При правильном подходе физика – это совсем не скучная дисциплина, а кладезь знаний о нашем окружающем мире. Мы расскажем вам пяти очень интересных физических эффектах, о которых вы, вероятно, никогда даже и не слышали. Однако, они существуют и давно известны науке, хоть и кажутся какой-то фантастикой.
Физика – это не только скучный школьный предмет, но ещё и наука о природе. Это значит, что она может быть ещё и интересной. Именно благодаря изучению физики можно узнать множество необычных новых фактов о нашем мире. Увидеть физические явления, которые мы бы никогда не увидели бы сами, познакомиться с физическими эффектами, которые пришлось бы выявлять самостоятельно долгие годы. Это как аккумулятор знаний о нашей вселенной. Мы подготовили для вас 10 интересных эффектов, выбранных в случайном порядке.
Эффект Мпембы
За этим таинственным названием скрывается очень интересный физический эффект. Оказывается, горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Не смотря на первый закон термодинамики, опытным путем было установлено, что это действительно так. Обнаружил этот эффект мальчик по имени Мпебе, когда наблюдал за замерзанием мороженного. Однозначного объяснения процесса пока ещё не существует.
Электропластический эффект
Эффект снижения сопротивления образца деформации при пропускании через него электрического тока. Был также обнаружен случайно. Кто бы мог подумать, что если бить током образец, то он будет легче деформироваться. Природу эффекта связывают с электронным газом, который под действием тока перемещается и способствует движению дефектов кристалла.
Эффект безызносности
Представьте себе, что пара трения может работать практически вечно. Именно это явление обнаружили в паре сталь-медь при наличии между ними глицериновой смазки. Атомы меди переходят из медной подложки в глицерин и образуют практически вечную смазку, которая подпитывается от медного образца. Сам глицерин дополнительно защищает медь от коррозии и взаимодействия с кислородом. Эффект Доплера Замечали ли Вы когда-нибудь, что звук проезжающего поезда отличается в зависимости от того едет ли он на вас или удаляется? Если да, то вы наблюдали эффект Доплера. Он заключается в изменении длины волны перед движущимся объектом. Волна как будто сжимается в гармошку, и высота звука гудка перед поездом увеличивается.
Эффект Доплера
Замечали ли вы когда-нибудь, что звук проезжающего поезда отличается в зависимости от того едет ли он на вас или удаляется? Если да, то вы наблюдали эффект Доплера. Он заключается в изменении длины волны перед движущимся объектом. Волна как будто сжимается в гармошку, и высота звука гудка перед поездом увеличивается.
Эффект Баушингера
Это довольно интересный и одновременно сложный эффект. Он заключается в том, что при воздействии незначительной деформации, которая является пластичной, приложение нагрузки с обратным знаком уменьшает сопротивление образца этому новому воздействию. Звучит запутанно. Попробуем упростить. Если сформулировать это совсем по-простому, то получается, что выгоднее ломать образец в разные стороны, чем в одну, поскольку каждый перегиб в обратную сторону позволяет получить выигрыш.
Эффект памяти формы
Наверное, вы много раз слышали про подушки с памятью формы и про кроссовки, способные принимать форму ноги. Всё это проявление способности материала сохранять заданную форму. Если, конечно же, продавец вас не обманывает, подсовывая обычный поролон. Но необычный эффект, который рассматривается в этом материале немного иной. Если подушка с памятью формы – это полимерный материал, способный просто сохранить форму головы и не мешать своей упругостью, то память формы в металлических сплавах совсем другой эффект. Представим, что есть металлическая проволока. Эту проволоку изгибают. Затем, начинаем нагревать проволоку до определенной температуры. При нагреве проволока распрямляется, восстанавливая свою исходную форму. Почему же это происходит?
В исходном состоянии в материале существует определенная структура. Обычно металл состоит из зерен. При деформации внешние слои материала вытягиваются, а внутренние сжимаются. Соответственно, и структура испытывает деформацию. Каждое зернышко изгибается. Если мы имеем дело с так называемой мартенситной структурой (где вместо зерен пластиночки), то в некоторых случаях и для некоторых сплавов (например, нитинол) эта деформация термообратимая. При нагреве начинает проявляться термоупругость мартенситных пластин. В них возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Итак, упростим. Память формы у металлического сплава – это способность вернуться к исходной форме до деформации после нагрева образца. Выглядит это довольно удивительно.
Капиллярный эффект
Капилляр – это тонкая трубочка или канал произвольной форме. Капиллярный эффект – это явление подъема или опускания жидкости в капиллярах. Удивительно здесь то, что жидкость перемещается не только самопроизвольно, но и против действующих на ней сил. Т.е. она преодолевает силу тяжести или инерционные (и другие) силы. Если жидкость смачивает канал, то она поднимается вверх. Если стенки канала не смачиваются, то жидкость опускается внутри капилляра. Чем тоньше сечение трубочки, тем больше перемещение жидкости. Эффект возможен благодаря воздействию сил поверхностного натяжения. Мениск жидкости имеет выпуклую или вогнутую форму. В обоих случаях, силы поверхностного натяжения пытаются вернуть жидкости ровный поверхностный слой. На это, по третьему закону Ньютона, отвечает сила давления со стороны стенок. Благодаря этому и происходит движение.
Сверхпроводимость
Сверхпроводимость – это свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения. Обычные материалы всегда обладают некоторым сопротивлением. Оно больше или меньше в зависимости от многих факторов. Эффект сверхпроводимости делает это сопротивление нулевым. Если бы удалось использовать эффект сверхпроводимости в реальных (а не лабораторных) условиях, мы могли бы экономить огромные мощности при использовании проводников. Но пока высокотемпературная проводимость для нормальных условий недостижима. Механизм процесса довольно сложный и объяснений существует несколько. Одно из них опирается на тезисы квантовой физики.
Фотопластический эффект
Очень интересный и, казалось бы, невероятный эффект. Материал сильнее сопротивляется пластической деформации, если на него падают лучи света. Речь тут не про каждый материал, а про их группу. Преимущественно свойство более характерно для полупроводников. Причиной фотопластического эффекта является воздействие света на распределение электрических зарядов внутри кристалла, вызывающее уменьшение скорости дрейфа дислокаций пластической деформации и уплотнение кристаллов. Если упростить, то можно сказать, что свет создает необычные возмущения, которые мешают перемещаться структурным слоям. Что и не дает изделию гнуться.
Пьезоэлектрический эффект
Этот эффект мы постоянно встречаем в нашей жизни. Газовая плита или устройства поджига – это самые простые примеры использования пьезоэлектрического эффекта. Что же это такое? При давлении на кварц или отдельные кристаллы определенного состава образуется электрический заряд. Был открыт и обратный пьезоэлектрический эффект, когда электрический заряд приводит к деформациям. На уровне микроструктуры происходит следующее. В кристаллической решетке вследствие несовпадения центров положительных и отрицательных ионов имеется объемный электрический заряд. При деформации кристалла положительные и отрицательные ионы решетки смещаются друг относительно друга, и изменяется электрический момент кристалла, который вызывает появление потенциалов на поверхности. Иными словами, слои трутся друг об друга и создают ток. Это изменение электрического момента и проявляется в пьезоэлектрическом эффекте.
Ставим лайки, если материал вам понравился! Подписывайтесь на канал. Заходите на сайт Интересное и необычное рядом.Спасибо! НЕОБЫЧНОЕ РЯДОМ
