夢(mèng)幻書院? 科學(xué)小記者講堂-水滴竟然懸停!央視魔術(shù)大揭秘:原來如此
水滴懸停,甚至倒流,在電影《驚天魔盜團(tuán)2》里面有這個(gè)魔術(shù),《加油!向未來》也出現(xiàn)了這個(gè)實(shí)驗(yàn),那么實(shí)驗(yàn)里是怎么實(shí)現(xiàn)的?背后涉及到的原理是什么?
《加油!向未來》節(jié)目是由中國科協(xié)特別支持,《知識(shí)就是力量》雜志社傾力協(xié)助,明星與普通科學(xué)愛好者組隊(duì),為你開啟科學(xué)之門的一檔實(shí)驗(yàn)性節(jié)目。
《加油!向未來》第一季最后一期收官夜中,小撒則上演了他主持生涯以來的首次魔術(shù)秀——水滴懸停。
鋼制的支架下方,當(dāng)水滴順著噴管不規(guī)則降落時(shí),小撒舉手高喊“?!?,水滴在嘉賓和全場觀眾的見證下竟然真的停了下來,而這一切沒有借助任何的電腦特效。為什么呢?快來聽聽專家怎么說。
可以確定的是,水滴本身是在一刻不停地往下落的。
有過基礎(chǔ)的物理常識(shí)應(yīng)該知道,要想克服地球重力,實(shí)現(xiàn)液體水的懸浮,必須使水的密度小于或者等于空氣的密度,而在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,空氣的密度為1.293g/L,水的密度為1000g/L,水的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的密度,所以,在空氣中實(shí)現(xiàn)液體水的懸浮是不可能的,只有在真空的失重環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn)水的懸浮。
在地球環(huán)境下,水滴永遠(yuǎn)都在地球的重力下一刻不停地下墜,但在特殊的光線和特殊音箱頻率的配合下,能夠看到水滴懸停在空中的視覺現(xiàn)象。
其實(shí)是特殊光線在“作祟”——頻閃燈作用下產(chǎn)生的錯(cuò)覺。
先解釋一下為什么是特殊光線的作用。相對(duì)特殊光線的是普通光線,普通光線就比如我們平時(shí)使用的電燈,是持續(xù)不斷的常亮,所以我們能夠看到水滴的自由下落運(yùn)動(dòng)。
而在《加油!向未來》撒貝寧的實(shí)驗(yàn)中,我們看到的是水滴的懸浮或者上升,而不是自由落體,正是因?yàn)楣?jié)目中提到了一個(gè)特殊光線“頻閃燈”,頻閃燈屬于間歇性光源,是一亮一熄,在頻閃燈熄的時(shí)候我們看不到水滴,亮的時(shí)候才能看到水滴的位置。
要想實(shí)現(xiàn)水滴在下落過程中的懸浮,就必須使光源的間隙時(shí)間與水滴下落到各個(gè)位置的時(shí)間間隔相等,或者是它的整數(shù)倍。
要想實(shí)現(xiàn)水滴在下落過程中的倒流,就必須使光源的間隙時(shí)間小于水滴下落到各個(gè)位置的時(shí)間間隔。
頻閃所隔的時(shí)間稱為周期,它的倒數(shù)稱為頻率,頻閃在日常生活中的應(yīng)用有:檢驗(yàn)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性,還可以用來測量水滴流的流速、方向以及飛彈的運(yùn)動(dòng)軌跡等。
現(xiàn)在知道水滴懸停的神奇之處在哪里了吧?!不過,在此也提醒大家,專業(yè)實(shí)驗(yàn)需在專業(yè)人士指導(dǎo)下完成,不可隨意模仿哦!
來源:科普中國?????作者:朱棣文