10 Bizarre Physics Phenomena

Vi tar ofta vår dagliga upplevelse av livet på jorden för givet, men varje ögonblick styr en mängd styrkor våra liv. Det finns en överraskande mängd ovanliga, kontraintuitiva eller ännu förklarade principer för fysik som vi möter dagligen. I en fascinerande undersökning av måste känna till fysikfenomen, kommer vi att upptäcka vanliga förekommande händelser som förblir ett mysterium, bisarra krafter som vi misslyckas med att uppfatta, och hur science fiction kan bli verklighet genom manipulering av ljus.

10 vind chill

Vår erfarenhet av temperatur är ganska subjektiv. Luftfuktighet, individuell fysiologi och till och med vårt humör kan förändra vår uppfattning om heta och kalla temperaturer. Det är detsamma med vindkyl: temperaturen som vi normalt känner är inte den sanna temperaturen. Luften som omger människokroppen värms av kroppsvärme och förblir runt kroppen som en slags "luftkåpa". Denna isolerande kudde av luft håller faktiskt människor varmt. När vinden blåser på dig blåser luftens kudde bort och du utsätts för den sanna temperaturen, som känns mycket kallare. Vindkylning påverkar endast enheter som producerar värme.

9 Ju snabbare du går, desto hårdare träffar du

Människor tenderar att tänka i linjära begrepp, till stor del på grund av vissa allmänna observationsprinciper. Om en regndroppe väger 50 milligram, ska två regndroppar väga cirka 100 milligram. De krafter som styr vårt universum skriver emellertid ofta en mer exponentiell reaktionsmodell som följer en kraftfördelning. Ett föremål som rör sig med en hastighet av 40 kilometer i timmen kommer att träffa en vägg med motsvarande energi. Om du dubblar hastigheten på ett föremål till 80 kilometer i timmen, kommer effektkraften inte att fördubblas, men fyrdubbla. Denna princip förklarar varför motorvägsolyckor är mycket mer förödande än stadsolyckor.

8 Orbit är Just Constant Free-fall

Satelliter uppträder som ett anmärkningsvärt nytt tillägg till stjärnorna, men vi tänker sällan någonsin på begreppet omloppsbana. Vi känner till den allmänna idén - ett objekt cirklar runt en planet eller ett annat stort objekt i rymden och faller aldrig. Men anledningen till omlopp händer är överraskande kontraintuitiv. När ett föremål tappas faller det tillbaka till ytan. Men om det är tillräckligt högt och rör sig tillräckligt snabbt, kurver sig jorden bort från det innan det kan påverka. Samma effekt hindrar jorden från att kollidera med solen.

7 Värmeinducerad frysning

Vatten är den viktigaste vätskan på jorden. Det är också en av de mest mystiska och kontraintuitiva föreningarna i naturen. En av vattenets mindre kännegenskaper är till exempel att hett vatten fryser snabbare än kallt vatten. Det är inte helt förstått varför, men fenomenet, som kallades Mpemba-effekten, upptäcks ursprungligen av Aristoteles över 3000 år sedan. Den mystiska effekten har tillskrivits en rad fenomen, men det är fortfarande ett mysterium.

6 Lufttryck

Du trycks för närvarande på ovanifrån av 1000 kilo luft, motsvarande vikten på en liten bil. Detta beror på att jordens atmosfär faktiskt är ganska tung och människor står på botten av ett hav av luft som bär ett atmosfärstryck på 14,7 pund per kvadrattum. Vi är anpassade för att motstå detta tryck och undviker att krossas genom att absorbera lika trycksatt luft i våra kroppar. Emellertid krossas ogenomsläppliga föremål som plastflaskor som frigörs vid höjden när de når jordens yta.

5 metallisk väte

Vätgas är det första elementet i det periodiska bordet, vilket gör det till det enklaste elementet i universum. Dess atomnummer 1 betyder att det bara har 1 proton, 1 elektron och inga neutroner. Även om Vätgas är känt som det kvintessiella gasformiga elementet, visar det några ganska speciella egenskaper som länkar det till alkalimetallerna, snarare än andra gaser som helium. Vätgas ligger i kolumnen i det periodiska bordet strax över natrium, den flyktiga metallen som utgör bordssalt. Fysiker har länge förstått att Vätgas beter sig som en metall under extremt tryck, som det som finns i stjärnor och kärnan i gasjättande planeter. Försök att producera föreningen på jorden har varit föremål för utmaningar, men vissa forskare tror att de har skapat småprover genom tryckbehandlingar med diamantkristaller.

4 Coriolis effekter

På grund av den relativt stora storleken på planeten känns rörelsen inte direkt av människor. Däremot orsakar jordens rotation medsols föremål som reser på norra halvklotet för att bli avböjda i en mild medursriktning i det som kallas Coriolis Force. När jordens yta rör sig i en annan takt i förhållande till atmosfären, orsakar en skillnad mellan jordens rotation och atmosfärens rörelse ett objekt på väg mot norr för att plocka upp jordens energi och börjar kurva till öst. Det motsatta sker på södra halvklotet. Som ett resultat måste navigationssystem kompensera för Coriolis Force för att undvika avvikelse åt höger eller vänster om målet.

3 Doppler Dynamics

Ljudet kan tyckas vara ett självständigt fenomen, men vår uppfattning om ljudvågor påverkas av hastighet. Österrikiska fysiker Christian Doppler upptäckte att när ett rörligt föremål som en siren producerar ljudvågor, vågar vågorna framför objektet och sprids bakom det. Denna inducerade vågförstöring, känd som Doppler-effekten, orsakar att ljudet av ett närmande föremål ökar i stigning på grund av våglängdslukning. När objektet passerar, sträcker sig de efterföljande vågorna och uppfattas lägre i stigning. Doppler-effekten ses också vid vågning av vågor framför ett skepp och dispergerande vaken.

2 Sublimering

Det skulle vädja till logiken att kemikalier som förändras från det fasta tillståndet till ett gasformigt tillstånd skulle behöva passera genom vätsketillståndet innan de kommer in i gasformen. Vatten kan emellertid omvandla rakt från ett fast ämne till en gas i vissa situationer. Sublimering kan göra att glaciärerna försvinner i tunn luft eftersom linsliknande koncentration av solljus gör isen till ånga. På samma sätt kan metalliska element som arsenik faktiskt omvandla direkt till ett gasformigt tillstånd vid upphettning och frigöra giftiga rök. Vatten kan sublimt vid temperaturer under smältpunkten vid applicering av en värmekälla.

1 klädsel

Snabbt utvecklande teknik gör de mest underliga science fiction-tomterna till vetenskapliga fakta. Vi ser bara objekt när ljuset studsar av dem och producerar en bild med olika våglängder. Forskare har länge teoretiserat att föremål kunde bli osynliga genom att störa det sätt som ljuset interagerar med dem. Om ljus kan böjas runt ett objekt, kan det bli osynligt för det mänskliga ögat. Nyligen blev teorin verklighet när forskare producerade ett tydligt hexagonalt prisma som avböjde ljuset runt något föremål inuti det. När det placerades i ett akvarium orsakade prisma en guldfisk som svängde in i den för att bli osynlig, medan en jordbaserad kapp orsakade att husdjur skulle försvinna från platsen. Scrambling-effekten fungerar enligt samma principer som gör raketflygplan "osynliga" för radar.