«Η φαντασία είναι πιο σημαντική απο τη γνώση. Πράγματι, η γνώση είναι περιορισμένη, ενώ η φαντασία καλύπτει ολόκληρο τον κόσμο, ενθαρρύνοντας την πρόοδο, δημιουργώντας εξέλιξη", - Albert Einstein.
Η γνώση που αποκτούμε στα μαθήματα φυσικής θέτει τα θεμέλια για όλα τα άλλα καταπληκτικά πράγματα που συνεχίζουμε να μαθαίνουμε. Αλλά η επιστήμη σίγουρα δεν τελειώνει στο γυμνάσιο, και μόλις πάρετε την εκπαίδευσή σας στο επόμενο επίπεδο, τα πράγματα γίνονται πραγματικά ενδιαφέροντα.
Το σύμπαν είναι ένα τρελό μέρος. Με τη βοήθεια της φυσικής, μάθαμε πολλά για τη μυστηριώδη φύση της, αλλά έχουμε ακόμα πολύ δρόμο να διανύσουμε! Ας αρχίσουμε. Σας προτείνουμε μια λίστα με 10 ενδιαφέροντα γεγονότα σχετικά με τη φυσική για παιδιά στην τάξη 7: περίεργα φυσικά φαινόμενα και ιδιότητες.
10. Το απεσταγμένο νερό είναι διηλεκτρικό
Οι "πυκνωτές νερού", όπου το νερό είναι διηλεκτρικό, χρησιμοποιούνται συνήθως σε συστήματα εναλλαγής υψηλής τάσης.
Για παράδειγμα, τα λέιζερ αζώτου υψηλής ισχύος χρησιμοποιούν συνήθως πυκνωτές νερού ως συστατικό της αποθήκευσης ενέργειας. Όταν χρησιμοποιείται σε αυτές τις εφαρμογές, χρησιμοποιείται ένας απιονιστής ρητίνης για τη δραστική μείωση της αγωγιμότητας του νερού.
Το μεγάλο πλεονέκτημα της χρήσης νερού ως διηλεκτρικό σε αυτές τις εφαρμογές υψηλής τάσης είναι ότι είναι αυτοθεραπεία, σε αντίθεση με το στερεό διηλεκτρικό. Έτσι, το απιονισμένο νερό μπορεί και χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό.
9. Το γυαλί δεν θεωρείται στερεό επειδή είναι υγρό
Μερικές φορές λέγεται ότι το γυαλί σε πολύ παλιές εκκλησίες είναι παχύτερο από κάτω από από ψηλά, γιατί γυαλί - υγρό, και επομένως για αρκετούς αιώνες ρέει προς τα κάτω. Δεν είναι αλήθεια.
Στα μεσαιωνικά χρόνια, οι γυάλινες πλάκες κατασκευάζονταν συχνά χρησιμοποιώντας τη μέθοδο γυαλιού κορώνας. Ένα κομμάτι λιωμένου γυαλιού τυλίχτηκε, διογκώθηκε, διογκώθηκε, ισοπεδώθηκε και τελικά περιστράφηκε σε δίσκο και στη συνέχεια κόπηκε σε γυαλί. Τα φύλλα ήταν παχύτερα προς την άκρη του δίσκου και συνήθως τοποθετήθηκαν έτσι ώστε η βαρύτερη πλευρά να ήταν κάτω.
Για να απαντήσετε στην ερώτηση «Είναι το γυαλί υγρό ή στερεό; " πρέπει να κατανοήσουμε τις θερμοδυναμικές και υλικές του ιδιότητες. Πολλά στερεά έχουν κρυσταλλική δομή σε μικροσκοπική κλίμακα.
Τα μόρια είναι διατεταγμένα στο σωστό πλέγμα. Όταν ένα στερεό σώμα θερμαίνεται, τα μόρια ταλαντεύονται γύρω από τη θέση τους στο πλέγμα έως ότου ο κρύσταλλος σπάσει στο σημείο τήξης και τα μόρια αρχίζουν να ρέουν.
Υπάρχει μια σαφής διάκριση μεταξύ στερεού και υγρού, η οποία διαχωρίζεται από μια μετάβαση φάσης πρώτης τάξης, δηλαδή, μια διαλείπουσα αλλαγή στις ιδιότητες του υλικού, όπως η πυκνότητα. Η κατάψυξη χαρακτηρίζεται από την απελευθέρωση θερμότητας, γνωστή ως θερμότητα τήξης.
8. Εάν το υδρογόνο καίγεται στον αέρα, σχηματίζεται νερό.
Το υδρογόνο καίγεται σε οξυγόνο για να σχηματίσει νερό. Η φλόγα είναι σχεδόν άχρωμη. Μίγματα υδρογόνου και οξυγόνου (ή υδρογόνου και αέρα) μπορεί να είναι εκρηκτικά όταν υπάρχουν δύο αέρια σε μια συγκεκριμένη αναλογία, επομένως το υδρογόνο πρέπει να αντιμετωπίζεται πολύ προσεκτικά.
7. Το φως έχει βάρος αλλά δεν έχει μάζα
Εάν υπήρχε μια απλή απάντηση, πόσο βάρος ζυγίζει, θα το γνωρίζαμε όλοι. Στην πραγματικότητα, ο Αϊνστάιν απέδειξε ότι η ενέργεια και η μάζα μπορούν να είναι η ίδια - όλη η ενέργεια έχει κάποια μορφή μάζας.
Το φως ενδέχεται να μην έχει ανάπαυση (ή αμετάβλητη) μάζα που περιγράφει το βάρος του αντικειμένου. Αλλά λόγω της θεωρίας του Αϊνστάιν (και του γεγονότος ότι το φως συμπεριφέρεται σαν να έχει μάζα, επειδή υπόκειται στη βαρύτητα), μπορούμε να πούμε ότι η μάζα και η ενέργεια υπάρχουν μαζί. Σε αυτήν την περίπτωση, θα το ονομάζαμε σχετικιστική μάζα - τη μάζα όταν το αντικείμενο είναι σε κίνηση και όχι σε ηρεμία. Έτσι, το "βάρος" που μετράτε είναι μια μορφή ενέργειας.
6. Ο Πλούτωνας δεν έχει κυκλώσει τον ήλιο από την ανακάλυψή του.
Ο Πλούτωνας ανακαλύφθηκε στις 18 Φεβρουαρίου 1930. Ένας νάνος πλανήτης χρειάζεται 248,09 χρόνια Γης για να ολοκληρώσει μια τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Απλή αριθμητική, και διαπιστώνουμε ότι ο Πλούτωνας θα ολοκληρώσει την πρώτη του πλήρη επανάσταση από την ανακάλυψή του στις 23 Μαρτίου 2178.
5. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού βρίσκεται στον ήλιο.
Σύμφωνα με τον επιστήμονα Charles Choi, όταν ο ηλιακός άνεμος φυσάει πέτρες πλούσιες σε οξυγόνο, ένας συνδυασμός υδρογόνου και οξυγόνου μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό νερού. Αυτή η διαδικασία μπορεί να αναπτυχθεί οπουδήποτε με τους σωστούς τύπους λίθων, από την επιφάνεια του φεγγαριού έως ένα μεμονωμένο σωματίδιο διαπλανητικής σκόνης.
Ετσι, μέρος του νερού που δημιουργεί τις συνθήκες για την εμφάνιση της ζωής στη Γη μπορεί να έχει γεννηθεί από τον Ήλιο.
4. Υγρά, αέρια και στερεά διογκώνονται πάντα όταν θερμαίνονται.
Όταν προστίθεται θερμότητα σε μια ουσία, τα μόρια και τα άτομα δονούνται ταχύτερα. Όταν τα άτομα δονούνται γρηγορότερα, το διάστημα μεταξύ των ατόμων αυξάνεται.
Η κίνηση και η απόσταση μεταξύ των σωματιδίων καθορίζει την κατάσταση της ύλης. Το τελικό αποτέλεσμα της αύξησης της μοριακής κίνησης είναι ότι το αντικείμενο επεκτείνεται και καταλαμβάνει περισσότερο χώρο.
Ωστόσο, η μάζα του αντικειμένου παραμένει η ίδια. Τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια διογκώνονται όταν προστίθεται θερμότητα. Όταν η θερμότητα αφήνει όλες τις ουσίες, τα μόρια δονούνται πιο αργά. Τα άτομα μπορούν να έρθουν κοντά, γεγονός που οδηγεί σε συμπίεση της ουσίας. Και πάλι, η μάζα δεν έχει αλλάξει.
3. Ο ήχος στον αέρα και στο νερό ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες
Ο ήχος ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες ανάλογα με το τι περνάει. Από τα τρία μέσα (αέριο, υγρό και στερεό), τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσω των αερίων πιο αργά, πιο γρήγορα μέσω υγρών και πιο γρήγορα μέσω στερεών. Η θερμοκρασία επηρεάζει επίσης την ταχύτητα του ήχου.
Η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου από το οποίο περνά. Όταν εξετάζουμε τις ιδιότητες ενός αερίου, βλέπουμε ότι μόνο όταν τα μόρια συγκρούονται μεταξύ τους, μπορεί να εμφανιστεί σπάνια ηχητικό κύμα. Έτσι, είναι λογικό να πούμε ότι η ταχύτητα του ήχου έχει την ίδια τάξη μεγέθους με τη μέση μοριακή ταχύτητα μεταξύ συγκρούσεων.
Στο αέριο, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να γνωρίζετε τη θερμοκρασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε χαμηλότερες θερμοκρασίες τα μόρια συγκρούονται πιο συχνά, γεγονός που δίνει στο ηχητικό κύμα περισσότερες πιθανότητες να κινηθούν γρήγορα.
Κατά την κατάψυξη (0 ° Κελσίου), ο ήχος ταξιδεύει στον αέρα με ταχύτητα 331 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (περίπου 740 μίλια ανά ώρα). Αλλά σε θερμοκρασία δωματίου 20 ° C, ο ήχος ταξιδεύει με ταχύτητα 343 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (767 μίλια ανά ώρα).
Ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα σε υγρά παρά σε αέρια επειδή τα μόρια είναι πυκνότερα. Στο γλυκό νερό, τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν με ταχύτητα 1482 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (περίπου 3315 μίλια ανά ώρα). Είναι περισσότερο από 4 φορές πιο γρήγορα από ό, τι στον αέρα!
Αρκετά ζώα που κατοικούν στον ωκεανό βασίζονται σε ηχητικά κύματα για να επικοινωνήσουν με άλλα ζώα και να βρουν τροφή και εμπόδια. Ο λόγος που μπορούν να χρησιμοποιήσουν αποτελεσματικά αυτήν τη μέθοδο επικοινωνίας σε μεγάλες αποστάσεις είναι επειδή ο ήχος ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα στο νερό.
2. Το καθαρό χιόνι λιώνει πιο αργά από το βρώμικο χιόνι
Το βρώμικο χιόνι συνήθως λιώνει γρηγορότερα από το φρέσκο γιατί απορροφά περισσότερη ενέργεια από τον ήλιο., και αυτό δεν είναι μόνο πρόβλημα σε πόλεις με άμμο.
Με εξαίρεση ορισμένα βουνά και ψηλά οροπέδια, το χιόνι καλύπτει φυσικά από την επιφάνεια της Γης την άνοιξη και τις αρχές του καλοκαιριού. Η σκόνη πάνω από αυτό το χιόνι επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία.
1. Το μαστίγιο θεωρείται η πρώτη συσκευή που ξεπέρασε το φράγμα ήχου
Το ηχητικό φράγμα μπορεί να έχει ξεπεραστεί για πρώτη φορά από ζωντανά πράγματα πριν από 150 εκατομμύρια χρόνια. Μερικοί παλαιοβιολόγοι αναφέρουν ότι, με βάση μοντέλα υπολογιστών των βιομηχανολογικών τους δυνατοτήτων, ορισμένοι δεινόσαυροι μακράς ουράς, όπως ο Brontosaurus, ο Apatosaurus και το Diplodocus, μπορεί να έσπασαν την ουρά τους με υπερηχητικές ταχύτητες, δημιουργώντας έναν ήχο. Αυτό το συμπέρασμα είναι θεωρητικό και αμφισβητείται από άλλους σε αυτόν τον τομέα.
Οι μετεωρίτες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης συνήθως, αν όχι πάντα, πέφτουν γρηγορότερα από τον ήχο. Ωστόσο, η πρώτη συσκευή που σπάει το φράγμα ήχου είναι ένα κανονικό μαστίγιο ή μαστίγιο.. Το άκρο του μαστιγιού κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου, δημιουργώντας έναν ξεχωριστό ήχο.