往彩虹糖上倒一灘水之後,大家都驚呆了!這是什麼原理?
Q
彩虹糖在盤中融化成五彩圓是什麼原理?
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這是什麼原理,為什麼不原地融化或向外擴散?
並且大家注意圖片三點鐘方向,倒水時水已經撒到圓圈外面了,顏色竟然一點也不往外擴。
A
窗敲雨
我自己也做了一下。基本上,可以做出網上視頻里常見的現象,做出色彩分明的彩條是沒有問題的。不過就是沒那麼快,我做的差不多冷水需要2分鐘時間,熱水雖然時間短一點,但也真沒短多少。由此看來動圖是加速的(要我做動圖我也得加速……而且得玩兒命抽幀)另外也不能完全保證彩條非常整齊。
下面是一個毫無疑問是加速了的動圖(實際用時約2min):
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大盤子(基本上是平的):
彩條都擠在一起,這個和微博上的動圖不太一樣,不確定是不是用水量的問題(或者說盤子不平之類的問題)。從實際做的效果以及其他一些視頻的效果來看,確實是應該各個方向的擴散都有的。
我覺得實驗現象支持我下面提到的密度梯度導致對流的解釋,可以看出彩色的部分都是下沉並向外推開的。
(標一下高密度溶液的流向)
(彩色的部分沉在下面)
翻了一下,原始出處是這裡:https://www.instagram.com/p/BI6vFcBATrG/
事實上,在英文互聯網上類似的兒童實驗並不少見,有的複雜些,有的簡單些,但現象比較類似,所以我傾向於認為這個現象是真實存在的。大家也可以自己DIY一下。
那為什麼顏色混在一起,而且往中間走呢?
很多地方其實都沒有給出解釋(哄小孩玩的就不解釋了嗎喂),我看到的解釋裡面,我覺得比較合理的是:這不是擴散本身的作用,而是密度梯度造成的對流。
也就是說,在糖放到水裡面的時候,一開始的溶解擴散並沒有明顯的方向性,周圍都會溶解了糖,而且這裡所用的食品色素因為水溶性不錯,所以也都會溶出。但是,單純的擴散沒那麼快,所以在糖果的附近,水會形成比較高濃度的糖水溶液,導緻密度增加。
圍繞糖果周圍的高濃度糖水不會靜止在原地,而會「下落」,並向外擴散。這個平緩的對流也會帶動著溶在糖水裡的色素往中間走。其實如果沒有阻攔的話,往各個方向的延伸應該都是對等的,只不過這裡是在別的方向上都受到了阻礙,只有向中心的方向能夠比較不受阻礙地延伸下去。
如果說彩條純粹是由分子擴散導致的,那麼顏色不混在一起確實不科學,但如果彩條是因為液體流動導致的就不一樣了,這個實際流動沒有多快,平緩的層流的時候,各部分液體本來就不容易混在一起,而且橫向彩條擠在一起之後應該也沒有什麼明顯的密度梯度,這時才輪到擴散上場,然而依靠擴散把顏色混合均勻的速度可就要慢得多了。
A
Topp
看完@窗敲雨 的答案後,去超市買晚飯一進門就看見M&M,算神啟吧,於是我就果斷買了一瓶+一次性碟子回來實驗。
第一次非常失敗,沒想到桌子不平且糖豆待不住(應該買彩虹糖的),不過還是有一些結果的:
1.動圖裡倒水之後是快放,實際沒那麼快。(其實看後面的手能看出來)
2.動圖由於畫質下降顯得顏色均勻,實際顏色沒那麼均勻
3.可以形成明顯分界
4.重力影響挺大的,題圖那個動圖可能中間低一點。
第二次上腳架用90微拍,不過好多細節沒拍到,而且忘記關空調,影響還是不小的。圖省事做了個動圖,其實單幀間隔是不同的。
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第三次換50mm拍,約10秒1張,手動計時,拍了5分鐘,不過不是先放糖豆再倒水,而是把糖豆放到水裡效果圖:
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由於文件大小限制,這裡的動圖只抽取了前幾幀
下次考慮用彩虹糖,然後想想怎麼把桌面弄平……
PS:所有實驗道具能吃的均被吃掉,沒有浪費。





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