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Student löst Physik-Rätsel, das Wissenschaftler ein Jahrhundert lang verblüfft hat

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Für ungefähr 100 Seit Jahren konnten Wissenschaftler nicht herausfinden, warum Luftblasen in einem schmalen vertikalen Rohr nicht aufsteigen und stattdessen an den Innenseiten haften bleiben.

Immerhin steigen Luftblasen in einer Tasse Wasser an die Oberfläche und lassen sich leicht durch wissenschaftliche Gesetze erklären. Das Gleiche gilt jedoch nicht für Luftblasen in engen Rohren. Das ist bis jetzt so.

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Luftblasen bewegen sich nur sehr langsam

Ein Student an der SchweizEcole Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) Forschungsinstitut und Universität, löste das Rätsel, das Wissenschaftler seit all den Jahren verwirrt.

Wassim Dhaouadi, ein Bachelor-Student am Labor für Technische Mechanik weicher Schnittstellen (EMSI) der EPFL School of Engineering, stellte fest, dass die Luftblasen nicht stecken bleiben, sondern sich nur extrem langsam bewegen. Dhaouadi entdeckte einen Flüssigkeitsfilm, der sich super dünn um die Blase bildet und dadurch frei aufsteigen kann. Dhaouadis Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Physikalische Überprüfungsflüssigkeiten.

Der Student trat dem EMSI als Sommerforschungsassistent bei und nahm aufgrund seines Interesses an der Forschung teil, ohne zu erwarten, dass daraus ein veröffentlichtes Papier hervorgeht, das ein Rätsel löst, das Wissenschaftler seit einem Jahrhundert verblüfft.

"Ich war froh, ein Forschungsprojekt zu Beginn meines Lehrplans durchführen zu können. Es ist eine neue Art zu denken und zu lernen und unterscheidet sich erheblich von einem Hausaufgaben-Set, bei dem Sie wissen, dass es eine Lösung gibt, obwohl es möglicherweise schwer zu finden ist. Wir wussten nicht, ob es überhaupt eine Lösung für dieses Problem geben würde ", sagte Dhaouadi in einer Pressemitteilung, in der die Forschung hervorgehoben wurde.

Die Forscher verließen sich auf eine optische Interferenzmethode

Um festzustellen, was mit Luftblasen in engen Röhren los war, engagierte der Bachelor-Student John Kolinski, EMSI-Laborleiter. Sie verwendeten eine optische Interferenzmethode, um den Film zu messen. Dazu gehörte das Aufbringen von Licht auf die Luftblase in der Röhre und das Betrachten der Intensität des von der Röhre reflektierten Lichts.

Unter Verwendung des Lichts, das von der Innenwand der Röhre und der Oberfläche der Blase reflektiert wurde, stellten sie fest, dass der Film nur einige Dutzend Nanometer dick war. Durch ihre Arbeit stellten sie auch fest, dass die Wärme, wenn sie auf den Film angewendet wurde, seine Form ändern würde. Sobald die Wärme entfernt wurde, würde die Blase in ihre vorherige Form zurückkehren.

Die Messungen beweisen auch, dass sich die Blasen bewegen, jedoch in einem Tempo, das für den Menschen zu langsam ist, um es zu sehen. "Weil der Film zwischen der Blase und dem Rohr so ​​dünn ist, erzeugt er einen starken Strömungswiderstand und verlangsamt den Aufstieg der Blasen drastisch", sagte Kolinski in einer Pressemitteilung, in der die Forschung angekündigt wurde.


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