stringtranslate.com

Эксперимент с падением смолы

Эксперимент с каплей смолы в Университете Квинсленда , демонстрирующий вязкость битума .

Эксперимент с каплей смолы — это долгосрочный эксперимент , в ходе которого измеряется текучесть куска смолы в течение многих лет. «Смола» — это название для любой из множества высоковязких жидкостей , которые кажутся твердыми, чаще всего битума , также известного как асфальт. При комнатной температуре смола смолы течет с очень низкой скоростью, и для образования одной капли требуется несколько лет.

Эксперимент Университета Квинсленда

Эксперимент с падением смолы в Университете Квинсленда с участием его куратора, профессора Джона Мейнстоуна (снято в 1990 году, через два года после седьмого падения и за 10 лет до падения восьмой капли).

Самая известная версия [1] эксперимента была начата в 1927 году профессором Томасом Парнеллом из Университета Квинсленда в Брисбене , Австралия, чтобы продемонстрировать студентам, что некоторые вещества, которые кажутся твердыми, являются высоковязкими жидкостями. [2] Парнелл вылил нагретый образец смолы в герметичную воронку и дал ему отстояться в течение трех лет. [3] В 1930 году уплотнение на горлышке воронки было разрезано, что позволило смоле начать течь. Воронку покрывает стеклянный купол, и она выставляется на обозрение снаружи лекционного зала. [4] Каждая капля формируется и падает в течение примерно десятилетия .

Седьмая капля упала примерно в 16:45 3 июля 1988 года, когда эксперимент демонстрировался на Всемирной выставке 1988 года в Брисбене . Однако, по-видимому, никто не видел падения самой капли; [5] Профессор Мейнстоун вышел попить в тот момент, когда это произошло. [1]

Восьмая капля упала 28 ноября 2000 года, что позволило экспериментаторам рассчитать вязкость смолы, которая примерно в 230  миллиардов раз превышает вязкость воды . [ 6]

Этот эксперимент занесен в Книгу рекордов Гиннесса как «самый продолжительный в мире непрерывно работающий лабораторный эксперимент» [7] , и ожидается, что в воронке достаточно смолы, чтобы он мог продолжаться еще как минимум сто лет. Этому эксперименту предшествовали два других (все еще действующих) научных устройства: Oxford Electric Bell (1840) и Beverly Clock (1864), но каждое из них испытывало кратковременные перерывы с 1937 года.

Первоначально эксперимент не проводился в каких-либо специально контролируемых атмосферных условиях, то есть вязкость могла меняться в течение года в зависимости от колебаний температуры . Через некоторое время после падения седьмой капли (1988 г.) в месте проведения эксперимента было установлено кондиционирование воздуха. Более низкая средняя температура удлинила растяжку каждой капли до того, как она отделится от остальной части смолы в воронке, и соответственно типичный интервал между каплями увеличился с восьми до 12–13 лет.

В октябре 2005 года Джон Мейнстоун и покойный Томас Парнелл были удостоены Шнобелевской премии по физике, пародии на Нобелевскую премию , за эксперимент с падением смолы. [8] Мейнстоун впоследствии прокомментировал:

Я уверен, что Томас Парнелл был бы польщен, узнав, что Марк Хендерсон считает его достойным стать лауреатом Шнобелевской премии. Цитата о награждении профессора Парнелла, конечно, должна была бы приветствовать новый рекорд, который он таким образом установил по самому длительному промежутку времени между проведением основополагающего научного эксперимента и вручением такой награды, будь то Нобелевская премия или Шнобелевская премия. [9]

Эксперимент отслеживается веб-камерой [10], но технические проблемы не позволили записать падение в ноябре 2000 года. [7] Эксперимент по падению питча выставлен на всеобщее обозрение на втором этаже здания Парнелла в Школе математики и физики в кампусе Сент-Люсия Университета Квинсленда . Сотни тысяч интернет-пользователей смотрят прямую трансляцию каждый год. [4]

Профессор Джон Мейнстоун умер 23 августа 2013 года в возрасте 78 лет после инсульта . [11] Затем опекунство перешло к профессору Эндрю Уайту. [12]

Девятая капля коснулась восьмой капли 12 апреля 2014 года; [13] [14] [15] однако она все еще была прикреплена к воронке. 24 апреля профессор Уайт решил заменить стакан, содержащий предыдущие восемь капель, прежде чем девятая капля слилась с ними (что навсегда повлияло бы на способность образовываться дальнейшие капли). Пока колпак поднимали, деревянное основание покачнулось, и девятая капля откололась от воронки. [16]

Хронология

Хронология эксперимента Университета Квинсленда:

  1. ^ После седьмого падения установили кондиционер, что снизило среднюю температуру.
  2. ↑ 12 апреля 2014 г.: 9-я капля коснулась 8-й капли; 24 апреля 2014 г.: 9-я капля отделилась от воронки во время смены стакана.

Эксперимент Тринити-колледжа в Дублине

Эксперимент с каплей смолы в Тринити-колледже в Дублине в Ирландии был начат в октябре 1944 года неизвестным коллегой лауреата Нобелевской премии Эрнеста Уолтона , когда он работал на физическом факультете Тринити-колледжа. Этот эксперимент, как и эксперимент в Университете Квинсленда, был поставлен для демонстрации высокой вязкости смолы. Этот физический эксперимент стоял на полке в лекционном зале Тринити-колледжа без присмотра в течение десятилетий, пока смола капала несколько раз из воронки в приемную банку внизу, также собирая слои пыли. [17] [18] [19]

В апреле 2013 года, примерно через десять лет после предыдущего падения питча, физики Тринити-колледжа заметили, что формируется еще одна капля. Они переместили эксперимент на стол, чтобы контролировать и записывать падающую каплю с помощью веб-камеры, позволяя всем присутствующим наблюдать. Пигмент капал около 17:00  IST 11 июля 2013 года, что стало первым случаем, когда падение питча было успешно зафиксировано на камеру.

На основании результатов этого эксперимента физики Тринити-колледжа подсчитали, что вязкость смолы примерно в два миллиона раз больше вязкости меда или примерно в 20 миллиардов раз больше вязкости воды. [17]

Эксперимент Университета Сент-Эндрюс

Эксперимент по падению смолы был начат в Университете Сент-Эндрюс в 1927 году, в том же году, что и эксперимент в Квинсленде. Не обнаружено никаких доказательств какого-либо контакта между Парнеллом и зачинщиком или зачинщиками эксперимента в Сент-Эндрюс. Смоляная смола в эксперименте в Сент-Эндрюс течет в основном ровным, но чрезвычайно медленным потоком. [20] На каком-то этапе (вероятно, в 1984 году) профессор Сент-Эндрюс Джон Аллен модифицировал эксперимент в Сент-Эндрюс, чтобы приблизить его установку к эксперименту в Университете Квинсленда. [21]

Эксперимент в Университете Аберистуита

В 2014 году СМИ сообщили, что эксперимент с каплей смолы был недавно заново открыт в Университете Аберистуита в Уэльсе. Он датируется 1914 годом и опережает эксперимент в Квинсленде на 13 лет. Но поскольку смола более вязкая (или средняя температура ниже), этот эксперимент еще не дал первой капли и, как ожидается, не даст еще более 1000 лет. [1] [22]

Эксперимент Национального музея Шотландии

Другая демонстрация броска в воронку была начата в 1902 году Королевским шотландским музеем в Эдинбурге и находится в Эдинбурге в преемнике Королевского шотландского музея — Национальном музее Шотландии . [23] Известные записи о его поведении неполны: известно, что он капал один раз в какое-то время между 4 и 6 июня 2016 года и по крайней мере один раз в прошлом, но время и количество предыдущих капель неизвестны. Кроме того, капание в июне 2016 года произошло вскоре после того, как эксперимент был вынесен из музейного хранилища, и физическое движение могло вызвать капание в то время. [24]

Демонстрации лорда Кельвина

Модель ледника Кельвина

В музее Хантериан в Университете Глазго есть две демонстрации на основе смолы лорда Кельвина из 19 века. Кельвин поместил несколько пуль на блюдо со смолой, а пробки — на дно: со временем пули утонули, а пробки всплыли.

Лорд Кельвин также показал, что смола течет подобно ледникам , с пандусом из красного дерева , который позволяет ей медленно скользить вниз и образовывать формы и узоры, похожие на ледники в Альпах . [1] Эта модель рассматривалась как вдохновение для ожидаемых свойств светоносного эфира . [25] [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Уэбб, Джонатан (26 июля 2014 г.). «Скука, трагедия и смола: самые медленные капли в науке». BBC News . BBC. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. . Получено 26 июля 2014 г. .
  2. ^ "Обратная связь". New Scientist : 38. 15 ноября 1984 г. ISSN  0028-6664 . Получено 5 мая 2023 г.
  3. ^ Эджворт, Р.; Далтон, Б. Дж.; Парнелл, Т. (1984). «Эксперимент с падением питча». European Journal of Physics . 5 (4): 198–200. doi :10.1088/0143-0807/5/4/003. S2CID  250769509.
  4. ^ ab Dalton, Trent (6 апреля 2013 г.). "Pitch fever". The Australian . Архивировано из оригинала 6 апреля 2013 г. . Получено 9 июля 2013 г. .
  5. ↑ Всего лишь капля — но как вовремя, Sydney Morning Herald , 16 июля 1988 г., стр. 3.
  6. ^ Эджворт, Р.; Далтон, Б. Дж.; Парнелл, Т. «Эксперимент с падением смолы». Университет Квинсленда, Австралия. Архивировано из оригинала 28 марта 2013 г. Получено 15 октября 2007 г.
  7. ^ ab "The Pitch Drop Experiment". Университет Квинсленда, Австралия: Факультет математики и физики . 6 января 2016 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 17 августа 2016 г.
  8. ^ Лауреаты Шнобелевской премии 2005 года. Невероятные исследования. Получено 6 июля 2013 г.
  9. ^ Mainstone, John. "Комментарий профессора Mainstone". University of Queensland . Архивировано из оригинала 15 ноября 2012 года . Получено 5 ноября 2012 года .
  10. ^ «Десятая вахта для девятого питч-дропа».
  11. ^ Helsel, Phil (27 августа 2013 г.). «Профессор, ответственный за знаменитый эксперимент «Pitch Drop» в течение 50 лет, умирает, не дождавшись его проведения». New York Post . Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 27 августа 2013 г.
  12. ^ Calligeros, Marissa (27 августа 2013 г.). «Pitch drop has new custodian after physicist's death». Brisbane Times . Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 15 июня 2020 г.
  13. ^ "Pitch drop touches down – oh so gentle". Университет Квинсленда, Австралия. 17 апреля 2014 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 19 апреля 2014 г.
  14. ^ Кантор, Мэтт (18 апреля 2014 г.). «Большие новости в самом длинном в мире эксперименте. Капля питча падает после 13 лет ожидания». Newser . Newser.com . Архивировано из оригинала 18 апреля 2014 г. . Получено 18 апреля 2014 г. .
  15. ^ "Explainer: the pitch drop experimental". The Conversation . 10 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2014 г.
  16. ^ Уайт, Эндрю; Баглот, Джули (24 апреля 2014 г.). «Эксперимент Pitch Drop вступает в захватывающую новую эру». Университет Квинсленда, Австралия. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. Получено 25 апреля 2014 г.
  17. ^ ab Johnston, Richard (18 июля 2013 г.). «Самая медленно движущаяся капля в мире наконец-то попала на камеру». Nature . Nature Publishing Group . doi :10.1038/nature.2013.13418. S2CID  139012227 . Получено 15 марта 2014 г. .
  18. ^ "Эксперимент в Тринити-колледже удался спустя 69 лет". RTÉ News . 19 июля 2013 г. Получено 19 июля 2013 г.
  19. ^ Гарбер, Меган (18 июля 2013 г.). «Три самых захватывающих слова в науке прямо сейчас: „The Pitch Dropped“». The Atlantic . Получено 19 июля 2013 г.
  20. ^ "Эксперимент достигает деликатного уровня" . Получено 15 июля 2022 г.
  21. ^ "Обратная связь". New Scientist : 32. 13 декабря 1984 г. ISSN  0028-6664 . Получено 5 мая 2023 г.
  22. ^ Шейн Д. Бергин; Стефан Хатцлер; Денис Вейр (май 2014 г.). "The drop heared around the world" . Получено 26 июля 2014 г. .
  23. ^ "Аппарат / текучесть / высота тона". Национальные музеи Шотландии . Получено 5 мая 2023 г.
  24. ^ "Демонстрация падения смолы". Национальные музеи Шотландии . Получено 5 мая 2023 г.
  25. ^ Джонстон, СФ (2006). «Физика туристического физического туризма в Глазго: тур по наследию». Physics in Perspective . 8 : 451–465. doi :10.1007/s00016-006-0310-6.
  26. ^ Барон Кельвин из Ларгса (1910). «Волновая теория света». Научные труды: физика, химия, астрономия, геология, с введениями, примечаниями и иллюстрациями - Том XXX.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Эксперимент по сбрасыванию смолы» .