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一层硅油挂在容器上空。 液体中的空气泡不是上升而是下沉。 两艘模型小船浮在液体的上面和下面。

看到这个奇景,牛顿和阿基米德的棺材压不住了吗?

根据9月2日晚在《自然》杂志上发表的论文,巴黎文理研究大学的科学家们用简单的妙技完成了这种反直觉的把戏——垂直振动。 轻重倒置

空绝对不可能悬挂液体,在表面积有限的细管中,可以看到用毛细管力对抗重力的画面。

但是,对于进一步扩展的液体,常识上硅油液体的密度大于空气体,通常不可能悬浮在空上。

其实,如果把大密度的流体放在小密度的流体层上,流体力学上就会发生被称为“瑞利·泰勒不稳定性”的现象,重力加速度使重流体呈钉子状下沉,轻流体多呈气泡状上升。 对双层流体施加不同方向的加速度,结果也相同。

这种不稳定性在天体的物理过程和工业行业(例如惯性约束的融合、内燃机的燃烧等)中发挥着重要的作用。

迄今为止,提出了几种稳定“瑞利·泰勒的不稳定性”的方法,如温度梯度、电磁场、旋转运动、垂直振动等。

在垂直振动法中,随着接触面积的增加,需要相应地提高振动的宽度并使其稳定,但不能超过某个东西引起另一个不稳定性——“法拉第不稳定性”的阈值。 此阈值受流体粘度的影响,粘度越大,阈值越高。

异常”现象

为了提高法拉第的不稳定性阈值,法国研究小组选择了高粘度的硅油和甘油。 这些是向有机玻璃容器中注入液体,接着以一定的频率和振幅使容器垂直振动,将空气体注入容器底部,注入直到液体开始漂浮。

他们首先解释说,如果垂直振动的幅度足够大,任何体积的液体都可以悬挂在容器上空。 实验使用的液体达到了宽20厘米的半升。 如果调节适当的振动参数,液体下面的空气层就会共振,起到弹簧一样的作用,但不会引起法拉第的不稳定性,液体会成为弹簧上的负荷。

法新社:反重力+反浮力实验!法国科学家使液体悬空 小船漂在下表面

这种方法对悬挂空的液体层数也没有限制,可以将空气体和液体重叠一层。 除了“反重力”,研究小组发现垂直振动会引起其他“反浮力”现象。 用针管注入空气体时,液体下部的气泡不是上升而是下降,同样的现象被用于鼓泡塔反应器内的气体残留和混合。 另外,两艘模型船漂浮在空液体的上表面和下表面。 另一方面,根据著名的阿基米德原理,浸泡在流体中的物体受到垂直向上的浮力,其大小与物体排出的流体的重力相等。