Эксперимент с падением высоты звука
Эксперимент с падением тона — это долгосрочный эксперимент , в ходе которого измеряется расход куска тона в течение многих лет. «Пек» — это название любой из ряда высоковязких жидкостей , которые выглядят твердыми, чаще всего это битум , также известный как асфальт. При комнатной температуре смолистый пек течет с очень низкой скоростью, и для образования одной капли требуется несколько лет.
Эксперимент Университета Квинсленда
[ редактировать ]
Самая известная версия [1] Этот эксперимент был начат в 1927 году профессором Томасом Парнеллом из Университета Квинсленда в Брисбене , Австралия, чтобы продемонстрировать студентам, что некоторые вещества, которые кажутся твердыми, являются очень вязкими жидкостями. [2] Парнелл вылил нагретый образец пека в запечатанную воронку и оставил его отстояться на три года. [3] В 1930 году уплотнение на горловине воронки было разрезано, и смола начала течь. Воронку закрывает стеклянный купол, и она выставлена напоказ перед лекционным залом. [4] Каждая капля формируется и выпадает в течение примерно десяти лет .
Седьмая капля упала примерно в 16:45 3 июля 1988 года, когда эксперимент демонстрировался на Всемирной выставке Expo 88 в Брисбене . Однако, судя по всему, никто не был свидетелем самого падения капли; [5] Профессор Мейнстон вышел выпить в тот момент, когда это произошло. [1]
Восьмая капля упала 28 ноября 2000 года, что позволило экспериментаторам рассчитать вязкость смолы примерно в 230 миллиардов раз больше, чем у воды . [6]
Этот эксперимент занесен в Книгу рекордов Гиннеса как «самый продолжительный в мире непрерывно проводимый лабораторный эксперимент». [7] и ожидается, что воронка имеет достаточный наклон, чтобы позволить ей продолжаться еще как минимум сто лет. Этому эксперименту предшествовали два других (все еще действующих) научных устройства: Оксфордский электрический колокол (1840 г.) и часы Беверли (1864 г.), но с 1937 года в каждом из них наблюдались кратковременные перерывы.
Первоначально эксперимент не проводился в каких-либо специальных контролируемых атмосферных условиях, а это означает, что вязкость могла меняться в течение года в зависимости от колебаний температуры . Спустя некоторое время после падения седьмой капли (1988 год) в месте, где проходит эксперимент, добавили кондиционер. Более низкая средняя температура привела к увеличению длины каждой капли до ее отделения от остальной части воронки, и, соответственно, типичный интервал между каплями увеличился с восьми лет до 12–13 лет.
В октябре 2005 года Джон Мейнстон и покойный Томас Парнелл были удостоены Шнобелевской премии по физике (пародия на Нобелевскую премию ) за эксперимент с падением высоты звука. [8] Мейнстон впоследствии прокомментировал:
Я уверен, что Томасу Парнеллу было бы лестно узнать, что Марк Хендерсон считает его достойным стать лауреатом Шнобелевской премии. Упоминание профессора Парнелла о награде, конечно, должно было бы приветствовать установленный им таким образом новый рекорд по самому продолжительному времени между проведением плодотворного научного эксперимента и присуждением такой награды, будь то Нобелевская или Шнобелевская премия. [9]
За экспериментом следит веб-камера [10] но технические проблемы не позволили зарегистрировать падение в ноябре 2000 года. [7] Эксперимент по снижению высоты звука выставлен на всеобщее обозрение на втором уровне здания Парнелла Школы математики и физики кампуса Сент-Люсии Университета Квинсленда . Каждый год сотни тысяч интернет-пользователей просматривают прямую трансляцию. [4]
Профессор Джон Мейнстон умер 23 августа 2013 года в возрасте 78 лет от инсульта . [11] Затем опекунство перешло к профессору Эндрю Уайту. [12]
Девятая капля коснулась восьмой капли 12 апреля 2014 года; [13] [14] [15] однако он все еще был прикреплен к воронке. 24 апреля профессор Уайт решил заменить стакан, в котором находились предыдущие восемь капель, прежде чем девятая капля слилась с ними (что навсегда повлияло бы на способность формироваться последующих капель). Пока колпак поднимали, деревянное основание закачалось, и девятая капля вылетела из воронки. [16]
Хронология
[ редактировать ]Хронология эксперимента Университета Квинсленда:
| Дата | Событие | Продолжительность | ||
|---|---|---|---|---|
| Годы | Месяцы | Гистограмма | ||
| 1927 | Горячая смола разлита | |||
| Октябрь 1930 г. | Срез стебля | |||
| декабрь 1938 г. | первая капля упала | 8.1 | 98 | |
| февраль 1947 г. | вторая капля упала | 8.2 | 99 | |
| апрель 1954 г. | упала третья капля | 7.2 | 86 | |
| Май 1962 г. | упала четвертая капля | 8.1 | 97 | |
| август 1970 г. | упала пятая капля | 8.3 | 99 | |
| апрель 1979 г. | упала шестая капля | 8.7 | 104 | |
| июль 1988 г. | 7-я капля упала | 9.2 | 111 | |
| ноябрь 2000 г. | 8-я капля упала [А] | 12.3 | 148 | |
| апрель 2014 г. | 9-я капля упала [Б] | 13.4 | 161 | |
Эксперимент Тринити-колледжа в Дублине
[ редактировать ]Эксперимент по снижению высоты звука в Тринити-колледже Дублина в Ирландии был начат в октябре 1944 года неизвестным коллегой лауреата Нобелевской премии Эрнеста Уолтона , когда он учился на физическом факультете Тринити-колледжа. Этот эксперимент, как и эксперимент в Университете Квинсленда, был поставлен для демонстрации высокой вязкости смолы. Этот физический эксперимент десятилетиями стоял на полке в лекционном зале Тринити-колледжа без присмотра, поскольку он несколько раз капал из воронки в приемную банку внизу, также собирая слои пыли. [17] [18] [19]
В апреле 2013 года, примерно через десять лет после предыдущего падения высоты тона, физики Тринити-колледжа заметили, что формируется еще одна капля. Они перенесли эксперимент на стол, чтобы контролировать и записывать падающую каплю с помощью веб-камеры, позволяя всем присутствующим наблюдать. Поле потекло около 17:00 по восточному стандартному времени 11 июля 2013 года, что стало первым случаем, когда падение звука было успешно зафиксировано на камеру.
Основываясь на результатах этого эксперимента, физики Тринити-колледжа подсчитали, что вязкость смолы примерно в два миллиона раз выше вязкости меда или примерно в 20 миллиардов раз выше вязкости воды. [17]
Эксперимент Университета Сент-Эндрюс
[ редактировать ]Эксперимент по снижению высоты звука был начат в том же году, что и эксперимент в Квинсленде в Университете Сент-Эндрюс . Никаких доказательств каких-либо контактов между Парнеллом и инициатором или инициаторами эксперимента в Сент-Эндрюсе не появилось. В эксперименте Сент-Эндрюса звук течет в основном устойчивым, но чрезвычайно медленным потоком. [20] На каком-то этапе (вероятно, в 1984 году) профессор Сент-Эндрюса Джон Аллен модифицировал эксперимент Сент-Эндрюс, чтобы приблизить его схему к эксперименту Университета Квинсленда. [21]
Эксперимент Аберистуитского университета
[ редактировать ]В 2014 году средства массовой информации сообщили, что эксперимент по снижению высоты звука был недавно заново открыт в Университете Аберистуита в Уэльсе. Датируемый 1914 годом, он на 13 лет предшествует эксперименту в Квинсленде. Но поскольку смола более вязкая (или средняя температура ниже), этот эксперимент еще не привел к первому падению и, как ожидается, не произойдет в течение более 1000 лет. [1] [22]
Эксперимент Национального музея Шотландии
[ редактировать ]Еще одна демонстрация шага в воронке была начата в 1902 году Королевским шотландским музеем в Эдинбурге и проводится в Эдинбурге в учреждении-преемнике Королевского шотландского музея - Национальном музее Шотландии . [23] Известные записи о его поведении неполны: известно, что он капал один раз в период с 4 по 6 июня 2016 года и по крайней мере один раз в прошлом, но время и количество предыдущих капель или капель неизвестны. Более того, капание в июне 2016 года произошло вскоре после того, как эксперимент был вынесен из музейного хранилища, и физическое движение могло вызвать его капание в тот момент. [24]
Демонстрации лорда Кельвина
[ редактировать ]
В Хантерианском музее Университета Глазго представлены две демонстрации лорда Кельвина 19 века. Кельвин поместил несколько пуль сверху чаши со смолой, а пробки на дно: со временем пули тонули, а пробки всплывали.
Лорд Кельвин также показал, что смола течет, как ледники , с пандусом из красного дерева , который позволяет ей медленно скользить вниз и образовывать формы и узоры, подобные ледникам в Альпах . [1] Эта модель рассматривалась как источник вдохновения для ожидаемых свойств светоносного эфира . [25] [26]
См. также
[ редактировать ]
- Реология
- Уильям Джеймс Бил , ботаник, начавший длительный эксперимент по проращиванию семян в 1879 году.
- Оксфордский электрический колокол , звонящий почти непрерывно с 1840 года.
- Centennial Light , лампочка горит с 1901 года.
- ( Эксперимент по долгосрочной эволюции E. coli LTEE) — исследование экспериментальной эволюции, проводимое с 1988 года.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Уэбб, Джонатан (26 июля 2014 г.). «Скука, трагедия и смола: Самые медленные капли в науке» . Новости Би-би-си . Би-би-си. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 года . Проверено 26 июля 2014 г.
- ^ "Обратная связь" . New Scientist : 38. 15 ноября 1984 г. ISSN 0028-6664 . Проверено 5 мая 2023 г.
- ^ Эджворт, Р.; Далтон, Би Джей; Парнелл, Т. (1984). «Эксперимент с падением высоты звука» . Европейский журнал физики . 5 (4): 198–200. дои : 10.1088/0143-0807/5/4/003 . S2CID 250769509 .
- ^ Jump up to: а б Далтон, Трент (6 апреля 2013 г.). «Полевая лихорадка» . Австралиец . Архивировано из оригинала 6 апреля 2013 года . Проверено 9 июля 2013 г.
- ↑ Всего лишь капля – но какое удачное время , Sydney Morning Herald , 16 июля 1988 г., стр. 3.
- ^ Эджворт, Р.; Далтон, Би Джей; Парнелл, Т. «Эксперимент по снижению высоты тона» . Университет Квинсленда, Австралия. Архивировано из оригинала 28 марта 2013 года . Проверено 15 октября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б «Эксперимент по снижению высоты тона» . Университет Квинсленда, Австралия: Школа математики и физики . 6 января 2016 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. . Проверено 17 августа 2016 г.
- ^ Лауреаты Шнобелевской премии 2005 года . Невероятное исследование. Проверено 6 июля 2013 г.
- ^ Мейнстон, Джон. «Комментарий профессора Мейнстоуна» . Университет Квинсленда . Архивировано из оригинала 15 ноября 2012 года . Проверено 5 ноября 2012 г.
- ^ «Десятая стража девятого падения высоты» .
- ^ Хелсель, Фил (27 августа 2013 г.). «Профессор, проводивший в течение 50 лет знаменитый эксперимент «Падение высоты звука», умер, ожидая увидеть его в действии» . Нью-Йорк Пост . Архивировано из оригинала 15 июня 2020 года . Проверено 27 августа 2013 г.
- ^ Каллигерос, Марисса (27 августа 2013 г.). «После смерти физика у падения высоты звука появился новый хранитель» . Брисбен Таймс . Архивировано из оригинала 15 июня 2020 года . Проверено 15 июня 2020 г.
- ^ «Падение высоты тона касается земли – ох, так нежно» . Университет Квинсленда, Австралия. 17 апреля 2014 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 г. . Проверено 19 апреля 2014 г.
- ^ Кантор, Мэтт (18 апреля 2014 г.). «Важная новость в самом продолжительном в мире эксперименте: падение высоты звука падает после 13 лет ожидания» . Вестник . Newser.com . Архивировано из оригинала 18 апреля 2014 года . Проверено 18 апреля 2014 г.
- ^ «Объяснитель: эксперимент с падением высоты звука» . Разговор . 10 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2014 г.
- ^ Уайт, Эндрю; Баглот, Джули (24 апреля 2014 г.). «Эксперимент по снижению высоты тона вступает в новую захватывающую эру» . Университет Квинсленда, Австралия. Архивировано из оригинала 15 июня 2020 года . Проверено 25 апреля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Джонстон, Ричард (18 июля 2013 г.). «Наконец-то камера засняла самое медленное падение в мире» . Природа . Издательская группа «Природа» . дои : 10.1038/nature.2013.13418 . S2CID 139012227 . Проверено 15 марта 2014 г.
- ^ «Эксперимент Тринити-колледжа увенчался успехом спустя 69 лет» . Новости РТЭ . 19 июля 2013 года . Проверено 19 июля 2013 г.
- ^ Гарбер, Меган (18 июля 2013 г.). «Три самых интересных слова в науке на данный момент: «Понижение высоты звука» » . Атлантика . Проверено 19 июля 2013 г.
- ^ «Эксперимент достигает деликатного уровня» . Проверено 15 июля 2022 г.
- ^ "Обратная связь" . New Scientist : 32. 13 декабря 1984 г. ISSN 0028-6664 . Проверено 5 мая 2023 г.
- ^ Шейн Д. Бергин; Стефан Хутцлер; Денис Вейре (май 2014 г.). «Капль слышен во всем мире» . Проверено 26 июля 2014 г.
- ^ «Аппарат/текучесть/подача» . Национальные музеи Шотландии . Проверено 5 мая 2023 г.
- ^ «Демонстрация падения высоты звука» . Национальные музеи Шотландии . Проверено 5 мая 2023 г.
- ^ Джонстон, Сан-Франциско (2006). «Физика физического туризма в Глазго: экскурсия по наследию». Физика в перспективе . 8 : 451–465. дои : 10.1007/s00016-006-0310-6 .
- ^ Барон Кельвин Ларгс (1910). «Волновая теория света». Научные статьи: физика, химия, астрономия, геология, с введениями, примечаниями и иллюстрациями - Том XXX .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Эксперимент по снижению высоты тона» . Университет Квинсленда . 6 января 2016 г.
- «Десятый просмотр прямой трансляции с веб-камеры» . Университет Квинсленда .
- «Фото шестого падения вскоре после падения в 1979 году» . 1979. Архивировано из оригинала 17 сентября 2000 года.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
- «Фото шестого падения вскоре после падения в 1979 году» . 1979. Архивировано из оригинала 17 сентября 2000 года.
- «Страница с капельной смолой Тринити-колледжа в Дублине» . Тринити-колледж Дублина .