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一組神奇的科學動圖,“奇怪的”知識又增加了

發布日期:2021-03-26 14:37:36  點擊次數:3738

01.有秩序的小磁片

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象,這種現象只有在海綿材料與液體之間的附著力足夠強時才能發生,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.水轉印

水轉印是一種通過水將平面印刷的圖文轉印至不同材質物體表面的技術。進行這種轉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

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

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出向內回縮的趨勢,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)經過時,會產生凝集核,使得蒸汽冷凝形成霧氣。如果給它加上磁場,根據粒子偏轉情況還可以判斷其電荷/質量比和正負。正電子、M子和K介子的發現都是拜它所賜。

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定的氫鍵,從而實現吸水效果。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。鎵單質熔點只有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

這里使用了一塊釹磁鐵和一只粗銅管。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;這個電流反過來產生磁場作用在磁鐵上,產生斥力阻礙它下落。

12.熔金術

這是一個雙重現象:電磁感應加熱和電磁懸浮。電磁感應加熱,是利用電磁感應現象,把金屬放在快速變化的磁場中,從而在金屬中產生渦電流。電流流經金屬自己的電阻而發熱,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.魔術沙

將沙子表面涂上疏水物質,放入水中就是這個效果?,F在常見的魔術沙是沙子和三甲基硅醇反應的產物,硅醇基和沙子反應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。過飽和溶液是溶質超出溶解度上限的不穩定狀態,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?,F在如果伸手進去形成凝結核,溶質會立刻重新結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,金屬鉀與水反應生成氫氣并大量產熱,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。

16.紅與黑

這是“碘鐘反應”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,爆炸的是紙上的物質。三碘化氮是一種可以發生接觸爆炸的物質,稍有擾動即可引起爆炸分解,并產生紫色的碘蒸氣。

18.銅和硝酸

銅與濃硝酸反應,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生甲烷氣泡。在點燃泡泡時,其中的甲烷氣體迅速燃燒。

20.鋰樹銀花

這是金屬鋰燃燒的景象,燃燒過程中固態的金屬鋰不斷熔化,并生成氧化鋰。鋰的焰色反應為紅色,但當劇烈燃燒時火焰呈現一種“亮銀色”的狀態。

21.糖火山

在加熱之后,試管中的氯酸鉀發生熱分解產生氧氣,試管中的氧氣和熱足以點燃小熊軟糖中的糖類等有機物。氧氣促進燃燒,而燃燒產生的熱量又進一步促進氯酸鉀分解產生更多氧氣,因此就產生了劇烈的燃燒反應。

22.隱形球

讓球隱身的關鍵在于相似的折射率。這里的小球是高吸水性材料,它們的吸水性實在太強,以至于吸滿水時的折射率已經和純水沒有多大差別,因此當浸入水中時,它們自然就與背景融為一體了。

來源:科學小將

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