage, at det enten bruger mindre energi eller det anvendte metal ikke har meget naturlig elektrisk modstand. Uanset hvad, flere sekunder senere behandles vi til en glitch i den matrix-flammende is.

Men det bringer et andet spørgsmål op: Alle ved, at isen smelter over 0 ºC, så hvorfor bliver det ikke øjeblikkelig en vandpulver i ovnen? Det er fordi materiel kun accepterer og udsender energi i diskrete energipakker. Når varme overfører fra metal til is, kommer det i et tog, ikke en bølge, hvilket betyder, at det tager mere tid at overføre energiens fulde kraft.

6 Flydende oxygenbro

Oplens kogepunkt er -183 ºC, og alt over det er den gas, vi alle kender og elsker. Når det først falder under denne temperatur, tager ilt nogle interessante egenskaber. Mere præcist tillader den tættere konfiguration af dets molekyler i en flydende tilstand iltens mere uklare naturlige egenskaber at træde ind i rampelyset.

Et stort eksempel på dette er iltens paramagnetisme. Et paramagnetisk materiale magnetiseres kun, hvis et nærliggende eksternt magnetfelt virker på det. Som en gas er iltens molekyler for løst spredt for at blive påvirket meget af magneter. Men som en væske opfører den sig ligesom et stykke jern nær en magnet - et kogende, flydende stykke jern. Med to modsatrettede magneter vil det flydende ilt danne en bro i midten, hvilket er det du ser i videoen. Desværre er det svært at se det ske for længe, ​​fordi flydende ilt begynder at koge tilbage i en gas, så snart den kommer ind i stuetemperatur.

5 The Briggs-Rauscher Reaction

Briggs-Rauscher-reaktionen er en af ​​de mest visuelt imponerende kemiske kilder i den kendte verden. Det er det, der er kendt som en kemisk oscillator - da den reagerer, ændrer den gradvist i farve fra klar til gul, så pludselig blinker til en mørk blå og derefter tilbage for at rydde, alt sammen i en svingning. Det fortsætter med at gøre det i flere minutter, skifte mellem farver hvert par sekunder.

Op til 30 forskellige reaktioner kan ske samtidigt på et givet tidspunkt under hver svingning. Den kemiske liste ligner ingredienserne i en pakke frosne majshunde: Mangan (II) sulfatmonohydrat, malonsyre, stivelse, svovlsyre, hydrogenperoxid og kaliumiodat ville være et eksempel (du kan skifte nogle syrer og iodattyper til forskellige reaktioner).

Når alle kemikalier kombineres, ændres iodatet til hypoiodsyre. Når det er til stede, ændrer en anden reaktion den nye syre til iodid og fri elemental iod. Dette frembringer den første farveændring, der skaber den gule. Derefter fortsætter opløsningen med at gøre iodid. Så snart der er mere iod end jod, kombineres de to i en triiodidion. Denne ion reagerer med stivelsen og eksploderer opløsningen ind i det mørkeblå stadium.

Denne video har mindre flair end den ovenstående, men det lader dig se trinene tydeligere.

4 Tesla Coil Warriors

De fleste af os er bekendt med Nicola Tesla, den glitrende vidunder af elektrisk innovation og offeret for ondskabsfulde handlinger af konkurrencedygtige ballyhoo. De fleste af os er også bekendt med Tesla-spolen, en enhed, der producerer lavstrøm, højspændings-AC-elektricitet sammen med sunde mængder farverige gnister.

Moderne Tesla-spoler sætter ofte mellem 250.000 og 500.000 volt strøm. De fleste underholdningsskærme annullerer det store magnetfelt med Faraday-bur, som er masker, der fordeler spændingen jævnt rundt på deres overflader. Da elektrisk potentiale måles ved forskelle i spænding, er der ingen strøm inde i et Faraday-bur. Enhver indeni kan køre lynet og komme ud uskadt.

Og nogle gange bliver folk kreative. I videoen ovenfor er de to "krigere" dækket af dragende Faraday-bur. En anden nyskabende kreativ gnist har givet anledning til "sang" Tesla-spoler, som afspiller musik ved at modulere spændingsudgangen fra spolen.

3 Sine Waves og FPS

Lydbølger har en utrolig evne til at gøre andre objekter matchende deres frekvens. Hvis du nogensinde har lyttet til musik med et tungt basslag i din bil, har du sikkert bemærket spejlene, der krøller, når lydbølgerne rammer dem. Hvad der sker i videoen ovenfor er i det væsentlige det, selvom slutresultatet er meget mere dramatisk.

En 24 Hz sinusbølge rejser gennem en højttaler under en vandslange. Slangen begynder at vibrere 24 gange pr. Sekund. Når vandet kommer ud, danner det bølger, der matcher 24 Hz frekvensen. Her er tricket dog: Set i virkeligheden ser det kun ud til at bølge frem og tilbage på vej til jorden.

Den virkelige helt her er kameraet - fænomenet skiftet perspektiv. Ved at filme det faldende vand ved 24 billeder pr. Sekund, viser kameraet, at vandstrømmen ser ud til at fryse i midair. Hver bølge af vand rammer det samme rum, 24 gange hvert sekund. På film ser det ud til, at den samme bølge sidder i luften på ubestemt tid, når i virkeligheden en anden bølge har taget sit sted hver ramme. Hvis du skiftede sinusfrekvensen til 23 Hz, ville det faktisk se ud som om vandet faldt opad i slangen på grund af den lille forskydning mellem kameraets billedhastighed og sinusbølgerne.

2 Lord Kelvin's Thunderstorm

Kelvin's Thunderstorm, eller Kelvin vanddråber, blev først bygget i 1867, og dens opsætning er ret simpel. Dråbe to vandstrømme gennem to forskellige ladede induktorer, en positiv og en negativ.Saml de ladede vanddråber i bunden, lad vandet strømme igennem og høste det elektriske potentiale. Øjeblikkelig energi, eller i det mindste en lille gnist, som du kan vise dine venner.

Så hvordan virker det?

Når den først er indstillet, har en af ​​induktoren (kobberringe i videoen) altid en lille naturlig ladning til den. Lad os sige at induktoren til højre er lidt negativ. Når en dråbe vand falder igennem det, vil de positive ioner i vandet trækkes til overfladen af ​​dråben, og de positive ioner vil blive skubbet ind i midten, hvilket giver dråben en positiv overladning.

Når den positive dråbe lander i opsamlingsbassinet til højre, opkræver det bassinet lidt og sender en positiv ladning gennem en ledning til induktoren til venstre, hvilket gør den positiv. Nu er venstre side ved at lave negative vanddråber, som yderligere oplader den negative induktor til højre. Den positive feedback fra begge sider opbygges, indtil der er nok elektrisk potentiale opbevaret for at tvinge udladning - en gnist, der hopper mellem bassinerne (eller to kobberboldterminaler, som i videoen).

Videnskabelige ting til side, sker den sværeste bivirkning af denne maskine ved induktoren. Når opladningen bygger, begynder de at tiltrække vandets modsatte ioner så hårdt, at små dråber vand vil springe ud og bane spolen, flyve rundt om det som møller ved en lampe.

1 Dekomponerende kviksølv

Dette er den mærkeligste ting, du har set i dag.

Professionelt har kviksølv (II) thiocyanat få ansvar. Det bruges sparsomt i en håndfuld kemiske syntetiske stoffer, og den har en begrænset evne til at detektere chlorid i vand. Men på siden er det en ren, ubevæget udstiller. Når kviksølv (II) thiocyanat nedbrydes, danner det carbon nitrid og kviksølvdamp, en skræmmende giftig blanding. I 1800'erne blev det solgt som fyrværkeri, indtil flere børn døde af at spise det.

Men dets omdømme levede på og med god grund. Der er ingen speciel måde at beskrive, hvad der sker i denne video, bortset fra det varme spring-starter kviksølv (II) sænkning. At sætte en flamme i pulverformet forbindelse starter en kædereaktion, der kun ender i dine mareridt. God fornøjelse.