Серия «Из любви к физике»

73
Серия Из любви к физике

Шлирен-метод для визуализации потоков и времяпрепровождения

Подрабатываю репетитором.
Возьмите чашечку кофа и углубитесь в чтение. Ведь я собираюсь говорить о физике!

Предисловие.
Я уже писал про девочку Аню, с которой мы занимаемся олимпиадами. Собственно, мы и сейчас занимаемся. В качестве дополнения я решил внести лабораторные работы, поэтому мы с Аней научились использовать Шлирен-метод для визуализации потоков и даже выпустили публикацию (маленькую, скромную, но тем не менее!).
Я хочу показать вам сегодня суть Шлирен-метода на примере нашей школьной работы. В тексте я постараюсь подробно описать все технические нюансы, чтобы желающие могли повторить.
Приятного чтения. Длиннопост!

Суть Шлирен-метода
Я думаю, все люди так или иначе сталкивались с преломлением света при переходе между различными средами. Например, все знают, что если посмотреть на стакан с водой, в котором торчит ложка, то ложка будет как будто сломана.

Шлирен-метод для визуализации потоков и времяпрепровождения Опыт, Физика, Эксперимент, Образование, Шлирен-метод, Видео, Без звука, Короткие видео, Вертикальное видео, Длиннопост

Инженер не ломать ложка, оптика ломать ложка

Так происходит из-за того, что в воде и воздухе свет движется с разной скоростью и при переходе из одной среды в другую вынужденно меняет траекторию движения.

Если мы пронаблюдаем столкновение холодного и горячего воздуха (теплый воздух над костром и холодный воздух вокруг или теплый воздух, выходящий из комнаты на улицу в мороз),то легко заметим некоторое дрожание этого самого воздуха. В видео показан пример с костром. Обратите внимание, что воздух над ним (в правой части кадра) еле заметно дрожит.

Это дрожание вызвано тем, что горячий и холодный воздух имеют разную плотность. Из-за разной плотности свет в холодном и горячем воздухе преломляется чуть-чуть по-разному. Не настолько сильно, чтобы ломалась ложка, но достаточно сильно, чтобы мы видели искажения.

Замечу, что такую ситуацию можно создать не только температурой - достаточно просто подуть, например, и уже появятся воздушные потоки с отличающейся плотностью. Незначительно, но отличающейся. Такие потоки глазу, конечно, не видны.

И так мы плавно переходим к сути метода. Получается, что свет, пройдя через нагретый воздух или через воздушный поток, преломляется чуть-чуть иначе, чем во всем остальном воздухе. Значит, если мы сможем исхитриться и это 'чуть-чуть' пронаблюдать, то мы сможем увидеть сами искажения! Визуализировать почти невидимые глазу воздушные потоки!

Для этого есть шикарный теневой метод или Шлирен-метод.
Этот метод можно реализовать просто - направить на область с воздушными потоками яркий свет и наблюдать визуализацию этих потоков на экране. В видео пример со свечкой.

Видно! Конечно, плохо видно, ведь свечка создает маленькие искажения.

Однако, если вы хотите наблюдать ситуацию более детально, то нужно усложнить оптическую схему.

Схема эксперимента
Итак, на рисунке я привел схему более сложного эксперимента.

Шлирен-метод для визуализации потоков и времяпрепровождения Опыт, Физика, Эксперимент, Образование, Шлирен-метод, Видео, Без звука, Короткие видео, Вертикальное видео, Длиннопост

ФП - фотоаппарат, СД - светодиод, НФ - нож Фуко, СЗ - сферическое зеркало

Суть довольно проста. Свет от точечного источника (я использовал синие светодиоды, которым закрасил башку черным гель-лаком так, чтобы осталась только маленькая точка) проходит через область с воздушными потоками, часть из этих лучей на этих потоках преломляется. Затем весь свет попадает на сферическое вогнутое зеркало, которое собирает все эти лучи обратно в одну точку на фотоаппарате. Поскольку в таком случае в объектив попадут лучи, прошедшие через весь объем воздуха, то область с возмущенным воздухом будет отлично видна на фоне невозмущенного воздуха, и при этом все малейшие искажения будут видны.
В качестве фотоаппарата я использовал свою старую зеркалку Nikon D3100 с объективом Tamron. В целом тут нет великих требований к фотоаппарату, но объектив с хорошим зумом определенно был очень удобен.
В качестве сферического зеркала я использовал зеркало с диаметром 25 см из лазерной установки, выведенной из эксплуатации. Сразу скажу, что я пробовал использовать сферические косметические зеркала с озона - они все очень кривые (я попробовал три разных) и не могут сфокусировать излучение в одну точку. Получается довольно большое и кривое пятно, из которого изображение в общем-то можно получить, но все это будет уродливо и некрасиво. Но можно. Но не нужно.

Закономерный вопрос - что такое нож Фуко и зачем он нужен?
1. Нож Фуко - любая поверхность с резким краем. Подойдет лезвие ножа (я использовал канцелярский), банковская карточка и так далее.
2. Нож Фуко позволяет убрать лишнюю засветку.
Для подстройки положения ножа я использовал подвижный оптический столик, который позволял аккуратно двигать нож вверх-вниз. В столике нет особой необходимости, просто так удобнее.

Давайте посмотрим разницу в изображении с ножом Фуко и без него.
В видео подсвечен воздух над свечой. Я сначала поднимаю нож, перекрывая тем самым часть изображения, затем убираю.

Разница очевидна, без ножа видно очень плохо.
Замечу, что нож Фуко ставится в самом фокусе изображения. Объектив фотоаппарата, соответственно, на пару сантиметров дальше. Источник света и фотоаппарат ставятся близко друг к другу на одном уровне.

Результаты эксперимента

И, собственно, самая интересная часть - что же мы там наснимали?
Давайте начнем с перехода потока из ламинарного в турбулентный.
Если свечку оставить в покое, то над ее пламенем образуется, вообще говоря, ламинарный, то есть, ровный и однородный поток. Если на нее дунуть, то начнут происходит воздушные завихрения и поток станет турбулентным - сплошная воздушная мешанина.

Очевидно, что турбулентный поток лучше видно, поскольку он сильнее возмущает воздух.

А здесь показаны воздушные и газовые потоки вокруг зажигалки.

И в качестве вишенки в тарелке черешни - демонстрация эффекта Коанда.
Суть проста - если воздушный поток упирается в преграду, то рядом с преградой образуется область пониженного давления, которая подсасывает воздушный поток, заставляя его прилипать к поверхности и обтекать преграду.

В качестве воздушного потока я использовал воздух из фена, в качестве преграды - коробку от бадминтонных воланчиков. Фен медленно опускается сверху вниз. Заметно, что поток постепенно прилипает к поверхности и заходит в область, в которой его, вообще говоря, быть не должно.

Ну, и конечно же, воздушные потоки над простым советским паяльником.

Заключение
Как по мне, демонстрации с помощью Шлирен-метода отлично подходят для того, чтобы вызывать интерес у школьников в вопросах физики, поскольку метод относительно прост в реализации и имеет крайне широкую область применения.
Уточню, что именно таковой и была цель моих действий - вызвать интерес к физике. Этого результата я однозначно добился. И, конечно же, в интернете есть много похожих более интересных демонстраций еще и снятых более аккуратно - моему месту под Солнцем это не мешает, даже помогает.

На этом все! С вами был автор этого поста в моем лице, который будет рад ответить на любые вопросы в комментах!
Больше похожих демонстраций вы найдете на моем
Telegram-канале!

P.S. По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com

Показать полностью 2 7
891
Серия Из любви к физике

Простые физические опыты - Часть 1

Подрабатываю репетитором.

Ну, что? Всех поздравляю с началом нового учебного года!

В связи с этим хотелось бы выпустить небольшой специальный пост - в этом посте я рассмотрю несколько опытов, которые легко можно повторить дома самостоятельно. Физика, вообще говоря, серьезный предмет, но кто сказал, что физика не может развлекать? Опыты рекомендую к повторению.
Чтобы было удобнее - сначала идет демонстрация, затем описание. Приятного изучения!

1. Огненный апельсин

Кожура плодов цитрусовых - апельсинов, мандаринов, грейпфрутов, лимонов и других - богата эфирными маслами. Эфирные масла содержат много ценных веществ самой разнообразной природы. В том числе кожура апельсина и других цитрусовых содержит жидкие углеводороды и другие горючие вещества. Понимаете, к чему я веду, да?

Если пшикнуть маслом из кожуры в пламя горелки или свечи, то получится небольшой вспых - это загораются горючие вещества в эфирных маслах.

Попробуйте, довольно занятно. Для этого эксперимента желательно брать свежие фрукты с толстой, морщинистой кожурой. Отделять кожуру нужно аккуратно, стараясь ее не сгибать и не сдавливать (чтобы не выдавить эфирное масло преждевременно).

2. Звездочка из спичек

Пять спичек надламывают и выкладывают местом надлома друг к другу. Если теперь капнуть между ними водичкой, то спички будут двигаться и образуют звезду.

Их поведение кажется довольно необычным, однако объяснение простое. При контакте с водой благодаря капиллярности спички впитывают воду. Волокна на сломе, находящиеся в довольно сильной деформации, набухают и становятся более упругими, из-за чего начинают расталкивать половинки спички. Подчеркну, что спичку нужно именно надломить, а не сломать полностью, чтобы сохранить часть волокон в месте слома.

3. Спички и магнит

Если мы возьмем обычные спички, то они не будут магнититься. Однако если мы их сожжем, то сгоревшие спички начинают, однако, магнититься.

Для того, чтобы вещество хорошо притягивалось к магниту, оно должно быть ферромагнетиком. А главный ферромагнетик - собственно, феррум, то есть, железо. В состав спичечной головки входит железный сурик с формулой Fe2O3, который, однако, не проявляет магнитных свойств, хоть и весь из себя железный. Однако при сгорании образуется новое соединение - магнетит Fe3O4, которое обладает значительно большей магнитной проницаемостью и магнитится уже по-человечески.

4. Горящий дым

Довольно известная демонстрация - только что потушенную свечу, от которой еще идет парафиновый дымок, поджигают через этот дым.

Такое возможно потому, что дым содержит большое количество испаренного воска или парафина, которые, поднимаются за счет конвекции и поджигаются спичкой.


5. Все любят шарики

Демонстрация индуцированного заряда.
Дама смешивает крахмал и масло. Затем трет шарик о волосы, и электроны из волос переходят на шарик, то есть, шарик оказывается отрицательно заряжен.

Далее если шарик поднести к крахмально-масляной жидкости (ни в коем случае не масляно-крахмальной, не шутите с этим), то электроны из шарика оттолкнут от себя в крахмале электроны подальше, а положительные частицы притянут, соответственно, поближе - это разделение и есть индуцированный заряд. Поскольку смесь за счет положительного заряда тянется к отрицательным зарядам в шарике, то от ложки отходят такие симпатичные крахмальные рожки.

Повторяйте дома, соблюдайте технику безопасности, платите налоги.

6. Черное яблоко

Интересная химическая реакция - 'черное яблоко'.

Суть проста - если красное яблоко (именно красное) поместить в пары аммиака (или в сам аммиак, если очень хочется), то яблоко медленно почернеет.

Аммиак постепенно проникает внутрь кожуры яблока (диффундирует) и взаимодействует с антоцианами, то есть, пигментами, которые и делают красное яблоко красным.

Такое яблоко можно вытащить и подождать. Аммиак - довольно летучая штука, поэтому он постепенно испарится из яблока, и его снова можно будет съесть без последствий и даже без вкусовых нюансов. Но я бы не стал так делать.

7. Воздушное зеркало

Закопченный шарик окунают в воду и он начинает блестеть.
Так происходит потому, что сажа окружает себя воздушным пузырем и не дает воде касаться поверхности шарика. Это приводит сразу к двум последствиям.

Во-первых, шарик не намокает. Обратите внимание - при вынимании из воды с шарика не капает и его поверхность не поменяла оттенок.

Во-вторых, из-за воздуха свет испытывает полное внутреннее отражение. Свет падает из воды на воздух вокруг шарика и при определенных углах падения не может пройти к шарику, а отражается обратно. Из-за этого мы видим блеск.

По той же причине блестят пузырьки воздуха в воде.

8. Взрывное кипение и мгновенная кристаллизация

Тут как бы два опыта в одном пункте. Сначала взрывное кипение перегретой жидкости.

Как мы знаем, чтобы водически закипела, ее нужно довести до температуры 100 градусов. Но есть один нюанс - кипение не пойдет в том случае, если нет центров кипения. То есть, жидкости нужен повод, чтобы начать кипеть - растворенные в ней соли или какой-нибудь физический объект типа ложки, на котором можно начать кипеть. Если же жидкость не закипает, а энергия все приходит, то деваться некуда - жидкость нагреется до температуры выше 100 градусов и станет перегретой.

Создать перегретую воду можно и в микроволновке, даже лучше в микроволновке, ведь тут нет перемешивания за счет конвекции, что способствует незакипанию жидкости. В водопроводной воде слишком много всяких включений, поэтому лучше использовать дистиллированную.

По аналогии работает и переохлажденная жидкость. Чтобы вода начала кристаллизовываться, необходимо наличие центров кристаллизации (по аналогии с центрами кипения). Если же их нет, воду можно охладить до отрицательных температур.
Замечу, что в обоих случаях центром кристаллизации и кипения может стать место уплотнения, вызванное ударом.

9. Бумажная кастрюля

В видео показаны три примера 'бумажной кастрюли'. Суть очень проста. Пусть есть емкость, состоящая из горючего материала - пластика или картона. Если внутрь залить воду и начать усиленно нагревать стенку, то вода у стенки будет отводить тепло и не давать тем самым материалу гореть (ну, или по крайней мере, сгорать полностью). Нагревание каждого идет 30 секунд реального времени (якобы).

Итак, вода в пластиковом стаканчике - пластик сжался и стал более плотным и твердым, появились микротрещины, в которые начала сочиться вода.

Кофе в картонном стаканчике - внешняя стенка горит, однако внутренняя стенка продолжает успешно удерживать воду.

Кола в бутылке - при нагревании растворенный в лимонаде газ начинает расширяться, выделяться, пениться и бурлиться и кола практически сразу выливается.

10. Мыльная лодочка

Если взять листочек бумаги, положить его на воду и капнуть рядом с ним жидкое мыло, то листочек поплывет. Так происходит потому, что поверхностное натяжение мыла меньше по сравнению с водой. И почувствовав слабину оставшиеся силы натяжения от воды тянут одеяло на себя таким образом.
Есть еще вот такой кораблик, к корме которого цепляют кусочек мыла.

Надеюсь, было интересно! Больше подобных демонстраций вы найдете в моем Telegram-канале.

По всем вопросам - AlexJuriev3142@gmail.com

Показать полностью 11
8123
Серия Из любви к физике

Стробоскопический эффект: если кажется, то не кажется2

Предлагаю начать сегодня с интригующего видео.
В видео вертолет летает с помощью невидимых ниточек.

Как же это возможно? Вся вина на стробоскопическом эффекте. Эффект заключается в иллюзии неподвижности на самом деле быстро движущихся тел.

Суть эффекта понять довольно легко. Представим, что у нас есть фотоаппарат, который делает, например, один кадр в секунду. И пусть у нас есть вращающийся круг, на который нанесена белая полоска и который делает, допустим, тоже 1 оборот в секунду.

При съемке на всех фотографиях полоска будет в одном и том же месте, ведь камера делает кадр ровно в тот момент, когда круг в очередной раз совершил оборот. Создастся иллюзия того, что круг на самом деле не вращается. Именно это показано в видео.
Обратите внимание, что полоска будет неподвижна в том случае, если частоты вращения и съемки совпадают идеально. Если же частота вращения чуть меньше или больше частоты съемки, то полоска медленно вращается в одну или в другую сторону, так как за время съемки все же успевает немножко сдвинуться между кадрами.

Теперь всякие разные демонстрации. Давайте начнем с опасных. Опасность этого эффекта заключается в том, что человеческий глаз имеет совсем не бесконечную частоту кадров, из-за чего некоторые быстровращающиеся тела будут казаться неподвижными - очень опасно, если это вал станка или лезвие ножа.

А так стробоскопический эффект - это весело! Вертолет тому доказательство.

Думаю, вы в фильмах или на видео замечали довольно интересный эффект - машина вроде бы и едет, а колеса не крутятся или даже крутятся в обратную сторону.

Ответом опять же является стробоскопический эффект (для колес - Wagon-Wheel-Effect). Камера имеет конкретное количество кадров, которое делает за секунду. Если частота вращения колес совпадет с частотой кадров, то колесо будет к каждому новому кадру возвращаться в исходное положение. То есть, на деле колесо полностью повернулось, однако между двумя последовательными кадрами никакой разницы нет - так и создается иллюзия.

Если частота съемки будет чуть больше или меньше, чем частота вращения колес, то будет казаться, будто колеса медленно вращаются вперед или даже назад.

Этот эффект так понравился некоторым людям, что они сделали специальные вращающиеся диски (spinner wheel covers) для имитации эффекта. Я так понял, они подстраиваются под вращение колес, создавая иллюзию отсутствия вращения.

Выглядит, однако, интересно, но цены, однако, сильно высокие и, однако, стоит ли оно того?

Есть еще одна довольно забавная демонстрация стробоскопического эффекта.

Лазер создает непрерывный синий лучик. Перед лазером ставят колесико с прорезями так, что теперь свет идет с перерывами. Если подстроить частоту кадров близко к частоте вращения колесика, то можно заставить 'импульсы' света висеть в воздухе или медленно двигаться.

На всякий случай уточню, что свет в воздухе распространяется со скоростью 300 000 км/с, и никакими колесиками мы его не замедлим :)

Ну, и конечно же, вы наверняка видели вот такую замечательную лампу! Антигравитационную, емае!

Создается самая обычная струйка воды. Если на нее посветить мерцающими лампами и подстроить частоту их вспышек, то можно заставить капли медленно падать, держаться на одном уровне или вообще подниматься. Если капли неподвижны, например, то за время между мерцаниями лампы одна капля успевает пролететь и встать на место другой, другая на место третьей и так далее. Из-за этого нам кажется, что они не движутся.

Ну, и закончить хочу крайне известным опытом с левитирующей водой и заодно показать наглядно влияние небольших отличий в частотах.
Итак, шланг с водой подсоединяют к динамику и запускают звук 24 Гц, т.е. 24 движения в секунду. Камеру включают на такую же частоту кадров - и вода как будто бы левитирует!

Если поставить 25 кадров в секунду, то за каждый кадр вода будет успевать чуть сместиться, из-за чего это будет выглядеть как медленное падение.

Если же поставить 23 кадра в секунду, то за каждый кадр вода наоборот будет немного не успевать, из-за чего кажется, что вода поднимается.

Все это - изящная оптическая иллюзия, называемая стробоскопическим эффектом.

Если бы мы посмотрели на это вживую, то увидели бы просто струю воды без изысков. Чтобы пронаблюдать своими глазами такую картину, потребуется мерцающая лампа.

Надеюсь, было интересно! Больше подобных демонстраций вы найдете в моем Telegram-канале.

UPD:

в комментариях просят добавить, что при посадке скорость вращения винтов не меняется, поэтому эффект не пропадает.
"Тяга вертолёта управляется ручкой шаг-газ, которая увеличивает шаг винта (лопости поворачиваются вокруг продольной оси и заграбастывают больше воздуха) и одновременно добавляет подачу топлива, чтобы скомпенсировать увеличенное сопротивление воздуха на лопостях."

Показать полностью 10
184

Такой полезный лазер

Друзья, после того, как я в очередной раз увидел этот удивительный и офигенный лазер, который (вы не поверите) кусок дерева может прожечь(!!!), и прочитал приписку 'в детстве только и можно было что мечтать об этом', то у меня в очередной раз задергался глаз и родилась идея этого поста, которая должна расширить предел мечтаний.

Представляю вашему вниманию
Лазер и интересные способы его использования

Для ЛЛ: убийца сорняков, газонокосилка, молниеотвод, искусственная звезда, убийца комаров, убийца вшей, гравер на камне, гравер на металле, очистка металла, лазерный нож.

1. Лазер - убийца сорняков

Перед нами лазерная машина-зверь от компании Carbon Robotics, созданная для того, чтобы УБИВАТЬ... сорняки!

Вся конструкция весит восемь тонн и содержит 32 CO2 лазера по 240 Вт каждый, 48 камер для обнаружения сорняков, 320 светодиодов для подсветки и более 100 видов растений, которые искусственный интеллект посмотрел, обработал и запомнил и в жизни теперь не уничтожит!

На сайте можно посмотреть как данный агрегат защищает от сорняков морковку, лучок, салат, капусту и многое другое.

2. Лазер - газонокосилка

Инженер-электрик Аллен Пан продемонстрировал созданную им газонокосилку с несколькими лазерами. Газоносжигалку уже, получается.

Указано, что автор изобретения использует 4 диодных лазера мощностью около 30 Вт. Я так понимаю, еще используются некоторые зеркальные отражатели. Указано, что эффективно работает данная штука только на ровной поверхности.

Что хочется сказать... Как ловушка из фильма Пила зашло бы, наверное, на все сто!

3. Лазер - молниеотвод

Вы представляете, эти товарищи решили использовать оптический пробой для отвода молнии! Молнии ведь что нужно? Хороший канал для прохождения! А что такое 'хороший канал'? Это область, в которой будет много заряженных частиц, по ним молнии гораздо легче проходить.

Собственно, очень мощный лазер вызывает внутри луча ионизацию молекул воздуха (разбиение молекулы на ионы и электроны, заряженные частицы), активно тем самым приглашая молнию пройти именно по траектории луча. У молнии практически нет выбора, ведь лазерный луч оделся, причесался, с цветами пришел - как с таким не пойти, вы мне скажите?

Но до конца молния с лучом не идет - луч направляют так, чтобы очень близко с его путем стоял молниеотвод. Молния устремляется именно в него и все живы-здоровы.

Внимательно посмотрите на первые кадры из лаборатории, нужно разбирать прям покадрово. Первый кадр - светящийся белый разряд, за ним идет кадр с таким тусклым-тусклым свечением - это и есть тонкий канал с кучей ионизированных молекул, появившихся из-за мощного оптического пробоя.

4. Лазер зажигает искусственную звезду

Давайте представим, что мы взяли достаточно мощный лазер на длине волны 589 нм и направили его луч в небо. Кислород, азот и другие газы в атмосфере не поглощают такое излучение и пропустят его. На высоте 80-85 км это излучение попадет в натрий, возбудит его и заставит светиться. То есть, посветив лучом в небо, мы сможем создать в нем достаточно яркую точку на большой высоте. Такая штука называется лазерная опорная звезда.

По сути, мы таким способом зажигаем в небе свою собственную звезду - яркую и красивую!
Зачем это нужно? Чтобы определить искажения, которые вносят вот эти 80 км атмосферы.
По сути, мы знаем изображение звезды без искажений и смотрим изображение звезды с искажениями - 'вычитая' одно из другого, получаем сами искажения.
Теперь если мы в обсерватории рассматриваем звезды (которые искажены точно так же, как и лазерная опорная звезда), то имея искажения, мы можем отнять их от звезд и получить идеальное изображение звезд, без искажений!

5. Лазер - убийца комаров

Комаров сжигают при помощи лазера. Ух, красота!

Если я правильно понял, то такое устройство было проспонсировано фондом Гейтсов в целях уничтожения малярийных комаров в частности и малярии вообще. Система состоит из двух лазеров. Слабенький ИК-лазер подсвечивает любое насекомое, попавшее в область видимости, и с помощью камер автоматически определяется вид насекомого (малярию разносят только самки комаров, на них и идет охота). Далее мощный УФ-лазер сжигает насекомое. Огонь!

6. Лазер - убийца вшей

В Норвегии на лососевых фермах используют лазерное излучение для того, чтобы очищать рыбу от вшей! Переварите минуточку.

На видео вы видите подвешенное устройство. Широким лазерным лучом оно обнаруживает паразита на рыбе и узконаправленным импульсом убивает его. Устройство способно работать на расстоянии до 2 метров и используется на сотне ферм.

Морские вши наносят огромный ущерб подобным предприятиям, поэтому такой эффектный выход из ситуации и красив, и приятен.

7. Лазер - гравер на камне

Вы только посмотрите, какую красоту можно получить при использовании лазерного гравера для камней!

Принцип довольно простой - тонкий мощный лазерный луч освещает участок, сильно разогревает его, из-за чего камень в этом месте разваливается в пыль и пыль уже забирает мощная вытяжка.

8. Лазер - очистка металла от окислов

Ржавчина испаряется под воздействием лазерного излучения, в то время как металл остается в основном неповрежденным, потому что оксид металла обладает большим коэффициентом поглощения, поглощает больше энергии лазера и нагревается до более высокой температуры, чем сам металл. Это позволяет ржавчине испаряться, не расплавляя и не повреждая основной металл.

Обратите внимание, что лазер воздействует не непрерывно, а сотней импульсов в секунду - отсюда и этот чудесный звук.

9. Лазер - гравер по металлу

Принцип очень простой - в специальных программах создается макет гравировки, и лазер в соответствии с макетом наносит гравировку. Достаточно мощное излучение лазера (десятки ватт) фокусируются в маленькую точку, из-за чего материал в этой точке мгновенно нагревается, плавится и испаряется.

10. Лазерный нож

Вокруг нас постоянно есть воздух. Воздух не стоит статично, он постоянно перемещается, вращается, перемешивается. И в целом воздух в атмосфере движется исключительно турбулентно, то есть, беспорядочно.

В видео лазерным ножом подсветили воздух в комнате (в воздух предварительно выпустили потоки каких-то частиц для визуализации). Посмотрите на все эти движения и завихрения.

И еще миллион миллиардов применения лазера помимо веселого прожигания деревяшки!!!

Больше подобных опытов вы найдете в моем telegram-канале. Всем буду рад.

Показать полностью 9
2417

Прикрылся ветошью и не отсвечивай

Вы знаете, есть такой фильм Эльдара Рязанова - 'Старые клячи' (2000 г). В фильме есть фрагмент, в котором главные героини в образе пожарных с проверкой разводят продавца на взятку, мол, очень много нарушений. Мне очень заполнилась фраза:

'[у вас тут] Тряпка промаслена! Может самовозгореться!'

Прикрылся ветошью и не отсвечивай Физика, Химия, Опыт, Самовозгорание, Эксперимент, Видео, Без звука, Короткие видео, Длиннопост

Есть!

Я жил достаточно долгое время полагая, что это фраза была чистым разводом. Но выяснилось, что тряпка, пропитанная маслом, действительно может загореться сама без дополнительных источников тепла или каких-нибудь искр!

В видео показан такой процесс - кипу промасленной ветоши кидают в тазик и оставляют примерно на час. Я вырезал основные моменты процесса:
- тряпки положили
- тряпки начинают разогреваться и дымиться
- тряпки дымятся и греются все сильнее и возгорание.
Без всякого поджига! Все само!

Не желая глубоко вдаваться в химию процесса скажу, что промасленные тряпки, наваленные кучей, начинают греться из-за окисления и полимеризации масел, и данный процесс протекает даже при довольно низких температурах (10 - 15 С) с выделением тепла. Для окисления, очевидно, нужен кислород и большая площадь соприкосновения масла с ним - это отсутствует, например, просто в бочках с маслом, поэтому они не загораются сами.

Промасленные же тряпки, во-первых, дают маслу широкий доступ к кислороду, во-вторых, в куче тряпок выделяющееся тепло никуда не может деться, поэтому ветошь с маслом нагревается, от этого реакция окисления ускоряется и так до победного зажигания.

Поэтому (без шуток) утилизируйте промасленные тряпки сразу после использования, суйте их в пакеты и прочее - не допускайте их медленного окисления и возгорания!

Больше подобных опытов вы найдете в моем telegram-канале.
P.S. По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com

Показать полностью 1
1096

Хлопай шарики и взлетай

Каучук вообще мощная вещь, но обладает одним интересным свойством. Каучук растворяется в углеводородах и их производных (бензин, бензол, хлороформ). При этом, однако, в воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется.

Резину тоже делают из каучука. Для этого каучук подвергают вулканизации - смешивают каучук с реагентом (чаще всего с серой), в результате чего молекулы каучука сшиваются в общую пространственную сетку. Конкретный реагент зависит от требуемых свойств будущего изделия - покрышки у машин, например, черные из-за того, что туда добавлен углерод.

Но основа-то при этом остается каучуковая! Значит, резина тоже растворится в бензине.

В видео показано веселое этому применение - разбрызгивая бензин, Пушной лопает кучу шариков.

Показать полностью
23

Чашки с плазмой

Мне очень нравятся чашки с двойными стенками, но в данном случае их сделали просто волшебными.

На видео показаны чашки, межстеночное пространство которых заполнили не воздухом, а инертным газом! Небольшая скрытая в платформе катушка Тесла заставляет газ светиться.

К сожалению, одновременно использовать данную посуду по назначению не получится, однако с такими чашками можно и без чаю посидеть! :)

Есть еще нечто в подобном исполнении.

P.S. Буду рад видеть вас на моем телеграм-канале с физикой.
По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com

Показать полностью 1
1438

Как подержать в руках 1200 градусов?

Данный постик вызвал довольно большой интерес в моем телеграм-канале с физикой, решил опубликовать его и здесь.

В этом видео вы видите уникальный материал - LI-900. Его уникальность состоит вовсе не в том, что он используется в теплозащитном покрытии для шаттлов (кого этим ваще можно удивить), а в том, что этот материал, разогретый до температуры 1200 градусов, человек может спокойно держать в руках!

Все дело в том, что у данного материала о-о-очень низкая теплопроводность. Рука человека банально успевает отводить тепло от пальцев быстрее, чем кожа достигнет температуры ожога. Выглядит, согласитесь, красиво!

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!