Изследователи от Московския физико-технически институт успели да разрешат мистерията за появата на дъждовните капки.
В хода на изследванията учените разбрали, защо капките на дъжда достигат размерите си не за няколко дни, както се очаква, а за 10 минути.
Физиците наблюдавали зараждането на капките на дъжда в условия на турбулентност. Предмет на изследване е т.нар. клъстеризация – процесът на бързо натрупване на капчици, а нарастването на размера им става в районите между вихрите на въздуха. Според изчисленията, за растеж на капките от 1 до 100 микрометра ще са необходими стотици часове или дори дни, но в действителност дъждовните облаци се образуват много по-бързо.
Физиците изучавали кластеризацията в условия на турболентност не при обикновени условия, когата температурата навсякъде е еднаква, а при появата на малка разлика в температурата на облака, когато единият му край е по-нагрят от другия.
Изчисленията показали, че разликата в температурите, наблюдавани в реални облаци, са достатъчни, за да се ускори процесът на групиране хиляди пъти. Това помага да се обяснят валежите. При сблъсък капките се обединяват в по-големи капчици. Те растат постоянно при сблъсък между всеки две капки и в резултат на това времето на растеж от 1 до 50 микрона е намалена до 10 минути.
Архив за етикет: капки
Левитация в триизмерното пространство с помощта на звукови вълни
Трима физика от университета в Токио са описали левитация, осъществена в триизмерното пространство с помощта на звукови вълни.
Начините да се задържа обект с малка маса във въздуха са няколко. Най-разпространена е левитация чрез магнетизъм. Друг метод за левитация е използването на сгъстен въздух, насочен към повърхността, където се намира предмета.
Новата методика е свързана с преместване на маслени капки и клечки за зъби с помощта на звукови вълни.
До сега на учените се е отдавало да откъснат даден предмет от повърхността и да го задържат във въздуха, но предметите са се движели нагоре и надолу, тази левитация е двумерна.
За да се увеличат броя на посоките, японските учени са добавили повече източници на звук и са използвали система за контрол, която премества точката на фокусиране в камерата.
Системата се състои от четири високоговорителя, два се използват за левитация и два за преместване точката на фокусиране. Така предмета се движи в различни направления.
Като част от експеримента са тествани леки дунапренови топки. По нататък в изследванията се е установило, че устройството може да задвижи електрически компоненти, дървени клинове и дори метални гайки и болтове.
Тъй като системата използва само ултразвукови вълни, за човешкото ухо тя е абсолютно безшумна.
Неотклонен
Имаше силна буря с проливен дъжд. Тригодишно момиченце седеше до прозореца и с ужас гледаше в бушуващата природа.
Изведнъж тя видя как един човек излезе на алеята с чанта. Той вървеше срещу вятъра и дъжда. Въздушният напор го блъскаше назад, а водните капки безжалостно удряха лицето му. Но той упорстваше. Хора укрили се при входовете на къщите го викаха, но той не им отговаряше.
– Мамо, мамо, – крещеше изплашеното дете, – човек на улицата.
Майката дойде до прозореца.
– Какъв неразумен човек, – каза тя с усмивка. – Нима иска да се покаже какъв герой е?
Вятърът задуха още по-силно и човека падна в бушуващия поток.
– Мамо, – извика изплашено детето, – той ще потъне …… трябва да го спасим.
Сърцето на детето се сви от болка.
– Виждаш какво може да се случи на един глупав човек! Защо не почака да намалее малко дъжда, да се прикрие към някой вход, както всички ……, – нагледно обясни майката на дъщеря си.
Мъжът с мъка се измъкна от водата и отново пое срещу вятъра и дъжда.
– Стана…. устоя ….. отива по нататък! – зарадва се момиченцето и запляска с ръце.
– Запомни, дете, неразумният на всяка крачка го чака беда! – наставнически каза майката.
– Но той бърза за там, където ние не знаем….. – каза момичето с тъга.
– Когато бързаш, ще станеш за смях на хората, – продължи майката със същия тон.
Детето се възмути:
– Мамо, ами ако той е лекар и бърза при някое болно дете, за да спаси живота му…. И ако това дете бях аз?
Как звучи симетрията на субатомния свят
Искате ли да чуете песента на позитрона? Италианският инженер Доменико Вичинанца е готов да реализира тази мечта.
Този човек е експериментирал с вулканична активност и даже е свирил древногръцка музика с „Оркестър на забравените звуци“. Сега го влече субатомния свят на мъгливи и капкови камери – предшественик на съвремения детектор на частици.
Облачната камера е изобретена през 1895 г. от шотландския физик Чарлз Томас Рийс Уилсън, който е работил в известния Кавендиш лаборатория в университета в Кеймбридж. Уилсън се интересувал от метеорологията, искал да възпроизведе кондензация на облаци в лабораторията. Той напълнил херметически затворен съд с въздух наситен с влага. Поради адиабатното разширение температурата паднала и се извършила кондензация.
Изследователят изучавал процеса, при който йони стават ядра на водни капки и дори фотографирал капките. През 1910 г. той осъзна, че може да използва своето устройство за откриване на заредени частици, тъй като те оставят йонни следи и водни капки, когато минават през газа.
Така Уилсън пръв в света, успял да снима следите, оставени от алфа-и бета-излъчване. Ако в камерата на Уилсън се създаде магнитно поле положително и отрицателно заредени частици се насочат в различни направления.
Мехурчестите камери се основават на същите принципи, но с едно изключение, те са пълни не с пара, а гореща течност. Когато субатомни частици се сблъсква с ядрото на един от атомите на течността, става изпарение и се получава крехък мехур.
Г-н Вичинанца експериментирал с алгоритми за озвучение на „тихите“ процеси и приложил същия метод към позитрона. Композиторът се стремял, колкото може по-точно да пренесе следите на частиците на нотната стена. След това г-н Вичинанца съчинява мелодия и преписва кода на специален софтуер за хармонизиране на резултата.
Според него, следите оставени от частици и античастици, трябва да се изразят в две симетрични мелодии, разходящи в противоположни посоки.
Г-н Вичинанца не е първия композитор, вдъхновен от физиката на елементарните частици и който ползва алгоритми за озвучаване на естествените процеси. Миналата година Алексис Кърк от Университета на Плимут от лабораторията Ръдърфорд – Епълтън е съчинил дует за виолончелист и радиоактивни субатомните частици, произведени в камерата на Уилсън.
През тази година се е състояла премиерата на симфонията „Алтернативна енергия“, написана от Мейсън Бейтс, композитор на Чикагския симфоничен оркестър, вдъхновен от звуците на Националната ускорителна лаборатория „Енрико Ферми“.
Двете дървета
Много отдавна в гората растели две дървета. Когато капките на дъжда падали на листата или на корените на първото дърво, то поемало съвсем малко и казвало:
– Ако взема повече, няма да остане за другите.
Второто дърво приемало цялата вода, която му дарявала природата. Когато слънцето дарявало със светлина и топлина второто дърво, то се наслаждавало и се, къпело в златните лъчи на огненото светило, а първото взимало само една малка част.
Минали години. Клоните и листата на първото дърво били толкова малки, че не могли да поемат и капка дъжд, а слънчевите лъчи не могли да се доберат до оскъдните плодове, защото и светлината и водата се губели в короните на другите дървета.
– Цял живот давах на другите, а сега в замяна не получавам нищо, – тихо мърморело първото дърво отново и отново.
Второто дърво придобило разкошни клони, които били отрупани с огромни плодове.
– Благодаря ти, Господи, за това, че ми даде в живота всичко. Сега е време да дам стократни, както Ти постъпваш. Под своите клони аз ще укрия хиляди пътници от палещото слънце или от дъжда. Нека моите плодове радват много поколения хора със своята сладост. Благодаря Ти, че ми даде възможност да давам, – с любов и нежност казало второто дърво.