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「媽媽,我畫的火柴人怎麼動起來了!」

本文來自公眾號

酷炫科學(id: SciencePorn)

文 / 窗敲雨

編輯 / 果醬

今天果醬要和大家分享三個可以在家嘗試的小實驗,它們非常簡單,不過,背後的科學知識可不簡單哦,操作完,別忘了和孩子分享背後的原理。

彈跳泡泡

需要的東西就是一雙乾淨無油污的手套(親測棉手套和毛手套應該都可以)、泡泡水(買或者自己配都可以),以及吹泡泡的工具。

吹一些泡泡,先嘗試空手去接住它們。這時候,會發現泡泡碰到手的時候比較容易破掉:

然後,戴上手套再試一下。這時候會發現接觸到手套表面的時候,泡泡比較不容易破掉,用戴著手套的手甚至可以讓泡泡一次又一次地彈起來:

原理解釋:

人的皮膚會分泌一些油脂,這些油脂會改變表面張力,起到消泡的作用,讓泡泡容易破掉。而乾淨的手套杜絕了油脂,而且纖維織物的表面結構空隙比較多,與泡泡的接觸面積也比較小。因此用手套接泡泡時,泡泡更不容易破掉,而且也不容易附著在織物上,因此還可以再次彈起來。

如果是把手打濕,也可以讓泡泡比較不容易破,不過這樣泡泡會附著在手上,也很難彈起來。

如果自己配泡泡水的話,在洗滌劑之外也可以加入一些甘油或者糖漿,這些富含羥基的物質可以與水相互作用,減慢液膜的蒸發,這樣泡泡膜會更結實一些~用這樣的泡泡水來做效果會比較好,當然很多市售的泡泡液配方已經考慮了這些因素,所以也會很好用。

大鎚砸冰糖

實驗操作非常簡單,就是字面上的操作。房間關燈,然後掄起鎚子把冰糖敲碎。先上動圖:

沒有,你的眼沒瞎,動圖也沒問題,手機也沒卡……如果睜大眼睛仔細看的話還是能看到微弱的藍光閃現的(電腦上看會比較清楚……)

如果你嫌用鎚子砸麻煩,對著鏡子齜牙咧嘴咬碎冰糖也應該可以看到。甚至有人用手槍在一片漆黑中擊中冰糖,並利用這僅有的一點微光拍下了照片。這種發光的現象被稱為摩擦熒光(Triboluminescence)

許多材料都會有摩擦熒光現象,但是成因各不相同。冰糖的摩擦熒光現象源於它的晶體具有一定的不對稱性。這樣的晶體被破壞時,不會有天然的一致理想破碎面。當晶體面破碎時,崎嶇不平的界面上破碎的化學鍵會比理想面更多,更容易帶上正負電極性。帶極性的晶體層暴露在表面,需要回歸到電中性,於是敲碎晶體所用的能量之中的一部分就這樣蓄積成了電勢能。當然,這個狀態不會持續很久。異性電荷會迅速被吸引到一起,並把能量釋放出來。和閃電一樣,釋放出的電勢激發了空氣中的氮氣並放出你所看到的藍紫色光。

不過,即使是這種在家裡就可以做的實驗,其中仍然可能包含最前沿的物理學家都尚未解決的謎題。

這個看起來很普通的現象其實並沒有被研究透徹。上面的理論可以解釋像冰糖這種帶有不對稱性的晶體為什麼會產生摩擦熒光,但是還有一些沒有不對稱性的晶體也會產生摩擦熒光,已知的摩擦熒光據稱至少有6-7種不同的成因。而人們對這種現象的研究早在百年前就開始了,至今仍未結束。

白板筆畫小人

這在去年年初,可是網紅款小實驗。

需要工具:

白板專用筆(黑色即可,也可以加入其他顏色)

油性記號筆(非必需,但可以對比現象,增加更多玩法~)

乾淨、光滑的無孔表面(我選擇了陶瓷餐盤,也可以嘗試鋁箔、光滑的桌面、玻璃等等,不確定能不能擦乾淨的表面請慎重嘗試)

基本玩法:

最簡單的一種玩法,就是在瓷盤之類的光滑表面上用白板筆畫好火柴人等圖案(如果不夠清楚可以多描幾遍),稍等片刻,待筆跡干後,向盤中倒水。

順利的話,你可以看到原本貼在盤子上的小人被水流整個衝起,漂浮在水面上四處遊盪:


進階玩法:白板筆+記號筆

有了白板筆,你就能畫出各種可以被水沖走的圖案,而油性記號筆的加入,還能創造更豐富的效果。與容易被擦掉的白板筆不同,油性記號筆的筆跡在光滑的表面上也足夠牢固,只用水沖是很難洗掉的。因此,可以用油性記號筆來畫背景和那些不希望被沖走的圖案,然後再在其中加入白板筆的部分。

你可以自由發揮創意,有了固定和可沖走的部分,可以演繹出很多有趣的效果。例如視頻博主Steve Mould就展示了小人被飛碟吸走的景象:

而我則拍下了一個更加惡意的示範……(嗯,我真是太討厭了……)

剩下的就交給大家自由發揮啦~

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