10 vidéos à couper le souffle de phénomènes scientifiques étonnants

La vie est pleine de merveilles que la plupart d'entre nous ne verrons jamais. Du quantique au cosmique, des forces en jeu tout autour de nous façonnent et façonnent notre monde. La plupart d'entre eux sont facilement visibles dans la vie quotidienne, mais sous le vernis de la réalité se cache un monde grouillant de caricatures tordues de principes scientifiques connus. Prenons notre main et plongeons au plus profond de la domination de l'étrange, où les règles naturelles de la physique se fondent dans un bassin bouillonnant d'émerveillement pur et pur.

10 lévitation quantique

Lorsque vous refroidissez certains matériaux en dessous d'une température de base, ils deviennent des supraconducteurs, qui conduisent l'électricité avec une résistance nulle. Un peu moins de la moitié des métaux connus ont une «température de transition» intégrée; dès lors qu'ils chutent en dessous de cette température, ils deviennent des supraconducteurs. Bien sûr, cette température est généralement assez basse. Le rhodium, par exemple, effectue le croisement à -273,15 ºC (-459,66 ºF). C'est quelques centièmes de degré au-dessus du zéro absolu. En d'autres termes, jouer avec les supraconducteurs est un peu difficile à faire.

Du moins jusqu’à l’avènement des supraconducteurs à haute température. Ces matériaux ont des structures cristallines complexes et sont généralement fabriqués avec un mélange de céramique et de cuivre, ainsi que d'autres métaux. Ces matériaux passent aux supraconducteurs à environ -160,59 ºC (-321,07 ° F) ou plus. Pas tout à fait doux, mais un peu plus facile à jouer.

Et puisque cela se trouve également être le point d'ébullition de l'azote liquide, nous pouvons exploiter d'autres caractéristiques bizarres des supraconducteurs à la température ambiante, comme dans la vidéo ci-dessus. Voir, lorsque les supraconducteurs sont placés près d'un champ d'énergie faible (comme un aimant), ils créent une barrière de surface de courant électrique qui repousse les ondes magnétiques. Lorsque cela se produit, les lignes de champ magnétique se courbent autour du supraconducteur, le bloquant ainsi dans les airs. Tournez-le dans n'importe quelle direction et le supraconducteur compense automatiquement avec un champ électrique pour neutraliser l'aimant. Le phénomène est connu sous le nom de verrouillage quantique ou de lévitation quantique.

9 perles de Newton

Si vous prenez un pot maintenant et que vous le remplissez d'une longue chaîne de perles de Mardi Gras, vous pouvez recréer ce phénomène dans votre salon. Enroulez le collier de perles dans le pot, puis reliez-le à une extrémité et dirigez-vous vers le sol. Ce qui se passe correspond à ce que vous attendez - la chaîne commence à glisser hors du pot. Mais ensuite, quelque chose d'inattendu s'ensuit: au lieu de continuer à glisser sur le bord du pot, les perles jaillissent dans les airs comme une fontaine avant de se redescendre vers le sol.

C'est un concept assez simple, mais il a l'air vraiment cool en action. Trois forces différentes sont à l'œuvre ici. Bien entendu, la gravité tire le bord d’attaque de la chaîne vers le sol. Lorsque chaque maillon de chaîne succombe à la gravité, il tire le talon derrière lui: c'est la deuxième force.

Mais à l’intérieur du pot, nous obtenons la troisième force: le pot propulse les billes dans les airs. Cela semble fou-stupide même-parce que le pot ne bouge clairement pas, mais tout se résume à quelle chaîne fondamentalement est.

Au niveau le plus élémentaire, une chaîne est une série de tiges rigides reliées par un joint flexible. Pensez à une ligne de wagons de marchandises dans un train. Dans une situation hypothétique, si vous arrêtez l'avant d'un wagon, celui-ci se soulèvera le long de son axe central - l'avant augmentera tandis que l'arrière baissera. Dans la vraie vie, cela ne se produit pas car il y a une couche solide de la planète Terre juste en dessous. Au lieu de cela, il bascule sur son bord arrière. Quand cela se produit, le sol est en train de pousser pour le sortir de sa rotation naturelle. Si la force de traction était augmentée proportionnellement au poids du wagon couvert, la force du sol la lancerait en l'air. La Royal Society a une autre vidéo qui explique cela plus en profondeur.

Ainsi, lorsque chaque maillon de la chaîne de perles quitte sa surface de repos parce qu’il est tiré par le maillon en face de celle-ci, le fond du pot (ou la couche de perles en dessous) le soulève dans les airs, créant ainsi un «effet de gravité». «Défiant» jusqu'à ce que la gravité prenne le dessus et la redescende.

8 sculptures de ferrofluide

Associé à un aimant, le ferrofluide devient l’une des substances les plus incroyables de la planète. Le liquide lui-même n'est constitué que de particules magnétiques en suspension dans un fluide, généralement de l'huile. Les particules sont à l'échelle nanométrique, ce qui est trop petit pour que chaque particule affecte magnétiquement les autres particules, sinon le liquide ne ferait que s'agglutiner en lui-même. Mais placez-les près d'un grand aimant et la magie opère.

Une des choses les plus courantes que vous verrez le ferrofluide est de former des pointes et des vallées à proximité d’un aimant. Ce que vous voyez en réalité, ce sont les particules qui tentent de s’aligner sur le champ magnétique. Les pointes se forment là où le champ est le plus fort, mais comme le pétrole porte une tension superficielle, les deux forces atteignent un équilibre à la pointe des pointes. L'effet est appelé instabilité normale du champ. En formant ces formes, le fluide réduit autant que possible l'énergie totale du système.

7 Chauffage par induction Un glaçon

Le chauffage par induction est un processus qui prend un courant haute fréquence, le tire à travers une bobine pour créer un électroaimant, puis pompe les courants magnétisés résultants à travers un matériau conducteur. Lorsque les courants magnétisés rencontrent une résistance dans le matériau, nous obtenons la chaleur induite électriquement par effet Joule. Dans ce cas, le conducteur est un éclat de métal à l'intérieur d'un bloc de glace et la chaleur s'accumule si rapidement que l'installation prend feu avant que la glace ne puisse fondre.

À quelle vitesse? Selon le type de métal, un appareil de chauffage par induction peut chauffer jusqu'à 871 ºC (1 600 ºF) en une seconde et demi avec une puissance de 4,1 kW par pouce carré de surface. Quatre secondes après le début de la vidéo, le noyau du glaçon est déjà rouge ardent. Vous pouvez donc en déduire qu'il utilise moins d'énergie ou que le métal utilisé n'a pas beaucoup de résistance électrique naturelle. Quoi qu'il en soit, quelques secondes plus tard, nous sommes traités comme un problème dans la glace enflammée.

Mais cela soulève une autre question: tout le monde sait que la glace fond au-dessus de 0 ° C, alors pourquoi ne se transforme-t-elle pas instantanément en une flaque d’eau devant la fournaise? C'est parce que la matière n'accepte et n'émet de l'énergie que par paquets d'énergie distincts. Lorsque la chaleur passe du métal à la glace, elle arrive dans un train et non dans une vague, ce qui signifie qu'il faut plus de temps pour transférer toute la force de l'énergie.

6 pont d'oxygène liquide

Le point d'ébullition de l'oxygène est de -183 ºC (-297,3 ºF), et tout ce qui se trouve au-dessus est le gaz que nous connaissons et aimons tous. Une fois qu’il tombe en dessous de cette température, l’oxygène acquiert certaines propriétés intéressantes. Plus précisément, la configuration plus dense de ses molécules à l'état liquide permet aux propriétés naturelles plus obscures de l'oxygène d'entrer en lumière.

Un grand exemple de cela est le paramagnétisme de l'oxygène. Un matériau paramagnétique n'est magnétisé que si un champ magnétique externe proche agit sur lui. En tant que gaz, les molécules d'oxygène sont trop dispersées pour être affectées par les aimants. Mais en tant que liquide, il se comporte comme un morceau de fer près d'un aimant, un morceau de fer liquide bouillant farouchement. Avec deux aimants orientés de manière opposée, l'oxygène liquide formera un pont au milieu, comme vous le voyez dans la vidéo. Malheureusement, il est difficile de voir cela se produire longtemps, car l'oxygène liquide commence à bouillir de nouveau dans un gaz dès qu'il entre dans la température ambiante.

5 La réaction de Briggs-Rauscher

La réaction de Briggs-Rauscher est l'une des démonstrations de chimie les plus impressionnantes au monde sur le plan visuel. C'est ce que l'on appelle un oscillateur chimique: en réagissant, il change progressivement de couleur, passant du clair au orange, puis soudain au bleu foncé, puis au clair, en une seule oscillation. Cela continue pendant plusieurs minutes, en changeant de couleur toutes les quelques secondes.

Jusqu'à 30 réactions différentes peuvent se produire simultanément à tout moment pendant chaque oscillation. La liste des produits chimiques se présente comme les ingrédients d’un paquet de chiens de maïs congelés: sulfate de manganèse (II) monohydraté, acide malonique, amidon, acide sulfurique, peroxyde d’hydrogène et iodate de potassium, par exemple (vous pouvez choisir entre certains types d’acide et d’iodate pour différentes réactions).

Lorsque tous les produits chimiques se combinent, l'iodate se transforme en acide hypoïodeux. Une fois que cela est présent, une autre réaction change le nouvel acide en iodure et en iode élémentaire libre. Cela propulse le premier changement de couleur, créant l'ambre. Ensuite, la solution continue à produire de l'iodure. Dès qu'il y a plus d'iodure que d'iode, les deux se combinent pour former un ion triiodure. Cet ion réagit avec l'amidon et propulse la solution dans son stade bleu foncé.

Cette vidéo a moins de talent que celle ci-dessus, mais vous permet de voir les étapes plus clairement.

4 guerriers de bobine de Tesla

La plupart d’entre nous connaissons Nicola Tesla, le prodige étincelant de l’innovation électrique et la victime d’actes odieux de ballyhoo concurrentiel. La plupart d’entre nous connaissons également la bobine Tesla, un dispositif qui produit de l’électricité alternative à haute tension et à courant alternatif, ainsi que de bonnes quantités d’étincelles colorées.

Les bobines de Tesla modernes émettent souvent entre 250 000 et 500 000 volts de courant. La plupart des écrans de divertissement suppriment le grand champ magnétique des cages de Faraday, qui sont des mailles répartissant la tension de manière uniforme sur leurs surfaces. Le potentiel électrique étant mesuré par des différences de tension, il n’ya pas de courant dans une cage de Faraday. Toute personne à l'intérieur peut chevaucher la foudre et en sortir indemne.

Et parfois, les gens deviennent créatifs. Dans la vidéo ci-dessus, les deux «guerriers» sont couverts de combinaisons de cages de Faraday conductrices et tissables. Une autre étincelle créative récente a donné lieu à «chanter» des bobines Tesla, qui jouent de la musique en modulant la sortie d’étincelle de la bobine.

3 ondes sinusoïdales et FPS

Les ondes sonores ont une incroyable capacité à adapter les autres objets à leur fréquence. Si vous avez déjà écouté de la musique avec un grave lourd dans votre voiture, vous avez probablement remarqué les miroirs qui tremblaient lorsque les ondes sonores les frappaient. Ce qui se passe dans la vidéo ci-dessus, c'est essentiellement cela, bien que le résultat final soit beaucoup plus dramatique.

Une onde sinusoïdale de 24 Hz traverse une enceinte placée sous un tuyau d'arrosage. Le tuyau commence à vibrer 24 fois par seconde. Lorsque l'eau sort, des ondes correspondant à la fréquence de 24 Hz se forment. Voici cependant le truc: vu dans la vie réelle, il semblerait qu'il s'agisse d'un va-et-vient qui se dirige vers le sol.

Le véritable héros est la caméra, le phénomène de la perspective décalée. En filmant la chute d’eau à 24 images par seconde, la caméra fait geler le flux d’eau dans les airs. Chaque vague d'eau atteint exactement le même espace, 24 fois par seconde. Sur le film, il semble que la même onde reste indéfiniment dans les airs, alors qu’en réalité une onde différente a pris sa place à chaque image. Si vous commutez la fréquence sinusoïdale sur 23 Hz, vous aurez l’impression que l’eau tombe dans le tuyau en raison du très petit décalage entre la fréquence de trame de la caméra et les ondes sinusoïdales.

2 Orage de Lord Kelvin

Le Kelvin Thunderstorm, ou le compte-gouttes d’eau Kelvin, a été construit en 1867, et sa configuration est assez simple. Filtrer deux courants d'eau à travers deux inducteurs chargés différemment, l'un positif et l'autre négatif.Récupérez les gouttes d'eau chargées au fond, laissez l'eau s'écouler et récoltez le potentiel électrique. Énergie instantanée, ou tout au moins une petite étincelle que vous pouvez montrer à vos amis.

Alors, comment ça marche?

Lors de la première mise en place, l'un des inducteurs (anneaux de cuivre dans la vidéo) a toujours une petite charge naturelle. Disons que l'inducteur de droite est légèrement négatif. Lorsqu'une goutte d'eau la traverse, les ions positifs dans l'eau sont attirés à la surface de la gouttelette et les ions positifs sont poussés au centre, donnant à la gouttelette une charge de surface positive.

Lorsque la goutte positive atterrit dans le bassin de collecte à droite, elle charge légèrement le bassin et envoie une charge positive via un fil à l'inducteur de gauche, le rendant ainsi positif. Maintenant, le côté gauche crée des gouttelettes d’eau négatives, qui chargent en outre l’inducteur négatif de droite. La réaction positive des deux côtés s'accumule jusqu'à ce qu'il y ait assez de potentiel électrique stocké pour forcer une décharge - une étincelle qui saute entre les bassins (ou deux bornes à billes de cuivre, comme dans la vidéo).

La science mise à part, l’effet secondaire le plus cool de cette machine se produit au niveau des inducteurs. Au fur et à mesure que la charge s'accumule, ils commencent à attirer les ions opposés de l'eau si durement que de minuscules gouttes d'eau jaillissent et tournent autour de l'inducteur, volant autour de lui comme un papillon de nuit près d'une lampe.

1 Mercure en décomposition

C'est la chose la plus étrange que vous ayez vue aujourd'hui.

Sur le plan professionnel, le thiocyanate de mercure (II) a peu de responsabilités. Il est utilisé avec parcimonie dans une poignée de synthèses chimiques et sa capacité à détecter le chlorure dans l'eau est limitée. Mais à part ça, c'est un exhibitionniste pur et débridé. Lorsque le thiocyanate de mercure (II) se décompose, il forme du nitrure de carbone et de la vapeur de mercure, un mélange extrêmement toxique. Dans les années 1800, il a été vendu comme feu d'artifice jusqu'à ce que plusieurs enfants en soient morts.

Mais sa réputation a survécu et pour de bonnes raisons. Il n'y a pas de moyen spécial pour décrire ce qui se passe dans cette vidéo, mis à part le fait que la chaleur déclenche la décomposition du mercure (II). Mettre une flamme sur le composé en poudre déclenche une réaction en chaîne qui ne se termine que par vos cauchemars. Prendre plaisir.