物质的本质可能和我们想的不一样。为了更直观地为学生们证明这个事实,澳大利亚昆士兰大学物理学教授托马斯·帕内尔设计了一个实验——沥青滴实验
从1930年开始运行,沥青滴实验是运行时间最长的实验室历史上的实验。至今人未见沥青滴水。
关于沥青掉落实验
这个实验并没有什么神秘的地方,但是却持续了很长时间,作为一种科学精神,为人们所津津乐道。
沥青是一种类似于硬柏油的碳氢化合物,柏油马路其实就是沥青和混凝土铺成的。沥青可以自然形成,如皮奇湖。湖中无水,皆为天然沥青。
而你在路上看到的那些沥青,都是人工制品,是从植物、石油、煤焦油中提炼出来的。
图为:常温下的沥青
上图为常温常压下的沥青。如果我不告诉你这是沥青,你能想象这样的“结晶”物质是液态的吗?
沥青是地球上最粘稠的液体之一。它在正常情况下看起来是固体,甚至在常温下用锤子也能轻易敲碎。
帕内尔教授知道它的外表是骗人的,他想让他的学生知道“物质的性质并不像看起来那么简单”,所以他创造了这个实验来测量孔隙样品的流动性和粘度.
帕内尔先将一大块沥青加热,然后放入密封的漏斗中,耐心等待沥青冷却。
三年后,也就是1930年,教授认为事情已经完全冷却了,就把漏斗底切掉了。
之后,这块沥青开始以极慢的速度滴落,成为世界上持续时间最长的实验,打破吉尼斯世界纪录,获得搞笑诺贝尔奖。
这里要说明的是,搞笑诺贝尔奖不是讽刺的奖项,而是尊重那些科学家的想象力。在这一点上,沥青滴实验当之无愧。
沥青滴水时间
据测算,沥青的粘度约为水的2300亿倍。所以这一滴没多久就滴完了。它杀死了两个教授。它还没有结束,至少可以持续一个世纪。
实验的创始人帕内尔教授只经历了两滴。第一次坠落是在1938年,也就是说,用了八年的时间才完成第一次坠落。第二次是9年后的1947年(帕内尔于1948年去世)。
之后,昆士兰大学数理学院名誉教授JohnMainstone接手了实验并继续指导。在相同的实验条件下,梅因斯通在2013年去世前又记录了六次滴水。
沥青滴水的时间只有零点几秒,可以说是转瞬即逝,所以两位教授都没有亲眼目睹滴水的瞬间。
图为:沥青掉落记录表
沥青掉落时间估计误差很大,所以在2000年第八次掉落之前,人们架设了网络摄像头协助监测,可惜,还是错过了第八次由于技术问题下降。
沥青实验的故事还在继续
Mainstone去世后,托管权传给了AndrewWhite教授,成为沥青滴实验的第三任受托人。
有趣的是,即使人们做好了沥青掉落的准备,终究还是会错过。
2014年4月24日(Mainstone去世一年后),出现了第9次下降。讽刺的是,实验仪器竟然坏了,还不能亲眼目睹。
图为:沥青滴水时间表
从上面的滴水经历时间表可以看出,沥青滴水时间一般是八九年一次,但是后面的滴水时间越来越长了.
因为随着流体的流失,孔底的压力变小,使得滴水的时间越来越长。但沥青滴水的变量远不止流体压力,温度的变化也很重要。当一个实验持续一百年的时候,它的实验条件就会变得不可控,所以人们没有办法预测下一次下降会发生在什么时候。第10次下跌现已形成,预计13年下跌,年内有误差。
最后
虽然两位医生没有亲眼目睹这个实验的“结果”,但这个实验从运行到现在也没有真正记录下滴水的瞬间。
不过,未来还很长,沥青这块现在只消耗了一半左右,也就是说至少还能撑100年。
另外,还有一所大学在进行类似的实验。幸运的是,他们用视频记录了沥青滴水的那一刻。
这是柏林三一大学。1944年7月11日,他们开始了类似的实验。2013年7月11日,视频记录了沥青滴水,正好是69年后。
其实如果只是想证明液体的性质的话,用蜂蜜比较合适。但是沥青掉落实验已经超越了实验本身想要证明的事实。这是一种科学精神,一种科学信仰。
2005年搞笑诺贝尔奖把物理学奖颁给了梅斯顿和已故的托马斯·帕内尔,也算是对沥青水滴实验的认可。
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