スプーンコール。自宅での楽しい身体体験

スプーンチャイム。物理実験

物理学の面白い実験

お互いに話したり、良い音楽を聴いたりする機会を与えてくれる空気に感謝すべきですが、空気は音の最良の伝導体ではないと言わざるを得ません。固体ボディは音を最も良く伝えます。液体は固体に次いで音をよく伝えますが、気体はその XNUMX 番目にすぎません。

空気と通常のロープ (この場合は固体の「代表者」) によって音がどのように伝わるか、小さな経験に基づいて比較してみましょう。大さじXNUMX杯をXNUMX本の小さな紐に掛けてテーブルに叩きつけます。かなり弱い呼び出し音が聞こえます。しかし、この音が空気を通してではなく、スプーンがぶら下がっているロープを通して耳に伝わると（そのためには、ロープの端を耳の聴覚開口部に押し付ける必要があります）、大きな鐘の音が聞こえます。 -のような鳴き声。

次に、ロープ上のスプーンを交換して実験を行ってください。まず、大きな金属製のスープ（ドラフト）スプーンをぶら下げ、テーブルの端に叩きつけて、その音を聞いてください。次に、比較のために、通常の大さじXNUMX杯の量を聞いてください。そして最後に、ティースプーンの量を聞いてください。 XNUMX つのケースすべてで、スプーンの音が異なります。最低音の低音はドラフトの大きなスプーンで、大さじの音は少し高く、最も高い音は小さな小さじです。スプーンの音はその振動の周波数によって決まりました。スプーンが大きくなればなるほど、その振動周波数は低くなり、したがって音は低くなります。

スプーンチャイム

ドライアイスを入手できれば (通常はアイスクリーム屋から入手できます)、興味深い実験を行うことができます。ティースプーンをドライアイスに押し当てると、微妙なハウリング音が聞こえます。スプーンが大幅に冷えると音が鳴らなくなるため、長くは続きません。この音は、ドライアイスと温かいスプーンの接触点で二酸化炭素が急速に放出されるためです。スプーンの下から脱出すると、スプーンが高周波で振動し、音が聞こえます。

著者: Rabiza F.V.

物理学の興味深い実験をお勧めします。

▪ 力の集中

▪ ジャンプリング

▪ 穴のあるカメラ

化学の興味深い実験をお勧めします。

▪ ゼラチン

▪ 有益な奇跡

▪ シューティングボトル

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実験物理学者が冷却状態で原子、イオン、分子を扱う方がはるかに簡単です。 XNUMX ケルビン未満の温度まで冷却すると、粒子の運動エネルギーが最小限に抑えられ、粒子がより制御しやすくなります。そのため、それらはトラップに研ぎ澄まされ、原子干渉法などの高精度測定実験に使用されるだけでなく、量子現象やエキゾチックな形態の物質の研究にも使用されます。

新しい実験で、テキサス大学オースティン校の物理学者は、冷却された原子の連続ビームを生成する新しい方法を提案しました。

原子を冷却するために最もよく使用される方法は、原子による光の吸収に依存するレーザー冷却です。原子の共鳴遷移よりも低い周波数を適切に選択すると、粒子はその運動エネルギーを浪費し、減速し、最終的に冷却します。ただし、この方法は成功したものの、すべての原子に適しているわけではなく、粒子を使用したいくつかの実験にも制限が課せられます。

原子と分子のコールドビームを取得する別の方法は、バッファーガスを使用することです。バッファガス冷却法は、ヘリウムやネオンなどの不活性ガスの冷たい原子との弾性衝突により、対象の粒子のエネルギーを散逸させることによって機能します。この冷却メカニズムは (レーザー冷却とは異なり) 粒子の内部構造に依存しないため、バッファーガス冷却はほとんどすべての原子または小分子に適用できます。

結果として得られる原子のビーム温度は、通常、XNUMX ～数ケルビンの範囲です。より低い温度は、不活性ガスの超音速ジェットを使用して達成できます。これにより、キャリアガスの断熱膨張によって粒子が冷却されます。

彼らの研究では、科学者は両方の方法の利点を組み合わせることを決定し、リチウム 7 原子のビームを作成しました。これは、ヘリウムで冷却された膨張を伴うチャンバー内で 10 ミリケルビンに冷却され、超音速ジェットを放出しました。

研究者らの実験では、ヘリウム 4 ガスが超音速で小さな円筒セルに供給され、そこで 4,4 ケルビンの温度に冷却されます。リチウムのビームがヘリウムの流れに向けられ、その原子の一部がヘリウムの流れによって捕捉され、ヘリウムの流れとの衝突により冷却されます。膨張したガスジェットは次の真空チャンバーに向け直され、リチウム原子は磁気六重極レンズによって捕捉され、磁気モーメントに影響を与えて焦点を合わせます。ヘリウム原子は磁石によって集束されないため、表面に衝突するまで弾道軌道を移動し続けます。

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