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【物理动图】一组精彩物理动图

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2025-02-16 20:30
    

主要观点总结

本文主要介绍了六个不同的物理现象或实验,包括超高速摄像机拍摄光的轨迹、声波悬浮、隐形球、神奇的小球、活塞打火、锡疫、羽落术、铜线转圈圈、半锅煎蛋和“水之桥”。每个部分都详细阐述了其原理、实验过程和一些相关知识,同时也提到了潜在的危险和应用场景。

关键观点总结

关键观点1: 光的慢动作:介绍了目前最快的只接收(receive-only)2D超高速摄像机拍摄光的轨迹的原理和技术。

文章提到了利用这种摄像机拍摄激光脉冲被镜面反射的过程,以及为了显示光的轨迹研究者利用干冰制造白雾的方法。

关键观点2: 声波悬浮:解释了声音具有能量,高声强的声波具有非线性效应,可以对声场中的物体产生压差,实现物体的悬浮。

文章提到了实验中使用超声波相控阵列实现物体的三维移动,并提到了声悬浮在制备深度过冷的液体和控制晶体形成过程中的应用。

关键观点3: 隐形球:介绍了利用高吸水性材料的折射率实现物体隐身的原理。

文章通过一个小球吸满水后折射率与纯水相似从而隐身的例子进行了说明。

关键观点4: 神奇的小球:介绍了在《流言终结者》节目中进行的炮弹发射实验,探讨了速度合成和参考系选择的问题。

文章指出,在一定的条件下,炮弹相对于地面可能会保持静止。

关键观点5: 活塞打火:阐述了利用气体绝热压缩的原理引燃物质的装置和方法。

文章通过描述一个打火装置的工作过程,解释了绝热过程中温度的变化以及引燃物质的原理。

关键观点6: 锡疫及其他实验:介绍了锡纽扣在严寒中变成粉末的过程,以及羽落术、铜线转圈圈、半锅煎蛋和“水之桥”等实验的原理。

这些实验涵盖了同素异形体的转化、电磁学、流体动力学等多个领域。


文章预览

       光的慢动作 原理: 2014年12月4日的《自然》以封面文章刊登了目前世界上最快的只接收(receive-only)2D 超高速摄像机,它的拍摄帧数达到了1000 亿帧/秒,即10皮秒1帧(作为参考,真空中的光在 10 皮秒内走过的距离约为 3 毫米)。上图就是通过这种摄像机拍摄的激光脉冲被镜面反射的过程,整个过程实际只经历了 300 皮秒。为了显示光的轨迹,研究者利用干冰制造了白雾,我们观察到的实际是散射光。  危险: 对一般人不构成安全威胁,同时也是生活中完全没有机会观察到的现象……能够追上光速的摄像技术将再次推进基础物理学的研究发展。 声波悬浮 原理: 声音具有能量,高声强的声波具有非线性效应,这一效应可对声场中的物体产生压差,将轻小物体悬浮在声波驻波的波节附近。上图中的这次实验在上下左右都设置了超声波相控阵列 ………………………………

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