10 Jaw-dropping Videos Of Amazing Scientific Phenomena

Livet är fullt av underverk som de flesta av oss aldrig kommer att se. Från quantum till kosmiska finns det krafter på spel runt omkring oss som formar och formar vår värld. De flesta av dem är lätt synliga i det dagliga livet, men under verklighetens finér ligger en rike med de vridna karikatyrerna av välbekanta vetenskapliga principer. Ta vår hand och låt oss dyka djupt in i bizarregionens herravälde, där fysikens naturliga regler smälter in i en bubblande pool av ren, oförskämd underverk.

10 Quantum Levitation

När du kyler vissa material under en bastemperatur blir de superledare, som leder elektricitet med nollmotstånd. Lite under hälften av kända metaller har en inbyggd "övergångstemperatur" - när de faller under den temperaturen blir de superledare. Självklart är den temperaturen vanligtvis ganska låg. Rhodium gör till exempel korsningen vid -273,15 ºC (-459,66 ºF). Det är några hundradelar av en grad över absolut noll. Med andra ord är lek med superledare lite svårt att göra.

Åtminstone var det tills tillkomsten av högtemperatur superledare. Dessa material har komplexa kristallina strukturer och tillverkas vanligen med en blandning av keramik och koppar, tillsammans med andra metaller. Dessa material övergår till supraledare vid cirka -160,59 ºC (-321,07 ºF) eller högre. Inte precis mjukt, men lite lättare att leka med.

Och sedan det också råkar vara kokpunkten för flytande kväve, kan vi hämta några andra bisarra drag hos superledare vid rumstemperatur, som i ovanstående video. Se när superledare placeras nära ett svagt energifält (som en magnet), skapar de en ytbarriär av elektrisk ström som avstöter magnetiska vågor. När det händer, kurver magnetfältlinjerna kring superledaren, låsar den på plats i midair. Vrid det i vilken riktning som helst, och superledaren kompenserar automatiskt med ett elektriskt fält för att motverka magneten. Fenomenet är känt som antingen quantum locking eller quantum levitation.

9 Newtons pärlor

Om du tar en burka just nu och fyller den med en lång kedja av Mardi Gras pärlor, kan du återskapa detta fenomen i ditt vardagsrum. Spola strängen av pärlor i burken, ryck sedan ena änden ur burken och mot golvet. Vad som händer är vad du kan förvänta dig - kedjan börjar glida ur burken. Men då följer något oväntat - i stället för att fortsätta att glida över krukans kant, pärlorna hoppar upp i luften som en fontän innan de böjer sig tillbaka mot golvet.

Det här är ett ganska enkelt koncept, men det ser väldigt cool ut i funktion. Tre olika krafter är på jobbet här. Gravity, naturligtvis, drar framkanten av kedjan mot golvet. När varje kedjelänk svänger till gravitationen, drar den längs pärlan bakom den - det är den andra kraften.

Men tillbaka inuti burken får vi den tredje kraften - burken sprider faktiskt kulorna i luften. Det låter galet dumt - för att burken klart inte rör sig, men allt kommer ner till vad en kedja i grunden är.

På den mest grundläggande nivån är en kedja en serie styva stavar kopplade med en flexibel ledd. Tänk på en rad boxbilar i ett tåg. I en hypotetisk situation, om du drog upp på en tågbils främre ände, skulle den luta upp längs sin mittaxel - fronten skulle gå upp medan ryggen går ner. I det verkliga livet gör det inte för att det finns ett solidt lager av planeten jorden direkt under den. Istället lutar den på sin bakkant. När det gör så markerar marken i huvudsak upp för att kasta den ur sin naturliga rotation. Om kraften som togs upp var uppskalad i förhållande till boxvagnens vikt skulle kraften från marken faktiskt kasta den i luften. Royal Society har en annan video som förklarar detta i större djup.

Så när varje länk i kedjan av pärlor lämnar viloplanet, eftersom den dras av länken framför den, dyker botten av burken (eller skiktet av pärlor under den) upp i luften och skapar en "gravitation- trotsa "slingan tills tyngdkraften tar över och drar tillbaka den.

8 Ferrofluidskulpturer

När det kombineras med en magnet blir ferrofluid ett av de enskilt mest otroliga ämnena på planeten. Vätskan i sig är bara magnetiska partiklar suspenderade i ett fluidmedium, vanligtvis olja. Partiklarna ligger på nanoskalan, vilket är för litet för varje partikel för att magnetiskt påverka andra partiklar, annars skulle vätskan bara klumpa sig i sig. Men sätt dem nära en stor magnet, och magi händer.

En av de vanligaste sakerna du ser ferrofluid gör är formar spikar och dalar när det är nära en magnet. Vad du faktiskt ser är partiklarna försöker anpassa sig till magnetfältet. Spikarna bildar där fältet är starkast, men eftersom oljan bär ytspänningen når de två krafterna en jämvikt vid spetsens spetsar. Effekten kallas normal fält instabilitet-genom att bilda dessa former, sänker vätskan systemets totala energi så mycket som möjligt.

7 Induktionsuppvärmning En isbit

Induktionsuppvärmning är en process som tar en högfrekvent ström, skjuter den genom en spole för att skapa en elektromagnet och pumpar sedan de resulterande magnetiserade strömmarna genom ett ledande material. När de magnetiserade strömmarna slår motstånd i materialet får vi Joule-effekten - elektriskt inducerad värme. I det här fallet är ledaren en metallskiva i ett isblock, och värmen byggs upp så fort att inställningen fångar eld innan isen har en chans att smälta.

Hur snabbt? Beroende på typen av metall kan en induktionsvärmare värma upp något till 871 ºC på bara en halv och en halv med 4,1 kW per kvadratmeter yta. Fyra sekunder i videon är iskubens kärna redan röd, så du kan anta att den antingen använder mindre energi eller att den använda metallen inte har mycket naturligt elektriskt motstånd. Hur som helst, flera sekunder senare behandlas vi till en glitch i den matrisflammande isen.

Men det leder till en annan fråga: Alla vet att is smälter över 0 ºC, så varför blir det inte omedelbart en vattenpöl i ansiktet av ugnen? Det är för att materia bara accepterar och avger energi i diskreta energipaket. När värmeöverföringar från metallen till isen kommer det i ett tåg, inte en våg, vilket innebär att det tar mer tid att överföra energins fulla kraft.

6 Flytande syrebro

Kokpunkten för syrgas är -183 ºC (-297,3 ºF), och allt ovanför är den gas vi alla vet och älskar. När det sjunker under den temperaturen tar syrgas vissa intressanta egenskaper. Närmare bestämt tillåter den tätare konfigurationen av dess molekyler i flytande tillstånd syre s mer dunkla naturliga egenskaper för att komma in i rampljuset.

Ett stort exempel på detta är syreparamagnetism. Ett paramagnetiskt material magnetiseras endast om ett närliggande externt magnetfält verkar på det. Som en gas är syre molekyler för löst spridda för att påverkas mycket av magneter. Men som en vätska uppför sig den som en järn i närheten av en magnet - ett starkt kokande, flytande järnstycke. Med två motsatt orienterade magneter bildar det flytande syret en bro i mitten, vilket är vad du ser i videon. Tyvärr är det svårt att se det hända länge eftersom flytande syre börjar koka tillbaka i en gas så snart den går in i rumstemperatur.

5 Briggs-Rauscher Reaction

Briggs-Rauscher-reaktionen är en av de mest visuellt imponerande kemiska kalkylerna i den kända världen. Det är det som är känt som en kemisk oscillator, eftersom den reagerar, den gradvis ändras i färg från klar till gult, så blinkar det plötsligt till en mörkblå, sedan tillbaka för att rensa, allt i en oscillation. Det fortsätter att göra det i flera minuter, växlar mellan färger varje par sekunder.

Upp till 30 olika reaktioner kan hända samtidigt vid varje tillfälle under varje svängning. Den kemiska listan lyder som ingredienserna i ett förpackat frusna majshundar: Mangan (II) sulfatmonohydrat, malonsyra, stärkelse, svavelsyra, väteperoxid och kaliumjodat skulle vara ett exempel (du kan byta runt vissa syror och jodattyper för olika reaktioner).

När alla kemikalier kombineras förändras jodat till hypoiodsyra. När det är närvarande förändrar en annan reaktion den nya syran till jodid och fri elemental jod. Detta driver den första färgförändringen, skapar den gula. Sedan fortsätter lösningen att göra jodid. Så fort det finns mer jod än jod kombinerar de två i en triiodidjon. Denna jon reagerar med stärkelsen och spränger lösningen i sitt mörkblå stadium.

Den här videon har mindre känsla än den ovan, men det låter dig se scenerna tydligare.

4 Tesla Coil Warriors

De flesta av oss är bekanta med Nicola Tesla, den glittrande undervattnet om elektrisk innovation och offer för hejdiga handlingar av konkurrenskraftig ballyhoo. De flesta av oss är också bekanta med Tesla-spolen, en enhet som producerar lågström, högspännings-AC-el tillsammans med hälsosamma mängder färgstarka gnistor.

Moderna Tesla-spolar sätter ofta ut mellan 250 000 och 500 000 volt av strömmen. De flesta underhållningsskärmar avbryter det stora magnetfältet med Faraday burar, vilka är maskor som fördelar spänningen jämnt runt sina ytor. Eftersom elektrisk potential mäts av spänningsskillnader finns det ingen ström i en Faraday-bur. Någon inuti kan rida blixten och komma ut oskadad.

Och ibland blir människor kreativa. I videoklippet ovan är de två "krigarena" täckta i drag av ledande mesh-bärbara Faraday burar. En annan nyskapande kreativ gnista har givit upphov till "sjungande" Tesla-spolar, som spelar musik genom att modulera spänningsutgången från spolen.

3 Sine Waves och FPS

Ljuvvågor har en otrolig förmåga att göra andra objekt matcha deras frekvens. Om du någonsin har lyssnat på musik med en tung basflagga i din bil, har du antagligen märkt speglarna krusande när ljudvågorna slår dem. Vad som händer i videon ovan är huvudsakligen det, men slutresultatet är mycket mer dramatiskt.

En 24 Hz sinusvåg färdas genom en högtalare under en vattenslang. Slangen börjar vibrera 24 gånger per sekund. När vattnet kommer ut bildar det vågor som matchar 24 Hz frekvensen. Men här är tricket: Se i verkligheten, det verkar bara vinka fram och tillbaka på väg till marken.

Den verkliga hjälten här är kameran, fenomenet skiftat perspektiv. Genom att filma det fallande vattnet med 24 bilder per sekund gör kameran att vattenströmmen fryser i midair. Varje våg av vatten träffar exakt samma utrymme, 24 gånger per sekund. På film verkar det som att samma våg sitter i luften i obestämd tid, när i verkligheten en annan våg har tagit sin plats varje ram. Om du bytte sinusfrekvensen till 23 Hz, skulle det faktiskt se ut som vattnet föll uppåt i slangen på grund av den lilla offseten mellan kamerans bildhastighet och sinusvågorna.

2 Lord Kelvin's Thunderstorm

Kelvin's Thunderstorm, eller Kelvin water dropper, byggdes först 1867, och installationen är ganska enkel. Doppa två strömmar vatten genom två olika laddade induktorer, en positiv och en negativ.Samla de laddade vattendropparna längst ner, låt vattnet strömma igenom och skörda den elektriska potentialen. Instant energi, eller åtminstone en liten gnista som du kan visa dina vänner.

Så hur fungerar det?

När den först sätts upp, har en av induktorerna (kopparringar i videon) alltid en liten naturlig laddning för den. Låt oss säga att induktorn till höger är något negativ. När en droppe vatten faller genom den, drar de positiva jonerna i vattnet till ytan av droppen, och de positiva jonerna kommer att skjutas in i mitten, vilket ger droppen en positiv ytladdning.

När den positiva droppen landar i uppsamlingsbassängen till höger, laddar den bassängen något och skickar en positiv laddning genom en ledning till induktorn till vänster vilket gör den positiv. Nu gör vänster sida negativa vattendroppar, vilket ytterligare laddar den negativa induktorn till höger. Den positiva återkopplingen från båda sidor byggs upp tills det finns tillräckligt med elektrisk potential lagrad för att tvinga utladdning - en gnista som hoppar mellan bassängerna (eller två kopparbollsterminaler, som i videon).

Vetenskapliga saker åt sidan, den coolaste bieffekten av denna maskin händer vid induktorerna. När laddningen bygger, börjar de locka vattnet motsatta joner så hårt att små droppar vatten kommer att springa ut och bana inledaren och flyga runt det som moths på en lampa.

1 sönderdelning av kvicksilver

Det här är det konstigaste du har sett idag.

Professionellt har kvicksilver (II) tiocyanat få ansvarsområden. Det används sparsamt i en handfull kemiska synteser, och det har en begränsad förmåga att detektera klorid i vatten. Men på sidan är det en ren, oinskränkt exhibitionist. När kvicksilver (II) -tiocyanat sönderdelas bildar det kolnitrid och kvicksilverånga, en skrämmande giftig blandning. På 1800-talet såldes det som fyrverkerier tills flera barn dog av att äta den.

Men dess rykte levde på, och med goda skäl. Det finns inget speciellt sätt att beskriva vad som händer i den här videon, förutom att värmeskärmen börjar kvicksilver (II) sönderdelning. Att lägga en flamma i den pulverformiga föreningen börjar en kedjereaktion som bara slutar i dina mardrömmar. Njut av.