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厨房中暗藏物理学

科普小知识2022-10-21 14:08:34
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科学无处不在,在我们的小厨房里有天体物理学,一门研究浩瀚宇宙中天体的科学。

●溢出的牛奶和二型超新星

如果你不小心把新打开的瓶装牛奶或果汁洒在厨房里,一般人只会感到有点不舒服。对澳大利亚昆士兰科技大学物理学高级讲师斯蒂芬·休斯来说,他立即联想到溢出液体的是与第二类超新星爆炸有关的物理学——当一颗大质量恒星的演化接近尾声时,它产生了第二类超新星。

爆炸是由恒星中心的铁芯突然坍塌引发的。恒星的其余部分撞上了反弹的铁芯,形成了从内到外的冲击波。当冲击波到达表面时,没有任何物质可以再次被撞击,恒星的外层被猛烈地喷射到太空中。

在厨房里,瓶子底部被挤压,在饮料掉落后碰到液体,也形成了冲击波。当冲击波到达瓶口时,没有液体会再次受到冲击,液体会相应地飞溅出来。

●烤箱中的小宇宙

厨房的烘焙过程类似于宇宙的进化。天体物理学家经常用“葡萄干面包”来描述宇宙的膨胀——面包面团相当于宇宙,葡萄干就像星系。

想象一下,当烤箱开着的时候,你坐在面团中间的葡萄干上。当面团膨胀时,你可以看到其他葡萄干在移动。同样,在宇宙中,从银河系看,几乎每个星系都在向远处移动。这一现象是由发现哈勃定律的美国天文学家埃德温·哈勃发现的。

●玻璃中的日落

孩子们经常问,“为什么天空是蓝色的?”许多家长不知道如何回答,但他们实际上可以在厨房里做一个简单的示范。

倒入一杯水(最好杯子的侧壁是直的),往水里滴一滴牛奶并搅拌。将一个发光二极管手电筒照入水中,你会看到光束的末端是黄色的。如果你看不见光,你需要用牛奶稀释水。光束的末端是黄色的,因为蓝光被分开,这通常被称为散射。如果你在晚上做一个实验,关掉厨房的所有灯,从侧面看那杯水,你会看到微弱的蓝光,也就是被牛奶散射的光。

事实上,大气中的空气分子反射阳光中的蓝光,而人类的眼睛接收来自四面八方的蓝光,所以他们看到的天空是蓝色的。