10個(gè)在家就能做的小實(shí)驗(yàn)，帶你復(fù)刻《三體》中的曲率驅(qū)動飛船技術(shù)

模范小學(xué)教學(xué)

大家有看過《三體》這部科幻小說嗎？小說中的地球人，如果想要躲避來自外太空的毀滅性打擊，需要研制出空間曲率驅(qū)動飛船，達(dá)到光速，才能夠逃離太陽系。那么這個(gè)曲率驅(qū)動技術(shù)到底是什么意思呢？ 　　書中是這樣說的“一艘處于太空中的飛船，如果能夠用某種方式把它后面的一部分空間熨平，減小其曲率，那么飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去，這就是曲率驅(qū)動。” 是不是覺得憑空想象好難？ 沒關(guān)系！ 今天我們選取了10個(gè)同學(xué)們在家中就能做的有關(guān)于表面張力的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，帶大家輕松學(xué)會表面張力的知識，同時(shí)搞懂《三體》里神秘的曲率驅(qū)動技術(shù)到底是什么樣子！ 1.酒精紙船 實(shí)驗(yàn)原理： 把小船放在水面上，小船四周都會受到水表面張力的拉扯。把酒精滴在船尾，酒精就破壞了船尾部的水表面張力，水面對小船尾部的拉扯力就變小了。這時(shí)候小船前面和兩邊還受到水表面張力的拉扯，合力向前，小船就向前跑起來啦！ 折紙小船比較重，行動較慢，紙片小船很輕，于是被水表面張力飛快地向前拉扯跑動。 學(xué)會了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，就很好理解《三體》中的曲率驅(qū)動飛船啦。就像在實(shí)驗(yàn)中需要破壞掉小船尾部的水表面張力一樣，地球人需要想辦法將飛船尾部的曲率抹去。同時(shí)前方的所謂曲率并沒有發(fā)生變化，于是就會拉著飛船跑了。 2.洗潔精摧毀水的表面張力 實(shí)驗(yàn)原理： 普通的紙，密度比水低，所以受到水的浮力影響浮在水面。當(dāng)紙張吸收水份后，密度變大，則會下沉。而我們在水杯中加入洗潔精后，紙片更快下沉的原因是因?yàn)橄礉嵕茐牧怂谋砻鎻埩Y(jié)構(gòu)，使得紙片更容易吸收水份，從而更快地下沉。 3.隔空倒水 實(shí)驗(yàn)原理： 本次實(shí)驗(yàn)的原理，與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的玻璃棒引流非常類似。水在表面張力的作用下，當(dāng)液流與棉線相遇時(shí)，表面的分子就會吸引附著在棉線表面的分子，讓兩者粘在一起。 傾斜到適當(dāng)?shù)慕嵌龋梢栽诿蘧€的表面流淌。水就能沿著棉線，傾斜著由一個(gè)杯子流向另一個(gè)杯子了。 4.水滴走鋼絲 實(shí)驗(yàn)原理： 原鋼絲不容易附著水分，因此水滴容易掉落，而涂抹過洗潔精肥皂水的鋼絲，會破壞水表面張力，讓水滴更容易吸附在鋼絲上。所以水滴就能在鋼絲上行走啦。 5.逃跑的胡椒粉 實(shí)驗(yàn)原理： 胡椒粉之所以能夠浮在水面，是因?yàn)樗谋砻婢哂斜砻鎻埩Γ纬梢粚铀ぁ：贩郾砻媸杷屹|(zhì)量較輕，于是就會停留在這層水面上。而洗潔精包含表面活性劑，可以破壞掉水的表面張力、破壞水膜，導(dǎo)致胡椒粉無法被水膜承載，所以就會分散開來啦！ 6.牙簽五角星 實(shí)驗(yàn)原理： 在牙簽上滴水后，它的斷裂處會吸水，半斷掉的牙簽會傾向于重新變直。并且由于水的表面張力，導(dǎo)致靠近中心的沾了水的那部分牙簽會相互遠(yuǎn)離，牙簽就會慢慢變成五角星的形狀。 同學(xué)們也要注意，不要加太多水，水分多會增加阻力，很可能會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗哦！ 7.紙牌懸浮術(shù) 實(shí)驗(yàn)原理： 如果杯子中沒有水時(shí)，放上紙牌兩端受力不均，別說是硬幣，紙牌在杯沿上都可能站不穩(wěn)。但是倒?jié)M水后，水的表面張力為紙片提供相應(yīng)拉力，該拉力與硬幣所受重力相等，卡片兩端受力平衡。所以即便懸在杯沿外，紙牌和硬幣也能很好地保持平衡不會掉落。 8.氣球怕硬幣 實(shí)驗(yàn)原理： 當(dāng)吹滿氣的黃色氣球由高處掉到地面時(shí)，氣球里的硬幣撞擊氣球，將氣球的表皮撞出長條形的破洞。 由于氣球已經(jīng)吹滿氣，表皮具有彈性張力，在長條形破洞的上、下兩端之張力不平衡，因而迅速裂開導(dǎo)致爆破。 9.自制泡泡水 實(shí)驗(yàn)原理： 泡泡是由于水的表面張力而形成的。這種張力是物體受到拉力作用時(shí)，存在于其內(nèi)部而垂直于兩相鄰部分接觸面上的相互牽引力。水面的水分子間的相互吸引力比水分子與空氣之間的吸引力強(qiáng)。這些水分子就像被黏在一起一樣。白糖是多羥基醛，是表面活性劑，發(fā)生正吸附，降低泡泡水的表面張力，使其收縮的趨勢減小，所以吹出的泡泡大大的。但是如果加入的是食鹽的話，食鹽為表面惰性劑，發(fā)生負(fù)吸附，增加泡泡水的表面張力，表面張力的趨勢是使其收縮，所以吹出的泡泡較小。 10.正方體泡泡 實(shí)驗(yàn)原理： 泡泡是由于水的表面張力而形成。水面分子間的相互吸引力比水分子與空氣之間的吸引力強(qiáng)，這些水分子就能夠團(tuán)團(tuán)抱在一起。可如果水分子之間過度粘合在一起，泡泡就不容易形成了。肥皂“打破”了水的表面張力，它把表面張力降到只有通常狀況下的1/3，而這才是吹泡泡所需的最佳張力。而實(shí)驗(yàn)中我們用正方體框六個(gè)面都粘有泡泡水，六面的泡泡水都有張力，所以才會形成正方體的樣子。 　　同學(xué)們,下面就讓我們一起動起手實(shí)驗(yàn)一下吧，請你把實(shí)驗(yàn)照片或者實(shí)驗(yàn)收貨發(fā)到班級群里和同學(xué)們一起分享。

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