فیلم بیشتر »»
کد خبر ۵۳۸۷۸۲
تاریخ انتشار: ۰۷:۲۱ - ۲۴-۰۲-۱۳۹۶
کد ۵۳۸۷۸۲
انتشار: ۰۷:۲۱ - ۲۴-۰۲-۱۳۹۶

راز معمای 400 ساله فیزیک کشف شد

تیمی از دانشمندان موفق به حل معمای 400 ساله فیزیک شدند.

به گزارش ایسنا به نقل از گیزمگ، قطرات «شاهزاده روپرت» به اندازه‌ای قوی هستند که فقط با چکش می‌توان آن‌ها را در هم شکست. با این حال، چنانچه فردی انتهای این قطرات را با فشار انگشت بشکند،  به شکل پودر در می‌آیند.

حدود 400 سال است که فیزیکدانان به دنبال توضیح این پدیده هستند و به تازگی تیمی از دانشگاه پردو، دانشگاه کمبریج و دانشگاه صنعتی تالین در استونی این معما را حل کرده‌اند.

قطرات شاهزاده روپرت که اشک‌های Batavian نیز خوانده می‌شوند، در قرن هفده کشف شدند. آن‌ها زمانی معروف شدند که شاهزاده روپرت اهل باواریا در آلمان، پنج معما را در دربار چارلز دوم انگلستان مطرح کرد.

انجمن سلطنتی انگلستان در سال 1661 شروع به بررسی این قطرات کرد اما برخلاف چهار قرن تلاش محققان برای حل این معما، راز استحکام فوق‌العاده و همزمان شکنندگی خودتخریبی این قطرات در هاله‌ای از ابهام باقی ماند.

این قطره‌ها با استفاده از حباب‌های داغ و قرمزرنگ شیشه ذوب شده با ضریب انبساط حرارتی بالا و انداختن آن‌ها در ظرفی از آب سرد تولید می‌شوند؛ شیشه ذوب شده بلافاصله به شکل قطره دم‌دار جامد در می‌آید.

دانشمندان حاضر در این مطالعه از فتوالاستیسیته یکپارچه شده برای بررسی این قطرات استفاده کردند. در این تکنیک، یک شی سه بعدی شفاف در نوعی حمام غوطه‌ور معلق می‌شود و نور پلاریزه از میان آن عبور می‌کند. تغییرات حاصل شده در قطبیدگی نور در درون شی، به شکل نوارهای رنگین کمان به نمایش در می‌آید.

فیزیکدانان حاضر در  این مطالعه بر روی سر قطره متمرکز شدند و دریافتند فشارهای کمپرسی (compressive stress) در  شیشه حدود 50 تن در اینچ مربع است و این ویژگی به آن استحکام فولاد را می‌دهد.

به گفته تیم تحقیقاتی، این امر به این خاطر است که سطح بیرونی قطره سریع‌تر از داخل آن سرد می‌شود و این موضوع سطح بیرونی را به لایه‌ای متشکل از نیروهای فشاری قدرتمند تبدیل می‌کند و این نیروها به داخل قطره فشار می‌آورند.

نیروهای کمپرسی توسط نیروهای کششی داخل قطره متعادل می‌شوند و تا زمانی که این نیروها در حال تعادل باقی بمانند، قطره در وضعیت باثبات است و می‌تواند فشار فوق العاده‌ای را تحمل کند.

معمولا چون شیشه نوعی مایع فوق سرده شده است و نه جامد، هر ترکی در سطح آن گسترش یافته و آن را می‌شکند. اما در قطره شاهزاده روپرت، تعامل بین نواحی داخل و خارجی، این نیروها را به حاشیه می‌راند به طوری که ترک‌ها نمی‌توانند گسترش یابند.

با این حال، چنانچه دم قطره شکسته شود، ترک‌های موجود در آن گسترش می‌یابند، به محور قطره نفوذ کرده و وارد سر قطره می‌شوند. آسیب وارده به حدی بزرگ است که نیروهای متعادل شده آزاد می‌شوند و موجب انفجار قطره می‌شوند.

جزئیات این دستاورد علمی در  Applied Physics Letters  منتشر شد.
برچسب ها: فیزیک
ارسال به دوستان
یکی از شگفت انگیزترین نمونه های بقا در برابر سقوط از نظر علم فیزیک / هر چه زمان سقوط طولانی تر؛ شانس زنده ماندن بیشتر! قالیباف خطاب به وزیر جنگ آمریکا: ایران محاصره‌پذیر نیست دعوت ترامپ از نخست وزیر مکلف عراق برای سفر به آمریکا شباهت شگفت‌ انگیز دست انسان و یک موجود ماقبل تاریخ (+اینفوگرافیک) تصادف در زنجان با ۴ کشته بخشش قاتل زن جوان به حرمت امام رضا(ع) در خرم‌دره  سناتور آمریکایی خطاب به هگست: به هیچ هدفی علیه ایران نرسیدید افزایش تهدید تروریستی در انگلیس به «سطح جدی»  آمریکا: ما توافقی با ایران مانند توافقی که توسط اوباما امضا شد، نمی‌خواهیم ولایتی: مواهب امنیت هرمز متعلق به مردم منطقه است ، نه غریبه‌هایی که هنوز بر سر زبان مادری‌شان با هم جدال دارند! پزشکیان: ادامه محاصره دریایی علیه ایران غیرقابل‌ تحمل است  پلیس کرمان: مرگ ۳ شرور و کشف بیش از یک تن موادمخدر در کویر شهداد مکان سرنگونی هواگردهای آمریکا و اسرائیل در «دشت مهیار» ثبت ملی شد اسطوره ورزش ایران درگذشت مهلت قانونی ترامپ برای جنگ با ایران فردا به پایان می‌رسد