10 atemberaubende Videos von erstaunlichen wissenschaftlichen Phänomenen

Das Leben ist voller Wunder, die die meisten von uns niemals sehen werden. Von dem Quantum bis zum Kosmischen spielen um uns herum Kräfte, die unsere Welt formen und formen. Die meisten von ihnen sind im täglichen Leben gut sichtbar, aber unter der Verblendung der Realität liegt ein Bereich, der von den verdrehten Karikaturen bekannter wissenschaftlicher Prinzipien geprägt ist. Nehmen Sie unsere Hand und lassen Sie uns tief in die Herrschaft des Bizarren eintauchen, wo die natürlichen Regeln der Physik zu einem blubbernden Pool reinen, unverfälschten Wunders verschmelzen.

10 Quantenschwebung

Wenn Sie bestimmte Materialien unter eine Basistemperatur abkühlen, werden sie zu Supraleitern, die Strom ohne Widerstand leiten. Etwas weniger als die Hälfte der bekannten Metalle haben eine eingebaute "Übergangstemperatur" - sobald sie unter diese Temperatur fallen, werden sie zu Supraleitern. Natürlich ist diese Temperatur normalerweise ziemlich niedrig. Rhodium macht zum Beispiel die Frequenzweiche bei -273,15 ºC (-459,66 ºF). Das ist ein paar Hundertstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Mit Supraleitern zu spielen ist also etwas schwierig.

Zumindest war es das bis zum Aufkommen von Hochtemperatursupraleitern. Diese Materialien haben komplexe kristalline Strukturen und werden normalerweise mit einer Mischung aus Keramik und Kupfer zusammen mit anderen Metallen hergestellt. Diese Materialien gehen bei etwa -160,59 ºC (-321,07 ºF) oder höher in Supraleiter über. Nicht gerade lecker, aber etwas einfacher zu spielen.

Und da dies auch der Siedepunkt von flüssigem Stickstoff ist, können wir bei Raumtemperatur einige andere bizarre Eigenschaften von Supraleitern erschließen, wie im obigen Video. Sehen Sie, wenn Supraleiter in der Nähe eines schwachen Energiefeldes (wie ein Magnet) angeordnet sind, bilden sie eine Oberflächensperre für elektrischen Strom, die magnetische Wellen abweist. In diesem Fall krümmen sich die Magnetfeldlinien um den Supraleiter und rasten ihn in der Luft ein. Verdrehen Sie ihn in eine beliebige Richtung, und der Supraleiter kompensiert sich automatisch mit einem elektrischen Feld, um dem Magneten entgegenzuwirken. Das Phänomen ist entweder als Quantenblockierung oder Quantenschwebung bekannt.

9 Newton-Perlen

Wenn Sie jetzt ein Glas nehmen und es mit einer langen Kette von Karnevalperlen füllen, können Sie dieses Phänomen in Ihrem Wohnzimmer nachstellen. Wickeln Sie die Perlenkette in das Gefäß und ziehen Sie dann ein Ende aus dem Gefäß in Richtung Boden. Was passiert, ist das, was Sie erwarten würden - die Kette rutscht aus dem Glas. Dann folgt etwas Unerwartetes - anstatt weiter über den Rand des Gefäßes zu gleiten, springen die Perlen wie ein Springbrunnen in die Luft, bevor sie sich zum Boden hin biegen.

Dies ist ein ziemlich einfaches Konzept, aber es sieht wirklich cool aus. Hier sind drei verschiedene Kräfte am Werk. Natürlich zieht die Schwerkraft die Vorderkante der Kette in Richtung Boden. Wenn jedes Kettenglied der Schwerkraft erliegt, zieht es den Wulst hinter sich her - das ist die zweite Kraft.

Aber zurück im Glas bekommen wir die dritte Kraft - das Glas treibt die Perlen tatsächlich in die Luft. Es hört sich verrückt an - dumm sogar - weil sich das Glas offensichtlich nicht bewegt, aber es kommt alles darauf an, was für eine Kette grundlegend ist ist.

Im Grunde ist eine Kette eine Reihe starrer Stangen, die durch ein flexibles Gelenk miteinander verbunden sind. Denken Sie an eine Reihe von Güterwagen in einem Zug. Wenn Sie in einem hypothetischen Fall am vorderen Ende eines Zugwagens nach oben ziehen, neigt es sich entlang seiner Mittelachse nach oben - die Vorderseite würde nach oben gehen, während der hintere Teil nach unten geht. Im wirklichen Leben tut es das nicht, weil sich direkt unter ihm eine feste Schicht Erde befindet. Stattdessen neigt sie sich an der Hinterkante. Wenn dies geschieht, drückt der Boden im Wesentlichen nach oben, um ihn aus seiner natürlichen Rotation zu werfen. Wenn die Zugkraft im Verhältnis zum Gewicht des Güterwagens erhöht wurde, würde die Kraft aus dem Boden sie tatsächlich in die Luft werfen. Die Royal Society hat ein weiteres Video, das dies ausführlicher erklärt.

Wenn also jedes Glied der Perlenkette seine ruhende Oberfläche verlässt, weil es durch das Glied davor gezogen wird, wird es von der Unterseite des Gefäßes (oder der darunter liegenden Schicht von Perlen) in die Luft geschleudert, wodurch eine „Schwerkraft“ entsteht. trotzen “, bis die Schwerkraft sie übernimmt und nach unten zieht.

8 Ferrofluidskulpturen

In Kombination mit einem Magneten wird Ferrofluid zu einer der unglaublichsten Substanzen auf dem Planeten. Die Flüssigkeit selbst besteht nur aus magnetischen Partikeln, die in einem flüssigen Medium, normalerweise Öl, suspendiert sind. Die Partikel befinden sich im Nanomaßstab, was für jedes Partikel zu klein ist, um andere Partikel magnetisch zu beeinflussen - sonst würde die Flüssigkeit nur in sich zusammenklumpen. Bringen Sie sie in die Nähe eines großen Magneten, und Magie passiert.

Eines der häufigsten Dinge, die Sie mit Ferrofluid beobachten können, ist die Bildung von Spikes und Tälern, wenn sich ein Magnet in der Nähe befindet. Was Sie tatsächlich sehen, sind die Teilchen, die versuchen, sich mit dem Magnetfeld auszurichten. Die Spitzen bilden sich dort, wo das Feld am stärksten ist, aber da das Öl Oberflächenspannung trägt, erreichen die beiden Kräfte an den Spitzen der Spitzen ein Gleichgewicht. Der Effekt wird als normale Feldinstabilität bezeichnet. Durch die Bildung dieser Formen verringert das Fluid die Gesamtenergie des Systems so weit wie möglich.

7 Induktionserwärmung Ein Eiswürfel

Induktionserwärmung ist ein Prozess, der einen Hochfrequenzstrom aufnimmt, ihn durch eine Spule schießt, um einen Elektromagneten zu erzeugen, und dann die resultierenden magnetisierten Ströme durch ein leitfähiges Material pumpt. Wenn die magnetisierten Ströme auf den Widerstand innerhalb des Materials treffen, erhalten wir die durch den Joule-Effekt elektrisch induzierte Wärme. In diesem Fall ist der Leiter ein Metallband innerhalb eines Eisblocks, und die Hitze baut sich so schnell auf, dass das Setup Feuer fängt, bevor das Eis schmelzen kann.

Wie schnell? Abhängig von der Art des Metalls kann ein Induktionsheizkörper in nur eineinhalb Sekunden mit einer Leistung von 4,1 kW pro Quadratzoll Oberfläche auf 871 ºC (1.600 ºF) erwärmen. Nach vier Sekunden ist der Kern des Eiswürfels bereits glühend heiß, sodass Sie davon ausgehen können, dass er entweder weniger Energie verbraucht oder das verwendete Metall keinen natürlichen elektrischen Widerstand aufweist. So oder so, einige Sekunden später bekommen wir eine Störung im Matrix-flammenden Eis.

Aber das wirft eine andere Frage auf: Jeder weiß, dass Eis über 0 ° C schmilzt. Warum wird es nicht sofort zu einer Wasserpfütze angesichts dieses Ofens? Das liegt daran, dass Materie Energie nur in diskreten Energiepaketen akzeptiert und abgibt. Wenn Wärme vom Metall auf das Eis übertragen wird, kommt sie in einem Zug und nicht in einer Welle. Das bedeutet, dass mehr Zeit benötigt wird, um die volle Kraft der Energie zu übertragen.

6 Flüssigsauerstoffbrücke

Der Siedepunkt von Sauerstoff beträgt -183 ºC (-297.3 ºF), und alles darüber ist das Gas, das wir alle kennen und lieben. Sobald es unter diese Temperatur fällt, nimmt Sauerstoff einige interessante Eigenschaften an. Genauer gesagt, die dichtere Konfiguration ihrer Moleküle in einem flüssigen Zustand lässt die unscheinbareren natürlichen Eigenschaften des Sauerstoffs in den Vordergrund treten.

Ein großes Beispiel dafür ist der Paramagnetismus des Sauerstoffs. Ein paramagnetisches Material wird nur dann magnetisiert, wenn ein nahe gelegenes äußeres Magnetfeld darauf einwirkt. Als Gas werden die Moleküle des Sauerstoffs zu locker gestreut, um von Magneten stark beeinflusst zu werden. Aber als Flüssigkeit verhält es sich wie ein Stück Eisen in der Nähe eines Magneten - ein heftig siedendes, flüssiges Stück Eisen. Mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten Magneten wird der flüssige Sauerstoff in der Mitte eine Brücke bilden, wie Sie es im Video sehen. Unglücklicherweise ist es schwer zu beobachten, wie lange dies passiert, da flüssiger Sauerstoff sofort wieder in ein Gas übergeht, sobald er Raumtemperatur erreicht hat.

5 Die Briggs-Rauscher-Reaktion

Die Briggs-Rauscher-Reaktion ist eine der visuell beeindruckendsten Darstellungen der Chemie in der bekannten Welt. Es ist das, was als chemischer Oszillator bekannt ist. Wenn er reagiert, ändert sich die Farbe allmählich von klar zu bernsteinfarben, blinkt dann plötzlich dunkelblau und dann wieder klar, alles in einer Schwingung. Dies dauert einige Minuten und wechselt alle paar Sekunden zwischen den Farben.

Während jeder Schwingung können zu jeder Zeit bis zu 30 verschiedene Reaktionen gleichzeitig auftreten. Die chemische Liste liest sich wie die Zutaten in einer Packung gefrorener Maishunde: Mangans (II) sulfatmonohydrat, Malonsäure, Stärke, Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Kaliumjodat wären ein Beispiel (Sie können einige Säuren- und Jodatentypen umschalten für verschiedene Reaktionen).

Wenn sich alle Chemikalien verbinden, wandelt sich das Jodat in hypoiodische Säure um. Sobald diese vorhanden ist, wandelt eine andere Reaktion die neue Säure in Jodid und freies elementares Jod um. Dies treibt den ersten Farbwechsel voran und erzeugt den Bernstein. Dann macht die Lösung weiterhin Jodid. Sobald es mehr Jodid als Jod gibt, verbinden sich die beiden zu einem Triiodid-Ion. Dieses Ion reagiert mit der Stärke und bringt die Lösung in ihr dunkelblaues Stadium.

Dieses Video hat weniger Flair als das oben, aber Sie können die Stadien klarer sehen.

4 Tesla-Spulenkrieger

Die meisten von uns kennen Nicola Tesla, das glänzende Wunderkind der elektrischen Innovation und das Opfer von abscheulichen Aktionen des Konkurrenz-Ballyhoo. Die meisten von uns sind auch mit der Tesla-Spule vertraut, einem Gerät, das mit Wechselstrom und Hochspannungsstrom und gesunden bunten Funken erzeugt.

Moderne Tesla-Spulen geben oft Strom zwischen 250.000 und 500.000 Volt aus. Die meisten Unterhaltungsdisplays heben das große Magnetfeld mit Faraday-Käfigen auf, bei denen die Spannung gleichmäßig über die Oberfläche verteilt wird. Da das elektrische Potential durch Spannungsunterschiede gemessen wird, gibt es keinen Strom in einem Faradayschen Käfig. Jeder im Haus kann den Blitz reiten und kommt ungeschoren davon.

Und manchmal werden die Leute kreativ. In dem obigen Video sind die beiden "Krieger" mit Anzügen aus tragbaren Netz-tragbaren Faraday-Käfigen bedeckt. Ein weiterer kreativer Funke in der letzten Zeit hat zu "singenden" Tesla-Spulen geführt, die Musik spielen, indem sie die Funkenleistung der Spule modulieren.

3 Sinuswellen und FPS

Schallwellen haben die unglaubliche Fähigkeit, andere Objekte an ihre Frequenz anzupassen. Wenn Sie jemals Musik mit einem starken Bassschlag in Ihrem Auto gehört haben, haben Sie wahrscheinlich bemerkt, dass die Spiegel kräuseln, wenn die Schallwellen sie treffen. Was im obigen Video passiert, ist im Wesentlichen das, obwohl das Endergebnis viel dramatischer ist.

Eine 24-Hz-Sinuswelle wandert durch einen Lautsprecher unter einem Wasserschlauch. Der Schlauch beginnt 24 Mal pro Sekunde zu vibrieren. Wenn das Wasser herauskommt, bildet es Wellen, die der 24 Hz-Frequenz entsprechen. Hier ist der Trick: Im realen Leben scheint es nur auf dem Weg zum Boden hin und her zu winken.

Der wirkliche Held ist hier die Kamera - das Phänomen der veränderten Perspektive. Durch das Filmen des fallenden Wassers mit 24 Bildern pro Sekunde lässt die Kamera den Wasserstrom mitten in der Luft einfrieren. Jede Wasserwelle trifft 24 Mal pro Sekunde auf den gleichen Raum. Im Film scheint es, als würde dieselbe Welle auf unbestimmte Zeit in der Luft sitzen, wenn in Wirklichkeit eine andere Welle in jedem Bild ihren Platz eingenommen hat. Wenn Sie die Sinusfrequenz auf 23 Hz umschalten, sieht es tatsächlich so aus, als würde das Wasser aufgrund des geringen Versatzes zwischen der Bildfrequenz der Kamera und den Sinuswellen nach oben in den Schlauch fallen.

2 Lord Kelvins Gewitter

Kelvins Gewitter oder Kelvin Water Dropper wurde 1867 zum ersten Mal gebaut und ist recht einfach aufgebaut. Tröpfeln Sie zwei Wasserströme durch zwei unterschiedlich geladene Induktoren, eine positive und eine negative.Sammeln Sie die aufgeladenen Wassertropfen am Boden, lassen Sie das Wasser durch und ernten Sie das elektrische Potential. Sofortige Energie oder zumindest einen kleinen Funken, den Sie Ihren Freunden zeigen können.

Wie funktioniert das?

Bei der ersten Inbetriebnahme hat eine der Induktoren (Kupferringe im Video) immer eine geringe natürliche Ladung. Nehmen wir an, der Induktor rechts ist leicht negativ. Wenn ein Wassertropfen durch den Tropfen fällt, werden die positiven Ionen im Wasser an die Oberfläche des Tröpfchens gezogen und die positiven Ionen werden in die Mitte gedrückt, wodurch das Tröpfchen eine positive Oberflächenladung erhält.

Wenn der positive Tropfen im Sammelbecken auf der rechten Seite landet, lädt er das Becken leicht auf und sendet eine positive Ladung durch einen Draht an den linken Induktor, wodurch es positiv wird. Jetzt erzeugt die linke Seite negative Wassertröpfchen, die den negativen Induktor rechts weiter aufladen. Das positive Feedback von beiden Seiten baut sich auf, bis genug elektrisches Potential vorhanden ist, um eine Entladung zu erzwingen - einen Funken, der zwischen den Becken springt (oder zwei Kupferkugelklemmen, wie im Video).

Wissenschaftlich beiseite, der coolste Nebeneffekt dieser Maschine tritt an den Induktoren auf. Sobald sich die Ladung aufbaut, ziehen sie die gegenüberliegenden Ionen des Wassers so stark an, dass winzige Wassertropfen herausspringen und den Induktor umkreisen und wie Motten an einer Lampe um ihn herum fliegen.

1 Quecksilber zerlegen

Das ist das Seltsamste, was Sie heute gesehen haben.

Beruflich hat das Quecksilber (II) -thiocyanat wenig Verantwortlichkeiten. Es wird sparsam in einer Handvoll chemischer Synthesen verwendet und kann Chlorid in Wasser nur begrenzt nachweisen. Aber nebenbei ist es ein reiner, hemmungsloser Exhibitionist. Wenn sich Quecksilber (II) thiocyanat zersetzt, bildet es Kohlenstoffnitrid und Quecksilberdampf, ein furchterregend giftiges Gemisch. In den 1800er Jahren wurde es als Feuerwerk verkauft, bis mehrere Kinder daran starben.

Aber sein Ruf lebte aus gutem Grund weiter. Es gibt keinen speziellen Weg, um zu beschreiben, was in diesem Video passiert, abgesehen von der Zersetzung von Quecksilber (II). Wenn Sie die pulverförmige Verbindung mit einer Flamme füllen, beginnt eine Kettenreaktion, die nur in Ihren Albträumen endet. Genießen.