10 adembenemende video's van verbazingwekkende wetenschappelijke verschijnselen

Het leven is vol wonderen die de meesten van ons nooit zullen zien. Van het kwantum tot het kosmische zijn er krachten om ons heen die onze wereld vormen en vormen. De meeste zijn gemakkelijk zichtbaar in het dagelijks leven, maar onder het fineer van de werkelijkheid ligt een rijk dat bol staat van de verwrongen karikaturen van vertrouwde wetenschappelijke principes. Pak onze hand en duik diep in de heerschappij van het bizarre, waar de natuurlijke regels van de fysica smelten in een borrelende poel van puur, onvervalst wonder.

10 Quantum levitatie

Wanneer u bepaalde materialen tot onder een basistemperatuur afkoelt, worden ze supergeleiders, die elektriciteit geleiden zonder weerstand. Iets minder dan de helft van de bekende metalen hebben een ingebouwde 'overgangstemperatuur' - zodra ze onder die temperatuur komen, worden ze supergeleiders. Natuurlijk is die temperatuur meestal vrij laag. Rhodium, bijvoorbeeld, maakt de cross-over bij -273,15 ºC (-459,66 ºF). Dat is een paar honderdsten van een graad boven het absolute nulpunt. Met andere woorden, spelen met supergeleiders is een beetje moeilijk om te doen.

Tenminste het was, tot de komst van hoge temperatuur supergeleiders. Deze materialen hebben complexe kristallijne structuren en worden meestal gemaakt met een mengsel van keramiek en koper, samen met andere metalen. Deze materialen gaan over naar supergeleiders bij ongeveer -160,59 ºC (-321.07 ºF) of hoger. Niet echt zwoel, maar een beetje makkelijker om mee te spelen.

En aangezien dat toevallig ook het kookpunt van vloeibare stikstof is, kunnen we bij kamertemperatuur enkele andere bizarre eigenschappen van supergeleiders aanboren, zoals in de bovenstaande video. Kijk, wanneer supergeleiders in de buurt van een zwak energieveld worden geplaatst (zoals een magneet), creëren ze een oppervlaktebarrière van elektrische stroom die magnetische golven afstoot. Wanneer dat gebeurt, buigen de magnetische veldlijnen rond de supergeleider en vergrendelen deze op zijn plaats - in de lucht. Draai het in een willekeurige richting en de supergeleider compenseert automatisch met een elektrisch veld om de magneet tegen te werken. Het fenomeen staat bekend als quantum locking of quantum levitation.

9 Newton's Beads

Als je nu een pot neemt en deze vult met een lange ketting van Mardi Gras-kralen, kun je dit fenomeen recreëren in je woonkamer. Rol de kralensnoer in de pot en trek een uiteinde uit de pot en naar de vloer. Wat er gebeurt, is wat je zou verwachten - de ketting begint uit de pot te glijden. Maar dan volgt er iets onverwachts - in plaats van door te gaan met schuiven over de rand van de pot, springen de kralen als een fontein de lucht in voordat ze terug naar de vloer buigen.

Dit is een vrij eenvoudig concept, maar het ziet er echt gaaf uit in actie. Drie verschillende krachten zijn hier aan het werk. De zwaartekracht trekt natuurlijk de voorrand van de ketting naar de vloer. Omdat elke kettingschakel bezwijkt voor de zwaartekracht, trekt deze langs de kraal erachter - dat is de tweede kracht.

Maar terug in de pot, krijgen we de derde kracht - de pot drijft de parels daadwerkelijk de lucht in. Het klinkt gek - stom zelfs - omdat de pot duidelijk niet beweegt, maar het komt allemaal neer op wat een ketting fundamenteel is is.

Op het meest basale niveau is een ketting een reeks stijve stangen die zijn verbonden door een flexibele verbinding. Denk aan een rij boxcars in een trein. In een hypothetische situatie zou je, als je aan de voorkant van een treinwagon zou komen, langs de middenas omhoog kantelen - de voorkant zou omhoog gaan terwijl de achterkant omlaag gaat. In het echte leven doet het dit niet omdat er een vaste laag van de planeet Aarde direct onder zit. In plaats daarvan kantelt het op de achterrand. Wanneer dat gebeurt, wordt de grond in wezen naar boven geduwd om deze uit zijn natuurlijke rotatie te verwijderen. Als de op te trekken kracht zou worden opgeschaald in verhouding tot het gewicht van de boxcar, zou de kracht van de grond hem in de lucht gooien. The Royal Society heeft nog een video die dit dieper verklaart.

Dus wanneer elke schakel van de kralenketting het rustende oppervlak verlaat omdat het wordt getrokken door de schakel ervoor, springt de bodem van de pot (of de laag kralen eronder) in de lucht, waardoor een "zwaartekracht" ontstaat tarten "loop totdat zwaartekracht het overneemt en sleept het terug naar beneden.

8 Ferrofluid-sculpturen

In combinatie met een magneet wordt ferrofluïde een van de meest ongelooflijke stoffen ter wereld. De vloeistof zelf is slechts magnetische deeltjes die zijn gesuspendeerd in een vloeibaar medium, meestal olie. De deeltjes bevinden zich op de nanoschaal, die te klein is voor elk deeltje om andere deeltjes magnetisch te beïnvloeden - anders zou de vloeistof gewoon in zichzelf klonteren. Maar plaats ze dicht bij een grote magneet, en magie gebeurt.

Een van de meest voorkomende dingen die u ferrofluïdum kunt zien, is pieken en dalen vormen wanneer het in de buurt van een magneet is. Wat je in werkelijkheid ziet, is dat de deeltjes proberen zichzelf op één lijn te brengen met het magnetische veld. De spikes vormen waar het veld het sterkst is, maar omdat de olie oppervlaktespanning transporteert, bereiken de twee krachten een evenwicht aan de toppen van de spikes. Het effect wordt normale veldinstabiliteit genoemd. Door deze vormen te vormen, verlaagt de vloeistof de totale energie van het systeem zo veel mogelijk.

7 Inductieverwarming Een ijsblokje

Inductieverwarming is een proces dat een hoogfrequente stroom inneemt, het door een spoel schiet om een ​​elektromagneet te creëren en vervolgens de resulterende gemagnetiseerde stromen door een geleidend materiaal pompt. Wanneer de gemagnetiseerde stromen weerstand in het materiaal krijgen, krijgen we de Joule-effect-elektrisch geïnduceerde warmte. In dit geval is de geleider een strook van metaal in een blok ijs en de hitte bouwt zich zo snel op dat de installatie in brand vliegt voordat het ijs kans heeft te smelten.

Hoe snel? Afhankelijk van het type metaal kan een inductieverwarmer iets verwarmen tot 871 ºC (1.600 ºF) in slechts anderhalve seconde met 4,1 kW vermogen per vierkante inch oppervlak. Vier seconden na de video is de kern van het ijsblokje al roodgloeiend, dus je kunt ervan uitgaan dat het minder energie verbruikt of dat het gebruikte metaal niet veel natuurlijke elektrische weerstand heeft. Hoe dan ook, enkele seconden later worden we getrakteerd op een storing in het matrix-vlammende ijs.

Maar dat roept een andere vraag op: iedereen weet dat ijs smelt boven 0 ºC (32 ºF), dus waarom verandert het niet onmiddellijk in een plas water in het zicht van die oven? Het komt omdat de materie alleen energie accepteert en zendt in discrete energiepakketten. Wanneer warmte van het metaal naar het ijs wordt overgedragen, komt het in een trein, geen golf, wat betekent dat het meer tijd kost om de volledige kracht van de energie over te dragen.

6 Liquid Oxygen Bridge

Het kookpunt van zuurstof is -183 ºC (-297.3 ºF) en alles daarboven is het gas dat we allemaal kennen en waar we van houden. Zodra het onder die temperatuur zakt, krijgt zuurstof echter een aantal interessante eigenschappen. Nauwkeuriger gezegd, de dichtere configuratie van zijn moleculen in een vloeibare toestand maakt het mogelijk voor de meer obscure natuurlijke eigenschappen van zuurstof om in de schijnwerpers te treden.

Een groot voorbeeld daarvan is het zuurstofmagnetisme van zuurstof. Een paramagnetisch materiaal wordt alleen gemagnetiseerd als daarop een magnetisch veld in de omgeving inwerkt. Als een gas zijn zuurstofmoleculen te los verspreid om door magneten te worden beïnvloed. Maar als een vloeistof gedraagt ​​het zich net als een stuk ijzer in de buurt van een magneet - een fel kokend, vloeibaar stuk ijzer. Met twee tegengesteld georiënteerde magneten vormt de vloeibare zuurstof in het midden een brug, wat u in de video ziet. Helaas is het moeilijk om het te zien gebeuren, want vloeibare zuurstof begint weer terug te koken in een gas zodra het op kamertemperatuur komt.

5 De Briggs-Rauscher-reactie

De Briggs-Rauscher-reactie is een van de meest visueel indrukwekkende vertoningen van chemie in de bekende wereld. Het is wat bekend staat als een chemische oscillator - als het reageert, verandert het geleidelijk van kleur van helder naar barnsteen, dan flitst het plotseling naar een donkerblauw en dan terug naar helder, alles in één trilling. Het blijft dat enkele minuten doen, waarbij om de paar seconden wordt geschakeld tussen kleuren.

Tot 30 verschillende reacties kunnen gelijktijdig plaatsvinden op elk willekeurig moment tijdens elke oscillatie. De chemische lijst leest als de ingrediënten in een pakket bevroren maïshonden: Mangaan (II) sulfaatmonohydraat, malonzuur, zetmeel, zwavelzuur, waterstofperoxide en kaliumjodaat zou een voorbeeld zijn (je kunt schakelen tussen enkele zuren en jodaattypes voor verschillende reacties).

Wanneer alle chemicaliën samenkomen, verandert het jodaat in hypoachtig zuur. Zodra dat aanwezig is, verandert een andere reactie het nieuwe zuur in jodide en vrij elementair jodium. Dit drijft de eerste kleurverandering aan en creëert de barnsteen. Vervolgens gaat de oplossing door met het maken van jodide. Zodra er meer jodide is dan jodium, combineren de twee tot een trijodide-ion. Dit ion reageert met het zetmeel en blaast de oplossing in zijn donkerblauwe stadium.

Deze video heeft minder flair dan de bovenstaande, maar je kunt de stadia duidelijker zien.

4 Tesla Coil Warriors

De meesten van ons zijn bekend met Nicola Tesla, het glinsterende wonder van elektrische innovatie en het slachtoffer van gruwelijke daden van concurrerende ballyhoo. De meesten van ons zijn ook bekend met de Teslarol, een apparaat dat lage stroom, hoogspanning AC-elektriciteit produceert, samen met gezonde hoeveelheden kleurrijke vonken.

Hedendaagse Tesla-spoelen worden vaak gebruikt tussen 250.000 en 500.000 volt stroom. De meeste entertainmentdisplays elimineren het grote magnetische veld met Faraday-kooien, dit zijn mazen die de spanning gelijkmatig over hun oppervlak verdelen. Omdat het elektrisch potentieel wordt gemeten door verschillen in voltage, is er geen stroom in een kooi van Faraday. Iedereen binnen kan de bliksem rijden en zonder kleerscheuren eruit komen.

En soms worden mensen creatief. In de video hierboven zijn de twee "strijders" bedekt met pakken met geleidende, met mesh draagbare kooien van Faraday. Een andere recente creatieve vonk heeft aanleiding gegeven tot het "zingen" van Tesla-spoelen, die muziek afspelen door de vonkoutput van de spoel te moduleren.

3 Sinusgolven en FPS

Geluidsgolven hebben een ongelooflijk vermogen om andere objecten te laten overeenkomen met hun frequentie. Als je ooit met een zware basslag in je auto naar muziek hebt geluisterd, heb je waarschijnlijk gemerkt dat de spiegels kabbelend zijn wanneer de geluidsgolven hen raken. Wat er in de video hierboven gebeurt, is in wezen dat, hoewel het eindresultaat veel dramatischer is.

Een sinusgolf van 24 Hz reist door een luidspreker onder een waterslang. De slang begint 24 keer per seconde te trillen. Wanneer het water naar buiten komt, vormt het golven die overeenkomen met de frequentie van 24 Hz. Hier is de truc: in het echte leven lijkt het alleen maar heen en weer te zwaaien op weg naar de grond.

De echte held hier is de camera - het fenomeen van verschoven perspectief. Door het vallende water met 24 frames per seconde te filmen, laat de camera de waterstroom in de lucht lijken te bevriezen. Elke golf water raakt precies dezelfde ruimte, 24 keer per seconde. Op film lijkt het alsof dezelfde golf voor onbepaalde tijd in de lucht zit, terwijl in werkelijkheid een andere golf zijn plaats heeft ingenomen in elk frame. Als je de sinusfrequentie naar 23 Hz zou schakelen, zou het er eigenlijk op lijken dat het water naar boven in de slang viel vanwege de kleine verschuiving tussen de beeldsnelheid van de camera en de sinusgolven.

2 Lord Kelvin's Thunderstorm

Kelvin's Thunderstorm, of Kelvin water dropper, werd voor het eerst gebouwd in 1867 en de installatie is vrij eenvoudig. Druppel twee stromen water door twee verschillend geladen inductoren, een positieve en een negatieve.Verzamel de geladen waterdruppels onderaan, laat het water er doorheen stromen en oogst het elektrische potentieel. Onmiddellijke energie, of op zijn minst een kleine vonk die je aan je vrienden kunt laten zien.

Dus hoe werkt het?

Wanneer het voor het eerst wordt ingesteld, heeft een van de inductors (koper ringen in de video) altijd een kleine natuurlijke lading. Laten we zeggen dat de inductor aan de rechterkant enigszins negatief is. Wanneer er een druppel water doorheen valt, worden de positieve ionen in het water naar het oppervlak van de druppel getrokken en worden de positieve ionen in het midden geduwd, waardoor de druppel een positieve oppervlaktelading krijgt.

Wanneer de positieve druppel in het opvangbassin aan de rechterkant terechtkomt, laadt deze het bekken enigszins op en stuurt een positieve lading door een draad naar de spoel aan de linkerkant, waardoor deze positief wordt. Nu maakt de linkerkant negatieve waterdruppeltjes, die verder de negatieve inductor aan de rechterkant opladen. De positieve feedback van beide kanten wordt opgebouwd totdat er voldoende elektrisch potentieel is opgeslagen om een ​​ontlading te forceren - een vonk die tussen de bassins springt (of twee koperen kogelklemmen, zoals in de video).

Maar afgezien van de wetenschap gebeurt het coolste neveneffect van deze machine bij de inductoren. Naarmate de lading toeneemt, beginnen ze de tegengestelde ionen van het water zo hard aan te trekken dat er kleine druppels water uit de baan schieten en rond de inductor draaien, rondvliegen als motten aan een lamp.

1 Ontbindend kwik

Dit is het raarste dat je vandaag hebt gezien.

Professioneel gezien heeft kwik (II) thiocyanaat weinig verantwoordelijkheden. Het wordt spaarzaam gebruikt in een handvol chemische synthesen en het heeft een beperkt vermogen om chloride in water te detecteren. Maar aan de kant, het is een pure, ongeremde exhibitionist. Wanneer kwik (II) thiocyanaat ontleedt, vormt het koolstoffitride en kwikdamp, een angstaanjagend giftig mengsel. In de jaren 1800 werd het verkocht als vuurwerk totdat verschillende kinderen stierven door het te eten.

Maar de reputatie leefde voort en met goede reden. Er is geen speciale manier om te beschrijven wat er in deze video gebeurt, behalve dat hitte de oorzaak is van de ontleding van kwik (II). Een vlam zetten aan de poederachtige verbinding begint een kettingreactie die alleen eindigt in je nachtmerries. Genieten.