Kehidupan ribut adalah satu sentimeter panjang • Igor Ivanov • Berita sains mengenai "Unsur" • Fizik

Kehidupan ribut adalah satu sentimeter panjang

Kejatuhan, jatuh pada permukaan hidrofobik, berubah menjadi "mikrobub", dan kemudian "menembak" dengan air mikrojet (imej dari Phys. Rev. Lett., 96, 124501)

Eksperimen pada kejatuhan tetesan air pada permukaan hidrofobik dari ketinggian hanya 1 cm mendedahkan beberapa fenomena yang tidak dijangka. Walaupun dengan perlanggaran seperti lembut dalam gelembung titisan boleh berlaku dan mengalahkan mikrojet.

Perlanggaran lubang cecair dengan permukaan adalah bahagian hidrodinamik yang menarik dan penting. Pertama, ia adalah contoh peribadi. gerakan tanpa pegangan cecair permukaan bebas, kajian teori aktif yang sedang dijalankan. Kedua, pemahaman proses ini adalah penting untuk aplikasi praktikal, seperti percetakan inkjet dan lukisan permukaan. Dan akhirnya, ia hanya cantik: mahkota percikan dan spurts yang mengalir secara menegak ke atas, yang terbentuk apabila jatuh jatuh ke dalam air, mengesankan dengan bentuk aneh dan tidak masuk akal mereka.

Nampaknya fenomena yang biasa dan mudah dibentuk semestinya perlu dikaji di sepanjang dan di sekurang-kurangnya dalam eksperimen. Oleh itu, seolah-olah mengejutkan bahawa dalam artikel baru-baru ini D.Bartolo et al., Surat Tinjauan Fizikal, 96, 124501 (27 Mac 2006) menggambarkan fenomena yang mengiringi setitik air di permukaan dengan ketinggian sangat rendahbahawa tiada siapa yang perasan sebelum ini.

Dalam kerja-kerja penyelidik Perancis dan Belanda menggambarkan hasil pemerhatian saiz titisan 1 mm dari ketinggian hanya kira-kira 1 cm per hidrofobik permukaan tidak boleh diselewengkan. Pemerhatian dijalankan dengan bantuan sistem video ultra kelajuan tinggi, yang memungkinkan untuk mendapatkan hingga 100 ribu bingkai sesaat dan mengikuti semua peringkat perlanggaran titisan dengan permukaan.

Titisan yang jatuh pada awalnya, tetapi disebabkan oleh ketidakupayaan, ia kemudian menyusun semula dan melantun dari permukaan. Walau bagaimanapun, bagi milisaat yang terakhir perlanggaran, fenomena yang sangat menarik berjaya berlaku kepadanya.

Kesan paras bawah titisan di permukaan menjana gelombang kapilari (foto), yang mengalir melalui keseluruhan titisan dan fokus di bahagian atasnya. Di sana, mereka menyebabkan turun naik yang kuat di dalam air naik dan turun, dan apabila air itu bergerak ke bawah, parit itu menjatuhkan penurunan, menjadikannya "mikroba".

Eksperimen telah menunjukkan bahawa saluran udara ini runtuh dengan cepat,tetapi jika anda memilih halaju awal yang betul, maka ia selalu tetap tegas (untuk ahli teori, tingkah laku ini adalah tanda bahawa persamaan mempunyai penyelesaian yang sama sendiri). Hanya pada masa lalu bersamanya. sesuatu berlakubegitu cepat bahawa kamera video tidak mempunyai masa untuk menjejaki apa-apa: ada saluran silinder pada satu bingkai, dan tidak ada apa-apa pada yang akan datang. Walau bagaimanapun, ia adalah pemusnahan saluran udara yang dihasilkan tetesan mikroskopikmemukul. Dalam sesetengah eksperimen, kelajuannya melebihi kelajuan awal titisan. 40 kali!

Adalah menarik bahawa sekiranya kelajuan awal penurunan adalah sedikit lebih tinggi daripada yang optimum, maka bentuk silinder berbentuk lajur udara yang dilanggar, dan hasilnya berubah menjadi gelembung udaraditangkap di dalam tetesan.

Sudah tentu, gelembung dan menipu mudah diperoleh dengan menjatuhkan penurunan dari sangat besar ketinggian (hanya ingat gelembung dalam lopak semasa hujan lebat), tetapi tidak ada yang disyaki terlebih dahulukesan yang serupa berlaku dengan proses yang lemah lembut.

Walau bagaimanapun, menurut penulis artikel itu, fenomena yang diperhatikan bukanlah misteri besar kepada hidrodinamik teori.Setelah menyelesaikan persamaan, mereka secara teori dapat memperoleh bukan sahaja pergantungan halaju dan jejari aliran pada parameter awal, tetapi juga menghasilkan semula bentuknya. Satu-satunya titik kabur adalah proses kehilangan saluran udara silinder itu sendiri, dan penyelidikan selanjutnya diperlukan untuk menjelaskannya.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: