10 Jaw-dropping videoer av Amazing Scientific Phenomena

Livet er fullt av underverk som de fleste av oss aldri vil se. Fra kvanta til kosmiske er det krefter på lek rundt oss som forme og forme vår verden. De fleste av dem er lett synlige i det daglige livet, men under virkelighetens finér ligger et rike med de vridde karikaturene av kjente vitenskapelige prinsipper. Ta hånden vår og la oss dykke dypt inn i det bizarre herredømme, hvor fysikkens naturlige regler smelter inn i et boblende basseng med rent og uforfalsket underverk.

10 Quantum Levitation

Når du avkjøler visse materialer under en grunntemperatur, blir de supraledere som fører strøm med null motstand. Litt under halvparten av kjente metaller har en innebygd "overgangstemperatur" - når de faller under denne temperaturen, blir de superledere. Selvfølgelig er temperaturen vanligvis ganske lav. Rhodium, for eksempel, gjør crossover på -273.15 ºC (-459.66 ºF). Det er noen hundrevis av grader over absolutt null. Med andre ord er det litt vanskelig å leke med superledere.

I det minste var det til adventen av høytemperatur superledere. Disse materialene har komplekse krystallinske strukturer og er vanligvis laget med en blanding av keramikk og kobber, sammen med andre metaller. Disse materialene overføres til superledere på rundt -160.59 ºC (-321.07 ºF) eller høyere. Ikke akkurat balmy, men litt lettere å leke med.

Og siden det også forekommer å være kokepunktet for flytende nitrogen, kan vi tappe inn i andre bizarre egenskaper av superledere ved romtemperatur, som i videoen ovenfor. Se når superledere plasseres nær et svakt energifelt (som en magnet), oppretter de en overflatespærre av elektrisk strøm som avviser magnetiske bølger. Når det skjer, svinger magnetfeltlinjene rundt superlederen, og låser den på plass i midten. Vri den i hvilken som helst retning, og superlederen kompenserer automatisk med et elektrisk felt for å motvirke magneten. Fenomenet er kjent som enten quantum locking eller quantum levitation.

9 Newtons perler

Hvis du tar en krukke akkurat nå og fyller den med en lang kjede av Mardi Gras perler, kan du gjenskape dette fenomenet i stua. Spol strengene av perler inn i krukken, så rykk den ene enden ut av krukken og mot gulvet. Hva som skjer er hva du kan forvente - kjeden begynner å skyve ut av krukken. Men så følger noe uventet - i stedet for å fortsette å glide over kanten av krukken, hopper perlene opp i luften som en fontene før de svinger tilbake mot gulvet.

Dette er et ganske enkelt konsept, men det ser veldig kul ut i livet. Tre forskjellige krefter er på jobb her. Gravity, selvfølgelig, trekker fremkanten av kjeden mot gulvet. Etter hvert som hver kjedekobling svekker seg til tyngdekraften, trekker den langs perlen bak den - det er den andre kraften.

Men igjen inne i krukken, får vi den tredje kraften - glasset driver faktisk perlene inn i luften. Det høres sprø dumt ut, fordi glasset klart ikke beveger seg, men det kommer helt ned til en kjede grunnleggende er.

På det mest grunnleggende nivå er en kjede en serie stive stenger forbundet med en fleksibel skjøte. Tenk på en serie med boxcars i et tog. I en hypotetisk situasjon, hvis du trakk opp på enden av en togbil, ville den vippe opp langs sin midtre akse - fronten ville gå opp mens ryggen går ned. I virkeligheten gjør det ikke dette fordi det er et solidt lag av planeten jorden rett under det. I stedet legger den opp på bakkanten. Når det gjør det, er bakken i hovedsak å skyve opp for å kaste den ut av sin naturlige rotasjon. Hvis kraften trekker seg opp i forhold til vekten av boksen, ville kraften fra bakken faktisk kaste den inn i luften. The Royal Society har en annen video som forklarer dette i større dybde.

Så når hver ledd i kjedet av perler forlater hvileplaten fordi den blir trukket av koblingen foran den, popper bunnen av krukken (eller laget av perler under den) opp i luften og skaper en "tyngdekraft- tåle "sløyfen til tyngdekraften tar over og drar den ned igjen.

8 Ferrofluidskulpturer

Når det kombineres med en magnet, blir ferrofluid et av de mest utrolige stoffene på planeten. Væsken i seg selv er bare magnetiske partikler suspendert i et fluidmedium, vanligvis olje. Partiklene er på nanoskalaen, som er for liten for hver partikkel for å magnetisk påvirke andre partikler ellers ville væsken bare klumpe seg i seg selv. Men legg dem nær en stor magnet, og magi skjer.

En av de vanligste tingene du vil se ferrofluid gjør er danner pigger og daler når det er nær en magnet. Det du egentlig ser, er partiklene forsøker å justere seg med magnetfeltet. Spikene danner hvor feltet er sterkest, men siden oljen bærer overflatespenning, når de to kreftene en likevekt ved spissens spisser. Effekten kalles normal feltinstabilitet - ved å danne disse figurene, reduserer væsken systemets totale energi så mye som mulig.

7 Induksjonsoppvarming En isterning

Induksjonsoppvarming er en prosess som tar en høyfrekvent strøm, skyter den gjennom en spole for å skape en elektromagnet, og pumper de resulterende magnetiserte strømmer gjennom et ledende materiale. Når de magnetiserte strømmene treffer motstand i materialet, får vi Joule-effekten - elektrisk inducert varme. I dette tilfellet er dirigenten en metallbrikke inne i en isboks, og varmen blir så fort at oppsettet brenner før isen har en sjanse til å smelte.

Hvor fort? Avhengig av typen metall, kan en induksjonsvarmer varme opp noe til 871 ºC på bare en halv og en halv med 4,1 kW kraft per kvadratmeter overflateareal. Fire sekunder inn i videoen er kjerne av iskuben allerede rød, så du kan anta at den enten bruker mindre energi eller det brukte metallet ikke har mye naturlig elektrisk motstand. Uansett, flere sekunder senere blir vi behandlet på en glitch i den matriksflammende isen.

Men det bringer opp et annet spørsmål: Alle vet at is smelter over 0 ºC, så hvorfor blir det ikke umiddelbart en vannpøl i ovnen? Det er fordi saken bare aksepterer og avgir energi i diskrete energipakker. Når varme overføres fra metall til is, kommer det i et tog, ikke en bølge, noe som betyr at det tar mer tid å overføre energiens kraft.

6 Flytende oksygenbro

Oksens kokepunkt er -183 ºC, og alt over det er gassen vi alle kjenner og elsker. Når det faller under denne temperaturen, tar oksygen på noen interessante egenskaper. Nærmere bestemt tillater den tettere konfigurasjonen av molekylene i flytende tilstand at oksygen er mer uklare naturlige egenskaper for å komme inn i rampelyset.

Et stort eksempel på dette er oksygens paramagnetisme. Et paramagnetisk materiale blir kun magnetisert hvis et nærliggende eksternt magnetfelt virker på det. Som en gass er oksygens molekyler for løst spredt for å bli påvirket mye av magneter. Men som en væske oppfører den seg akkurat som et stykke jern i nærheten av en magnet - et sterkt kokende, flytende stykke jern. Med to motsatt orienterte magneter, vil væsken oksygen danne en bro i midten, som er det du ser i videoen. Dessverre er det vanskelig å se det skje lenge fordi flytende oksygen begynner å koka tilbake i en gass så snart den kommer inn i romtemperaturen.

5 The Briggs-Rauscher Reaction

Briggs-Rauscher-reaksjonen er en av de mest visuelt imponerende kjernene i kjemi i den kjente verden. Det er det som er kjent som en kjemisk oscillator - da den reagerer, blir den gradvis endret i farger fra klar til gul, så plutselig blinker til en mørk blå, så tilbake for å tømme, alt i en svingning. Det fortsetter å gjøre det i flere minutter, bytter mellom farger hvert par sekunder.

Opptil 30 forskjellige reaksjoner kan skje samtidig når som helst under hver svingning. Den kjemiske listen ligner ingrediensene i en pakke med frosne maishunder: Mangan (II) sulfatmonohydrat, malonsyre, stivelse, svovelsyre, hydrogenperoksid og kaliumjodat ville være et eksempel (du kan bytte rundt noen syrer og jodattyper for forskjellige reaksjoner).

Når alle kjemikaliene kombineres, endres iodatet til hypoiodøs syre. Når det er til stede, endrer en annen reaksjon den nye syren til jodid og fri elemental jod. Dette frembringer den første fargeendringen, og skaper den gule. Så fortsetter løsningen å lage jodid. Så snart det er mer jodid enn jod, kombinerer de to i en triiodidion. Dette ionet reagerer med stivelsen og eksploderer løsningen inn i det mørkeblå scenen.

Denne videoen har mindre flair enn den ovenfor, men det lar deg se stadiene tydeligere.

4 Tesla Coil Warriors

De fleste av oss er kjent med Nicola Tesla, den glitrende prodigyen av elektrisk innovasjon og offer for heslige handlinger av konkurransedyktig ballyhoo. De fleste av oss er også kjent med Tesla-spolen, en enhet som produserer lavstrøm, høyspennings-AC-strøm sammen med sunne mengder fargerike gnister.

Moderne Tesla-spoler legger ofte mellom 250 000 og 500 000 volt strøm. De fleste underholdningsprogrammer avbryter det store magnetfeltet med Faraday bur, som er masker som fordeler spenningen jevnt rundt overflatene. Siden elektrisk potensial er målt ved forskjeller i spenning, er det ingen strøm inne i en Faraday bur. Enhver inne kan ri lynet og komme ut uskadt.

Og noen ganger blir folk kreative. I videoen ovenfor er de to "krigerne" dekket av dragende Faraday-bur. En annen nyskapende kreativ gnist har gitt opphav til "sang" Tesla-spoler, som spiller musikk ved å modulere spenneutgangen fra spolen.

3 Sine Waves And FPS

Lydbølger har en utrolig evne til å få andre objekter til å passe til frekvensen. Hvis du noen gang har lyttet til musikk med en kraftig basslag i bilen, har du sannsynligvis lagt merke til at speilene krølle når lydbølgene treffer dem. Det som skjer i videoen ovenfor er egentlig det, selv om sluttresultatet er mye mer dramatisk.

En 24 Hz sinusbølge beveger seg gjennom en høyttaler under en vannslange. Slangen begynner å vibrere 24 ganger per sekund. Når vannet kommer ut, danner det bølger som matcher 24 Hz frekvensen. Her er tricket skjønt: Sett i virkeligheten, ville det bare synes å bølge frem og tilbake på vei til bakken.

Den virkelige helten her er kameraet - fenomenet skiftet perspektiv. Ved å filme det fallende vannet med 24 bilder per sekund, gjør kameraet vannstrømmen til å fryse i midten. Hver bølge av vann treffer nøyaktig samme plass, 24 ganger hvert sekund. På film ser det ut til at den samme bølgen sitter i luften på ubestemt tid, når en annen bølge i virkeligheten har tatt sin plass hver ramme. Hvis du byttet sinusfrekvensen til 23 Hz, ville det faktisk se ut som vannet fallet oppover i slangen på grunn av den lille forskyvningen mellom kameraets bildefrekvens og sinusbølgene.

2 Lord Kelvin's Thunderstorm

Kelvin's Thunderstorm, eller Kelvin water dropper, ble først bygget i 1867, og oppsettet er ganske enkelt. Drypp to vannstrømmer gjennom to forskjellige ladede induktorer, en positiv og en negativ.Samle de ladede vanndråpene nederst, la vannet strømme gjennom, og høst det elektriske potensialet. Øyeblikkelig energi, eller i det minste en liten gnist som du kan vise dine venner.

Så hvordan fungerer det?

Når den først settes opp, har en av spolene (kobberringer i videoen) alltid en liten naturlig ladning til den. La oss si at induktoren til høyre er litt negativ. Når en dråpe vann faller gjennom den, vil de positive ionene i vannet trekkes til overflaten av dråpen, og de positive ioner vil bli presset inn i midten, noe som gir dråpen en positiv overfladelading.

Når det positive fallet lander i oppsamlingsbassenget til høyre, belastes det bassenget litt og sender en positiv ladning gjennom en ledning til induktoren til venstre, noe som gjør den positiv. Nå gjør venstre side negative dråpedråper, som belaster den negative induktoren til høyre. Den positive tilbakemeldingen fra begge sider bygger opp til det er nok elektrisk potensial lagret for å tvinge utladning - en gnist som hopper mellom bassengene (eller to kobberballterminaler, som i videoen).

Vitenskapelige ting til side, den kuleste bivirkningen av denne maskinen skjer ved induktorene. Når ladningen bygger, begynner de å tiltrekke vannets motsatte ioner så hardt at små dråper vann vil hoppe ut og bane spolen, flyr rundt den som mølle på en lampe.

1 Dekomponerende kvikksølv

Dette er den rareste tingen du har sett i dag.

Profesjonelt har kvikksølv (II) tiocyanat lite ansvar. Det brukes sparsomt i en håndfull kjemiske syntetiske stoffer, og det har en begrenset evne til å oppdage klorid i vann. Men på siden er det en ren, uhemmet utstiller. Når kvikksølv (II) tio-cyanat dekomponerer, dannes det karbonnitrid og kvikksølvdamp, en skremmende giftig blanding. På 1800-tallet ble det solgt som fyrverkeri til flere barn døde fra å spise den.

Men omdømmet levde på, og med god grunn. Det er ingen spesiell måte å beskrive hva som skjer i denne videoen, bortsett fra at varmen begynner å bryte ned kvikksølv (II). Å sette en flamme i pulverformet forbindelse starter en kjedereaksjon som bare ender i marerittene. Nyt.