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沥青滴漏实验快一百年了,他们是想证明什么
随着科技的日新月异,人们的工作和生活越来越便捷。相比古代,人们以马车代步,现代科技让我们可以实现以高铁、飞机来抵达遥远的目的地,速度远超于一日千里。古时人们遇上天灾旱涝,常食不果腹,如今通过科技水平使水稻增产,实现禾下乘凉已指日可待。
这些科技的背后,从构思到技术实现,需要经过不断的反复实验,直到一项技术的落地成功,并投入到多个领域中运用。不得不说,科学实验是科技发展的基石,科学实验可以大大促进科技的更新和进步。
在众多科学实验中,有一项实验非常特别——沥青滴漏实验。这项实验的特别之处,并不在于它需要复杂的材料或特殊工艺,而是它的耗时非常长,可达几百年之久。
1927年,澳大利亚昆士兰大学的物理学家托马斯•帕内尔(Thomas Parnell)教授把沥青倒进封口的漏斗里,在漏斗下放置一个烧杯。1930年,这个漏斗的封口被剪开,沥青开始从封口位置以缓慢速度流出,沥青滴落后就会掉入烧杯内。
1938年2月,第一滴沥青从封口滴落。截至目前,共有9滴沥青从封口滴落,第10滴沥青要再过4年才会滴落,从实验伊始至今,已历经93年的时间。
那么,帕奈尔教授为什么要做这项实验呢?
其实原因很简单,帕奈尔教授想向学生们证明,一些看似固体的物质其实是一种粘度极高的液体,比如沥青。
于是,帕奈尔教授就着手开始进行沥青滴落实验,记录沥青的滴漏时间,由此来测量沥青在常温下的流动速率。直至1948年帕奈尔教授去世,这个实验仍处于进行中,由其他物理学家负责。
沥青的高粘度使其在常温下的流动速率十分缓慢,等待一滴沥青滴落需要几年,甚至十几年的时间。这也恰恰证明了,沥青并不是一种固态物质,而是一种高粘度液体,它的粘度超过水的2000亿倍。
负责该实验的物理学家认为,沥青并非一种液体。更确切地说,沥青这种化合物的相态与众不同,是一种复杂的混合物。
遗憾的是,尽管该实验历经几十年,沥青已经滴落多次,但从未被人们捕捉到滴落的画面。另外一项沥青滴落实验,成功帮助人们实现了这一目标,也是人类迄今为止唯一一次捕捉到沥青滴落的画面。
在1944年,都柏林圣三一学院的物理学家欧内斯特•沃尔顿(Ernest Walton)和同事们进行了沥青滴落实验。沃尔顿最早把原子以人为方式分裂开来,他也因此获得了诺贝尔物理学奖。
同样地,这项沥青滴落实验在几十年来未曾有人监控或录像。到了2013年,一位物理学家观察到该项沥青滴落实验中的沥青正处于滴落状态,他及时用摄像头捕捉到了这一滴落画面,并保存下来。沥青滴落耗时漫长,这个滴落画面是极其珍贵的。
如今,帕奈尔教授当年的沥青滴落实验仍在继续。根据沥青滴落的速度估算,该漏斗内的沥青若全部滴落还需要上百年时间。
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沥青滴漏实验(英语:Pitch drop experiment)是一个长期实验,其目的是为了测量极高黏度沥青在室温环境下的流动速度。这个实验由澳大利亚布里斯班昆士兰大学(University of Queensland)在1927年开始进行。当时的汤玛士·帕奈尔(Thomas Parnell)教授把一些沥青放进一个封了口的漏斗内,至1930年,漏斗封口被剪开,沥青开始缓慢流动。每一滴高黏度沥青需经近十年时间,方能滴进漏斗下方的烧杯之中,第一滴沥青于1938年12月滴出。时至今日,已滴出九滴沥青。从实验的结果当中,人们可计算到沥青的黏度大约是水之千亿倍。
一直到1988年以前,由于该实验周围的环境并没有特别控制,因此其沥青流动速度会因温度的变化而改变,但第7滴之后装了冷气使温度固定。
帕奈尔教授于1948年9月1日逝世后,实验改由约翰·梅史东(John Mainstone)教授负责,他与帕奈尔教授于2005年凭着这个实验,而获得搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel Prize)。
根据吉尼斯世界纪录,这个实验是全球持续时间最长的实验,而漏斗内的沥青也足够使这个实验再进行百多年。
目录
1时间表
2都柏林圣三一学院的实验
3参考资料
4外部链接
- 此图表显示出每滴沥青滴落所花的时间:横轴是沥青滴数,纵轴是月数
时间表
沥青滴漏实验时间表
年份
状况
到达此状态所用时间
从切开封口所用总时间
从架设实验所用总时间
负责教授
1927年 架设实验 / / / 汤玛士·帕奈尔
1930年 切开封口 3年 / 3年
1938年12月 第一滴 8年11个月 8年11个月 11年11个月
1947年2月 第二滴 8年3个月 17年1个月 20年1个月
1954年4月 第三滴 7年2个月 24年3个月 27年3个月 约翰·梅史东
1962年5月 第四滴 8年1个月 32年4个月 35年4个月
1970年8月 第五滴 8年3个月 40年7个月 43年7个月
1979年4月 第六滴 8年8个月 49年3个月 52年3个月
1988年7月 第七滴 9年3个月 58年6个月 61年6个月
2000年11月28日 第八滴 12年5个月 70年11个月 73年11个月
2014年4月20日 第九滴 13年6个月 84年5个月 87年5个月 安德鲁·怀特