22張有趣的科學動態(tài)圖

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發(fā)表于 2022-7-25 14:12:36 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

01.有秩序的小瓷片

這是一些形狀相同的小磁片。

02.錫疫

你有沒有聽過一個“錫紐扣在嚴寒中變成粉末”的故事？這張動圖呈現(xiàn)的就是這個過程。隨著溫度的降低，銀白色的金屬錫會逐漸轉(zhuǎn)化成另外一種同素異形體——不具有金屬特性的灰錫粉末。這個過程也被叫做“錫疫”。

03.浸不濕的海綿

海綿吸水的過程是毛細現(xiàn)象，這種現(xiàn)象只有在海綿材料與液體之間的附著力足夠強時才能發(fā)生，而這種海綿材料與金屬汞的親和性很低，它們無法彼此浸潤，液體汞很難附著在海綿的小孔當中，因此它也就不會將海綿“浸濕”了。注：圖中的液體其實是水銀。

04.水轉(zhuǎn)印

水轉(zhuǎn)印是一種通過水將平面印刷的圖文轉(zhuǎn)印至不同材質(zhì)物體表面的技術(shù)。進行這種轉(zhuǎn)印時會首先在塑料薄膜上印刷圖案，然后將薄膜平鋪在水面上，噴灑活化劑溶解破壞薄膜，再把需要轉(zhuǎn)印的物體慢慢壓入水中，這樣圖案就會貼在物體表面了。類似的還有像印制迷彩頭盔的原理。

05.過冷水冰沙

結(jié)晶過程需要一些凝結(jié)核的引發(fā)。當純凈的水放在光滑潔凈的容器中冷凍時，由于凝結(jié)核的缺乏，可以在低于凝固點之后依然保持液態(tài)，形成過冷水，而當過冷水受到擾動、凝結(jié)核引入之后，結(jié)晶就會迅速發(fā)生。

06.水立方

這張圖來自一個超疏水涂層材料的宣傳短片。這塊板的四周涂有超疏水涂層，在中間沒有涂層的部分，材料與水的親和性比較好，水可以鋪展開來，而在有涂層的部分，材料與水彼此親和性很差，因此旁邊的水就呈現(xiàn)出向內(nèi)回縮的趨勢，減少與疏水涂層的接觸。

07.肥皂泡風暴

半圓形的肥皂泡膜底部會被加熱，在熱量的作用下液膜產(chǎn)生強對流，進而生成了漩渦，科學家們用高達每秒500幀的拍攝記錄下了這一過程。這些肥皂泡漩渦的運動模式與大氣中的氣旋(例如颶風)有相似之處，因此，科學家們希望通過觀察它們來幫助建立計算大氣流動的模型。

08.射線與云室

這是一個威爾遜云室，其中漂浮著過飽和的蒸汽。當帶電粒子(α或者β粒子)經(jīng)過時，會產(chǎn)生凝集核，使得蒸汽冷凝形成霧氣。如果給它加上磁場，根據(jù)粒子偏轉(zhuǎn)情況還可以判斷其電荷/質(zhì)量比和正負。正電子、M子和K介子的發(fā)現(xiàn)都是拜它所賜。

09.豐饒之杯

聚丙烯酸鈉是高吸水性高分子的一種，能夠和大量水分子形成相對穩(wěn)定的氫鍵，從而實現(xiàn)吸水效果。在蒸餾水里可以吸收500倍自重的水分子，但溶液中離子會嚴重影響效果，所以請盡量不要用較硬的自來水或者礦泉水做這個實驗。

10.化勺水

這是神奇的熱水，能融化勺子卻不傷手……那么為啥這杯水沒有蒸汽騰騰呢？其實水是普通的水，做手腳的是勺子。而單質(zhì)熔點只有29.76攝氏度，放在手心都可以融化，離開手之后又能重新凝固，但不推薦赤手接觸。

11.羽落術(shù)

這里使用了一塊金磁鐵和一只粗銅管。當磁鐵從銅管中落下時，磁感線切割導體，在銅管中生成感生電流；這個電流反過來產(chǎn)生磁場作用在磁鐵上，產(chǎn)生斥力阻礙它下落。

12.熔金術(shù)

這是一個雙重現(xiàn)象:電磁感應(yīng)加熱和電磁懸浮。電磁感應(yīng)加熱，是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，把金屬放在快速變化的磁場中，從而在金屬中產(chǎn)生渦電流。電流流經(jīng)金屬自己的電阻而發(fā)熱，最終將金屬熔化。在這里，利用交變電流通過粗大銅線圈，使用的電流功率為1.6千瓦，頻率為204kHz。這枚鋁塊重2.6g，可以加熱到1200℃，熔化是足夠了。至于電磁懸浮，和上一張圖原理類似，只不過現(xiàn)在我們有外源的電磁鐵，所以可以讓它一直懸浮下去。同樣，鐵器因為自身鐵磁性的干擾所以不能做這個實驗。鋁和銅是最適合的材料。注意磁懸浮這現(xiàn)象本身不需要超導體，雖然如果有超導材料會省很多電。

13.魔術(shù)沙

將沙子表面涂上疏水物質(zhì)，放入水中就是這個效果。現(xiàn)在常見的魔術(shù)沙是沙子和三甲基硅醇反應(yīng)的產(chǎn)物，硅醇基和沙子反應(yīng)后剩下的甲基包在外面形成疏水層，所以進水之后它就會結(jié)成塊以降低接觸水的表面積，但是水不會粘在上面，所以拿出來之后立刻就還原成干的粉末了。魔術(shù)沙的顏色是人為添加的顏料，但是入水之后都是銀色。這是因為它憎水，表面帶了一層氣泡。

14.艾爾莎的魔法

看起來很恐怖，其實不是真的冰，只是醋酸鈉過飽和溶液而已。過飽和溶液是溶質(zhì)超出溶解度上限的不穩(wěn)定狀態(tài)，稍加擾動就會大量析出沉淀。如果把三水合醋酸鈉晶體加熱到熔點(約58攝氏度)，晶體會一邊熔化、一邊釋放出結(jié)合的水，然后熔化的醋酸鈉又會溶化在釋放出來的水里，成為很濃的溶液。將這些溶液冷卻到室溫下也不會析出，而是變成過飽和溶液。現(xiàn)在如果伸手進去形成凝結(jié)核，溶質(zhì)會立刻重新結(jié)晶為三水合醋酸鈉晶體，這一過程帶走的水又促進了進一步結(jié)晶，很快整瓶都會完全變回一開始的樣子——一堆白色晶體，沒有一點游離水

15.水火交融

燒杯底部放入了少量乙醚和金屬鉀，當加入水時，金屬鉀與水反應(yīng)生成氫氣并大量產(chǎn)熱，造成氫氣和乙醚蒸汽的燃燒，而隱約可見的紫色火焰來自鉀離子的焰色反應(yīng)。

16.紅與黑

這是“碘鐘反應(yīng)”的一個變種。實驗中所用到的三種無色透明溶液(從前到后）分別加入了：可溶性淀粉和焦亞硫酸鈉、氯化汞、碘酸鉀。

17.魔法撣子

實際上和撣子無關(guān)，爆炸的是紙上的物質(zhì)。三碘化氮是一種可以發(fā)生接觸爆炸的物質(zhì)，稍有擾動即可引起爆炸分解，并產(chǎn)生紫色的碘蒸氣。

18.銅和硝酸

銅與濃硝酸反應(yīng)，生成硝酸銅、二氧化氮和水，生成的氣體通入水中，隨著氣體生成停止并逐漸溶解，水倒吸進入反應(yīng)瓶，最終形成淡藍色的硝酸銅溶液。

19.甲烷泡泡

將甲烷通入肥皂水產(chǎn)生甲烷氣泡。在點燃泡泡時，其中的甲烷氣體迅速燃燒。

20.梨樹銀花

這是金屬鋰燃燒的景象，燃燒過程中固態(tài)的金屬鋰不斷熔化，并生成氧化鋰。鋰的焰色反應(yīng)為紅色，但當劇烈燃燒時火焰呈現(xiàn)一種“亮銀色”的狀態(tài)。