物理學已知難題 珠鏈噴泉解密(圖)
發表:2014-03-19 20:29
物理學研究通常從一個已知的難題開始。過程中會出現一些令人驚訝之處,最近的神秘chain fountain珠鏈噴泉就是個例子。
事情起於史蒂夫•摩德,他是英國一個電視科學節目的主持人。他是牛津物理學碩士,看來是珠鏈噴泉的發現者,他將過程上傳網路。
在他上傳的視頻裡,他拉一條以金屬珠子連接而成的鏈子的一端。鏈子很長,他一拉其頭,鏈子就自己從玻璃容器流泄而出,就像水或汽油從水槽或油槽裡虹吸而出。
這現象本身就夠有趣,但真正令人訝異的是,鏈子不只是從容器邊緣流出來,還上彎成為一個曲線,一如噴泉下降時的模樣。
摩德說,「我偶然發現這件事。我在找聚合物(polymer)的物理模型」,亦即一個很長的分子。他想,一條珠鏈大概可當模型。結果,他吃驚發現,金屬珠鏈像蛇聞笛般升起。這個視頻於一年前上傳網路,劍橋物理學家畢京斯看見了,他和同事知道裡面涉及牛頓物理學,但他們搞不懂個中玄機。
珠鏈流泄的速度超過地心引力所能解釋,而且一定有個力量把珠鏈往上推。
畢京斯說,關鍵在從數學角度思考,將一條鏈子想成一連串相接的棍子。
拾起一根棍子的一端,會發生兩件事。一端上,另一端下。但是,如果往下的力被底下的鏈堆阻擋,就產生反彈,棍子或鏈子,就被往上推。鏈子上升,道理在此。
畢京斯說,網路充斥八卦視頻,在網路發現新的物理學難題,有如意外之財。
他和同事將論文發表於英國皇家學會專門處理學和數學問題的期刊Royal Society。珠鏈噴泉如今已寫入英國中學物理課本。
来源:新三才
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