自古以來 人類一直沒有放棄與重力做抗爭 “牛頓的棺材闆兒”又壓不住瞭？ - 趣味新聞網
發表日期 2/28/2022, 6:24:48 PM
趣味新聞網記者特別報導 : 自古以來，人類一直沒有放棄與重力做抗爭，我們發明瞭各種科技裝置來幫助我們擺脫重力，也學會利用自己的視覺弱點來實現一些反重力場景的構建，例如，你是否見過懸停在半空中的水珠？《驚天魔盜團2》中雨水被控製… .....
自古以來，人類一直沒有放棄與重力做抗爭，我們發明瞭各種科技裝置來幫助我們擺脫重力，也學會利用自己的視覺弱點來實現一些反重力場景的構建，
例如，你是否見過懸停在半空中的水珠？《驚天魔盜團2》中雨水被控製的效果想必令很多人印象深刻，但在之前的公眾號文章“‘漫舞’不慢，是你的眼睛沒能跟上”中，我們已經為大傢揭秘其背後的“頻閃效應”原理，顯然這種視錯覺依舊不能真正做到使水珠懸浮在空中。
“我要讓雨滴靜止！” 來源：《驚天魔盜團2》
來自加州的設計團隊
Simplistyk
推齣瞭一款有趣的名為
“LeviZen”
的桌麵擺件，
將水珠輕輕滴在左側懸浮器裝置中間，水能自如地懸浮在空中，依次滴入更多，水珠還能自動縱嚮排列整齊
。LeviZen還通過放置在懸浮器底部的兩個點狀LED，對準懸浮液滴使其發光，就好像光本身在懸浮一樣。
LeviZen中發光的懸浮水滴， 來源：kickstarter.com
那麼這種神奇的現象是怎樣做到的呢？
還記得我們上一期“用一顆粒子繪製齣可聽、可看、可摸的‘全息’蝴蝶”中介紹過的聲懸浮技術嗎？這款LeviZen就是是基於聲懸浮領域先驅
Asier Marzo
早期作品
TinyLev
之上發展而齣的多發射器單軸聲學懸浮器。
聲懸浮是一種利用來自高強度聲波的聲輻射壓力使物質在重力作用下懸浮在空氣中的方法。
聲懸浮器裝置， 來源：aip.scitation.org
我們都知道聲音是一種波，它在空氣中傳播，同水波在水中傳播類似。不過水波是
橫波
，其振動方嚮與傳播方嚮垂直；而聲波是
縱波
，其振動方嚮就在傳播方嚮上
。
聲波的連續振動
使空氣分子不斷交替的壓縮和鬆弛，導緻大氣壓迅速産生起伏，
而處在聲場中的物體就會受到壓強差産生的力的影響。
駐波， 來源：wikipedia
上圖中，紅色與藍色分彆代錶
兩個完全相同但傳播
方嚮相反的波
，黑色波是它們閤成的結果。把紅藍兩列波的波幅相加，就産生瞭一條仿佛
駐立在原地不動的波
，這也是
“駐波”
名稱的由來。
仔細觀察可以發現，黑色駐波上紅點位置的
聲波振幅永遠為零
，所以理論上
壓強也為零
，這些地方叫作
“波節”
；而那些
振幅最大的地方
稱為
“波腹”
，兩個波節間的距離，正好是原來聲波波長的一半。用駐波來懸浮物體，就是
當波腹處産生的高壓強把物體推嚮低壓強區（波節）的力場，與懸浮粒子/水珠自身的重力達到平衡時
，
就能夠使其停滯在空中。
懸浮器與控製器， 來源：kickstarter.com
瞭解瞭這些原理，你就明白瞭LeviZen的奇妙構造。左側的懸浮器是由上下對齊的
兩組揚聲器
構成，通過
輸入功率
來換能
發射齣相同的兩條人耳聽不到的
超聲波（
人耳能聽到的聲頻率在20Hz~20kHz之間）
來形成駐波；而右側不起眼的小木盒纔是懸浮液滴的
“控製中心”
，用來
控製揚聲器所發齣的超聲波
。每種液體都懸浮在不同的高度，液體越稠密，它需要懸浮的能量就越大，這就要靠轉動盒子上的全鋁金屬鏇鈕改變
功率水平
來做到。
現在的聲懸浮已經逐步成為一項成熟的技術，可這種現象最初是如何被發現的呢？
1866年，
德國物理學傢奧古斯特・昆特（August Kundt）
完成瞭一項聲學實驗，他製作瞭一個
一端是發聲器
，而
另一端是擋闆
的
有機玻璃管實驗儀器
，發聲器發齣的聲波在遇到擋闆後，反射形成瞭聲駐波，以此來測量氣體和液體介質中的聲波長從而計算聲速。也是在這次實驗過程中，他意外地發現瞭
聲波會使管中的塵埃顆粒（如軟木灰、滑石粉或石鬆子，現在多使用聚苯乙烯粒子，也就是泡沫小球）懸浮舞動起來
。
昆特管實驗，來源：youtube
根據我們上文介紹過的駐波原理，因為
波腹和波節不同的氣體流動
，這些顆粒會
在波腹的地方被吸起騰空
，
在無壓強波節處則會落下
。現在的昆特管實驗主要用於演示駐波和聲學力。
取自昆特在《物理年鑒（Annalen der Physik）》中的原始論文，展示瞭管狀裝置和由它創建的粉末圖案， 1866，來源：wikipedia
1939年，一位牛津大學的醫學博士受到他的西藏同學邀請，前往藏區小住一段，在此期間，他親眼見到瞭
聲懸浮的現實場景
――將近兩百位僧侶利用地形組成排陣，通過演奏樂器
將一塊巨石懸浮到瞭空中
，並使其
緩慢上升飛行瞭三分鍾後落在瞭離地約兩百五十公尺的平台上
。而這一震撼景象不禁令人想起
金字塔建造的傳說
：古埃及人當年也許就是通過聲懸浮來移動那些巨石的也尤未可知呢。
當時在西藏記錄的數據， 來源：cn-dream.github.io
目前，聲懸浮這種真實的“魔術”在科學界也得到瞭廣泛應用，它對
物品材料及其尺寸的高包容性
，成為瞭
無容器運輸、製藥、納米組件、生物樣品
懸浮的有力工具。未來我們也許將看到更多聲懸浮在生活中的應用，更多的未解之謎也將緩緩揭開麵紗。
轉載內容僅代錶作者觀點
不代錶中科院物理所立場
來源：科學藝術研究中心
編輯：just_iu
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澳大利亞的網友分享瞭一個罕見的畫麵： 在一個雨水儲存罐中，2隻老鼠和青蛙竟然趴在瞭蛇的身上求生。蛇的身體露齣水麵，2隻老鼠和青蛙就在蛇的身上避免自己被水淹沒。而要知道的是，絕大多數蛇都會以老鼠和青蛙作為食物，天敵和自己的食物在同一個地方求生，是罕見的畫麵。 這個畫麵拍攝於最近，近期澳大利亞昆士蘭州等地遭遇罕見強降水，受連續多日的強降雨影響，緻瞭包括布裏斯班以及該州東南部的河流水位快速上漲，導緻瞭當地1.8萬所房屋被淹沒，5.8萬戶傢庭斷電，8人死亡。 另外，造成昆士蘭州齣現曆史性洪水的雲團.......
今日高分新書推薦：訥河往事、偏差、希望你是人類
今日新書推薦(新書分享時間24小時哦，因為有知識産權，點個星標就不會錯失瞭）： 每日小驚喜：沒想到吧 01 《訥河往事》 中國警察故事：日常的偉大、身邊的英雄 一本嚮中國普通警察緻敬的書 以人性做底，讓善意迴應正義 我們的安全有他們守護，他們的悲歡與我們相通 一部為“平安中國”建設保存記憶與溫暖的采訪實錄 作者以“前警察”和公益基金會創辦人的身份，用自己做過警察的體貼之心，采訪瞭數量眾多的普通警察，警種涉及刑警、交警、緝毒警；此外還有警察的得力助手警犬也難得地進入瞭書寫視野。全書冷靜客.......
愛因斯坦稱第四次世界大戰，人們隻用石頭和木棍，這意味著什麼？
俄烏戰爭爆發看似意外但卻是必然的結局，戰爭隻會帶給人無盡的傷痛，本是同根生相煎何太急，如果未來有一天人類發展到星辰大海的時代，可以乘坐星際飛船進入太空，那個時候我們都有共同的稱呼那就是“地球人”。 當然人類無盡的貪欲碰上有限的資源，最終隻會引發矛盾，走到最後一步就是戰爭。毋庸置疑一起都是為瞭生存，或者說更好的生存。 俄烏戰爭的爆發，始作俑者還是西方國傢，它們充當幕後推手，有人來充當前颱的小醜。自從戰爭爆發，西方國傢給予錢財的支持以及各種製裁手段。這在目前的狀況來看算是比較好的，如果西方國傢.......
90後清華美女學霸，把智齒送上太空，中國第一人！
把自己身體的一部分送上太空旅行， 用掃帚在自傢屋頂“捉衛星”， 和小朋友一起種去過太空的土豆…… 在太空熱潮愈演愈烈的今天， 齣生於新疆剋拉瑪依的90後女孩劉昕， 進行著自己與眾不同的太空探索。 劉昕設計的儀器，能幫助人在失重環境中控製自己的移動 設計的機械體載著她的智齒去往太空又返迴地球 畢業於清華大學精密儀器與機械學係， 劉昕現在是一名藝術傢、工程師， 她的藝術創作與機械、生物材料、 電子計算機等多種學科相結閤， 在藝術屆和科研界都備受矚目： 任教麻省理工， 成立宇宙探索計劃， 作.......
2021年度中國科學十大進展公布
來源 | 科技日報 記者 | 劉垠 2月28日，科技部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發布2021年度中國科學十大進展： 火星探測任務天問一號探測器成功著陸火星 中國空間站天和核心艙成功發射，神舟十二號、十三號載人飛船成功發射並與天和核心艙成功完成對接 從二氧化碳到澱粉的人工閤成 嫦娥五號月球樣品揭示月球演化奧秘 揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒藥物機製 FAST捕獲世界最大快速射電暴樣本 實現高性能縴維鋰離子電池規模化製備 可編程二維62比特超導處理器“祖衝之號”的量子行走 自供電軟.......
如果宇宙不是無限的，那會怎樣？科學傢這樣迴答
宇宙萬物都有它的壽命。即使恒星可以存活數十億年，但這也隻是它們消亡之前的一段有限的時間。然而，有些理論說，宇宙本身在本質上是無限的，它可以永遠持續下去。宇宙的壽命是我們存在的最基本的一個方麵，但也是最神秘的，其中有些或許會成為未解之謎。所以這就是“揭示真相”欄目，今天我們將要迴答這個非同尋常的問題：如果宇宙是有限的，我們將會何去何從？ 如果宇宙是無限的，那麼它就會變得越來越大，我們永遠無法完全測量它。但即便如此，我們仍然可以在可觀測的宇宙中測量我們能看到的或理解的一切。因為光以固定的速度傳.......
“拼車上天”的這顆福建衛星首軌數據被成功接收
2月27日 福建兩顆衛星 “搭乘”長徵八號遙二運載火箭 “拼車”上天 隔天，2月28日 其中一顆“安溪鐵觀音一號”衛星 首軌數據被成功接收 “安溪鐵觀音一號”衛星首軌數據衛星影像數據質量優異，將為福建省數字經濟發展提質增效，實現“開門紅”提供航空數據支撐。 後續，“安溪鐵觀音”一號衛星將繼續進行調軌等工作，同時也不斷下傳全球各地的遙感數據，並通過中科星橋落地安溪的商業遙感衛星地麵站的“天地鏈路”集中存儲於數字福建（安溪）産業園大數據中心，為後續的空天大數據應用與服務提供近實時的數據支撐。.......
長生不老？彆騙人瞭
長生不老，敢賭一把嗎？ 其實吧，很多人都曾幻想過長生不老，青春永駐。 白日夢照進現實，這世界上還真有人幫你體驗過瞭，隻是這瘋狂程度無與倫比… 所以！羊今天想跟大傢聊聊 ―― 那些細思極恐的長生不老，真・嘆為觀止。 永生人，科技造 長壽密碼，又行又刑？ 從古至今，人類對長生不老之欲有增無減，古代帝皇聯閤歪門邪道共築煉丹事業部。 仙丹易造但為毒藥，也應驗瞭一句真理 ―― 得不到的永遠在騷動，得到瞭... 都騷不動。 圖片不是老贏哈，看歌詞即可 羊覺得，長生與不老是倆概念 ―― 一個.......
“神舟十二號”搭載的五星紅旗入藏上海虹口國旗教育展示廳
上海虹口的國旗教育展示廳。本文圖片均為 上海虹口 圖 近日，“神舟十二號”飛船搭載的五星紅旗入藏上海虹口的國旗教育展示廳，成為弘揚航天精神，展示中國風采的重要展品。 國旗教育展示廳。 神舟十二號載人飛船的發射，意味著中國第一座自主研發的空間站開始進入一個全新的階段，標誌著中國航天事業一次巨大的嚮前邁進。這次任務實現瞭五項“中國首次”――即首次實施載人飛船自主快速交會對接，首次實施繞飛空間站並與空間站徑嚮交會，首次實現長期在軌停靠，首次具備從不同高度軌道返迴東風著陸場的能力，首次具備天地.......
剛拿下基金委6000萬項目，舒紅兵院士不再擔任武漢大學副校長
本文來源：科教小站、澎湃新聞、武漢大學，僅用於學術交流 近日，武漢大學官網“現任領導”欄目近期更新後顯示，舒紅兵已不再擔任武漢大學副校長。 此前，舒紅兵排在武漢大學黨委常委、副校長吳平之後，武漢大學黨委常委、副校長李建成之前。 據瞭解，2021年底，基金委批準瞭由武漢大學中南醫院牽頭申請的2021年度國傢自然科學基金基礎科學中心項目――“病原體與宿主基礎科學中心”。該項目負責人為舒紅兵院士，項目直接經費為6000萬元，資助期5年，旨在為新發和重大傳染性疾病的防控做齣“中國貢獻”。 病原和宿.......
8顆“雪絨星”扮靚“冰立方”南廣場，科技融閤藝術營造鼕奧氛圍
新京報訊（記者 劉洋）當夜晚來臨，“冰立方”場館的東南側便開始閃亮起晶瑩、銀白色的“大雪花”。八個大小不一的發光雪花形立體裝置，和外立麵布滿“藍色泡泡”的“冰立方”互相映襯，讓夜晚的奧林匹剋廣場更加空靈、浪漫。 “大雪花”背後是技術與藝術的融閤。這些立體雪花燈光藝術裝置名叫“雪絨星”（Starry Snow），由清華大學建築學院黃蔚欣團隊研發，利用瞭其研究室獨創的“建築結構一體化的麯麵建築係統”。3月1日下午，新京報記者采訪黃蔚欣教授，瞭解研發背後的故事。 雪絨星夜間在水立方閃閃發光。受訪.......
