5 Ενδιαφέροντα Θέματα στη Φυσική.

Υπάρχουν πολλές συναρπαστικές ιδέες στη φυσική. Η ύλη υπάρχει ως κατάσταση ενέργειας, ενώ τα κύματα πιθανοτήτων εξαπλώνονται σε όλο το σύμπαν. Η ίδια η ύπαρξη μπορεί να υπάρχει ως μόνο οι δονήσεις σε μικροσκοπικές, διαδιάστατες χορδές. Εδώ είναι μερικές από τις πιο ενδιαφέρουσες από αυτές τις ιδέες, στη φυσική.

1) Μπορούμε να δούμε ήχο;

Τα ηχητικά κύματα δεν είναι πάντα αόρατα. Ο ήχος είναι απλώς η διατεταγμένη δόνηση της ύλης. Κάθε φορά που βλέπετε μια δόνηση, βλέπετε ήχο. Για παράδειγμα, όταν χτυπάτε ένα κουδούνι και το βλέπετε να κουνιέται, αυτή η τρεμούλιασμα του κουδουνιού είναι τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν μέσα από το κουδούνι. Μίλα στη φίλη σου ήσυχα και δεν μπορείς να δεις τον ήχο να φεύγει από το στόμα σου και να μπαίνει στο αυτί της. Αυτό δεν συμβαίνει επειδή ο ήχος είναι αόρατος, αλλά επειδή ο αέρας είναι αόρατος. Όταν μιλάτε, στέλνετε ηχητικά κύματα στον αέρα, και ο ίδιος ο αέρας είναι αυτός που κάνει τη δόνηση. Δεδομένου ότι ο αέρας είναι αόρατος, καταρχάς, δεν υπάρχει τρόπος να δείτε τον αέρα μόλις αρχίσει να δονείται.

Επίσης, τα περισσότερα ηχητικά κύματα αποτελούνται από υλικό που δονείται πολύ γρήγορα για να το διακρίνουν τα μάτια μας. Για παράδειγμα, πιάστε το χέρι σας και κουνήστε το μπρος-πίσω πολύ γρήγορα μπροστά στο πρόσωπό σας. Τι βλέπεις? Βλέπετε ένα θάμπωμα επειδή η κίνηση του χεριού σας είναι ταχύτερη από την ταχύτητα με την οποία τα μάτια σας μπορούν να επεξεργαστούν εικόνες. Η δονητική κίνηση των περισσότερων ηχητικών κυμάτων είναι πολύ πιο γρήγορη από το χέρι που κυματίζει και επομένως είναι απλώς μια θαμπάδα για τα ανθρώπινα μάτια. Τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν κάτω από μια μαδημένη χορδή κιθάρας δεν είναι αόρατα. Απλώς κινούνται τόσο γρήγορα που η μαδημένη χορδή της κιθάρας μοιάζει με θολούρα στα ανθρώπινα μάτια μας. Μια κάμερα υψηλής ταχύτητας δεν έχει πρόβλημα να τραβήξει λεπτομερείς, μη θολές εικόνες του

2) Τι εννοείται με τον όρο Επιμετάλλωση;

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση είναι επίσης γνωστή ως ηλεκτροαπόθεση επειδή η διαδικασία περιλαμβάνει την εναπόθεση ενός λεπτού στρώματος μετάλλου στην επιφάνεια ενός τεμαχίου εργασίας, το οποίο αναφέρεται ως υπόστρωμα. Χρησιμοποιείται ηλεκτρικό ρεύμα για να προκαλέσει την επιθυμητή αντίδραση. Ακολουθεί μια απλοποιημένη εξήγηση για το πώς λειτουργεί η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση: 

Ας υποθέσουμε ότι ένα στρώμα χρυσού πρόκειται να τοποθετηθεί ηλεκτροφόρα σε μεταλλικά κοσμήματα για να βελτιώσει την εμφάνισή του. Ο επιμεταλλικός χρυσός συνδέεται με την άνοδο, που είναι ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο του ηλεκτρικού κυκλώματος, ενώ το κόσμημα τοποθετείται στην κάθοδο που είναι αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο. Και τα δύο είναι βυθισμένα σε ένα ειδικά αναπτυγμένο ηλεκτρολυτικό διάλυμα (λουτρό).

Σε αυτό το σημείο, τροφοδοτείται ένα συνεχές ρεύμα στην άνοδο, το οποίο οξειδώνει τα άτομα μετάλλου στον χρυσό και τα διαλύει στο λουτρό. Τα διαλυμένα ιόντα χρυσού ανάγεται στην κάθοδο και εναποτίθενται (επιμεταλλώνονται) στο κόσμημα. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το τελικό αποτέλεσμα επιμετάλλωσης περιλαμβάνουν:

• τη χημική σύνθεση και η θερμοκρασία του λουτρού
• το επίπεδο τάσης του ηλεκτρικού ρεύματος
• η απόσταση μεταξύ της ανόδου και της καθόδου
• το χρονικό διάστημα της εφαρμογής ηλεκτρικού ρεύματος

3) Γιατί οι δρόμοι είναι επικλινείς και όχι επίπεδοι;

Σε έναν ιδανικό κόσμο, ο δρόμος θα ήταν πιο ψηλά στο εξωτερικό της γωνίας από το εσωτερικό, επειδή είναι πιο ασφαλές και τα οχήματα μπορούν να ταξιδέψουν στη γωνία πιο γρήγορα χωρίς να γλιστρήσουν. Όταν ένα όχημα στρίβει με ταχύτητα, μια δύναμη ασκεί πάνω του για να το σπρώξει προς το εξωτερικό της στροφής. Όταν ο δρόμος είναι στριμωγμένος, μέρος αυτής της δύναμης μεταφέρεται στην ανάρτηση και όχι στα ελαστικά. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν οι δρόμοι είναι ολισθηροί γιατί αυξάνει το περιθώριο λάθους του οδηγού. Η ταχύτητα του δρόμου συνήθως υπαγορεύει τη γωνία υπερύψωσης που έχει εγκατασταθεί.

4) Γιατί ο ήχος δεν μπορεί να ταξιδέψει στο διάστημα;

Σωστά ότι υπάρχουν αέρια στο διάστημα, και αυτά τα αέρια μπορούν πράγματι να διαδώσουν ηχητικά κύματα όπως ο αέρας της Γης επιτρέπει στον ήχο να ταξιδέψει. Η διαφορά είναι ότι τα διαστρικά νέφη αερίου είναι πολύ λιγότερο πυκνά από την ατμόσφαιρα της Γης. (Έχουν λιγότερα άτομα ανά κυβικό πόδι.) Έτσι, αν ένα ηχητικό κύμα ταξίδευε μέσα από ένα μεγάλο σύννεφο αερίου στο διάστημα και ήμασταν εκεί έξω ακούγοντας, μόνο λίγα άτομα ανά δευτερόλεπτο θα έπλητταν το τύμπανο του αυτιού μας και δεν θα μπορούσαμε να ακούσουμε τον ήχο γιατί τα αυτιά μας δεν είναι αρκετά ευαίσθητα. Ίσως αν είχαμε ένα εκπληκτικά μεγάλο και ευαίσθητο μικρόφωνο, θα μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε αυτούς τους ήχους, αλλά στο ανθρώπινο αυτί μας, θα ήταν σιωπηλό.

Μπορεί επίσης να είναι δονήσεις σε μια ύλη που δεν είναι αέρια:για παράδειγμα, τη στερεά Γη ή ακόμα και τον Ήλιο (δείτε τον σχετικό σύνδεσμο παρακάτω). Αλλά παρόλο που ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μέσω της Γης, δεν μπορεί να ταξιδέψει από τη Γη στον Άρη, επειδή ουσιαστικά δεν υπάρχει ύλη (αέρια, υγρά, στερεά) μεταξύ των δύο πλανητών για να ταξιδέψει. Δεν είναι απολύτως αλήθεια ότι καμία ηχητική δόνηση δεν μπορεί να ταξιδέψει καθόλου στο διάστημα, αλλά, πράγματι, οι άνθρωποι δεν θα μπορούσαν να ακούσουν ήχους στο διάστημα.

5) Γιατί τα ουράνια τόξα έχουν κυκλικό σχήμα;

Η διάθλαση είναι ο λόγος που όλα τα χρώματα στο ηλιακό φως καταλήγουν να διαχωρίζονται όταν χτυπήσει τη σταγόνα νερού και τότε μπορούμε να δούμε όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Όταν το φως του ήλιου πέφτει σε μια σταγόνα βροχής, μέρος αυτού του φωτός αναπηδά ή «αντανακλάται». Έτσι, όταν βλέπετε ένα ουράνιο τόξο, βλέπετε το φως που έχει χτυπήσει μια σταγόνα βροχής και αναπήδησε πίσω στο μάτι σας.

Στις σταγόνες βροχής, το ηλιακό φως αναπηδά ή ανακλάται, πιο έντονα σε μια συγκεκριμένη γωνία – 42 μοίρες. Αν τραβήξουμε ακτίνες ηλιακού φωτός που αντανακλούν στις 42 μοίρες στα μάτια σας, τότε αυτές οι ακτίνες αρχίζουν να μοιάζουν σαν να σχηματίζουν ένα κυκλικό τόξο στον ουρανό. Έτσι, η αντανάκλαση σας δίνει το σχήμα του ουράνιου τόξου, ενώ η διάθλαση σας δίνει τα χρώματα του ουράνιου τόξου.

Για πιο συναρπαστικές και ενδιαφέρουσες πληροφορίες σχετικά με τέτοια θέματα, συνδεθείτε στο www.winspiremagaine.com