Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

18.12.2018
15:58

Спутники системы GPS нового поколения направляются в космос

    После нескольких месяцев задержек ВВС США планируют запустить в космос новое поколение GPS-спутников, характеризуемых более высокой точностью, уровнем . . .

18.12.2018
13:59

Физики зажали каплю между эластичными пленками и сделали ее квадратной

    Французские физики изучили форму капли, зажатой между двумя эластичными пленками, растягиваемыми в двух перпендикулярных направлениях. Оказалось, что в этом случае закон Юнга-Дюпре, который определяет контактный угол, нужно модифицировать, добавив к поверхностному натяжению механическое. Регулируя величину и направление растягивающих сил, ученые получили капли не только круглой, но цилиндрической и даже квадратной формы. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

    Как и все физические системы, капля воды всегда стремится уменьшить свою полную энергию. Когда капля парит в невесомости, единственным параметром, который определяет ее энергию, является площадь поверхности — поэтому капля старается уменьшить поверхность как можно сильнее и сворачивается в шарик. Если же положить каплю на твердую подложку, расстановка сил немного изменится, поскольку энергия мокрой и сухой поверхности отличается. В этом случае энергия системы разбивается на три важных части: энергию поверхности вода-воздух, вода-подложка и подложка-воздух. В зависимости от отношения коэффициентов поверхностного натяжения воды и подложки, угол смачивания будет получаться разным, и вместе с ним будет изменяться форма капли. Эта зависимость описывается законом Юнга-Дюпре, который связывает поверхностное натяжение всех трех поверхностей. Тем не менее, при прочих равных круглая капля будет занимать наименьшую площадь, а потому вода всегда принимает форму сплюснутого сферического сегмента (если бы не было силы тяжести, сегмент был бы идеально ровным).

    Однако физики Рафаэль Шуман (Rafael Schulman) и Кари Дальноки-Вересс (Kari Dalnoki-Veress) задались более интересным вопросом: какую форму примет капля жидкости, если зажать ее между двумя подложками? Наивно кажется, что вторая поверхность не даст ничего принципиально нового, и самой выгодной опять окажется круглая форма. Тем не менее, некоторые эксперименты показывают, что в действительности дела обстоят сложнее: например, в 1997 году французские исследователи экспериментально показали, что капли, зажатые между жесткой и мягкой поверхностью, принимают форму вытянутого эллипсоида. Поэтому ученые решили более подробно изучить этот вопрос.

    Для этого Шуман и Дальноки-Вересс экспериментально изучили, какую форму принимают микрометровые капли жидкости, зажатые между двумя гибкими пленками. Пленки физики изготавливали из эластолана (Elastollan TPU 1185A, BASF) или сополимера стирен-изопрен-стирена (SIS). Для этого ученые помещали кремниевую или слюдяную подложку в раствор циклогексанона и толуола, а потом раскручивали на центрифуге и отжигали при температуре около 100–150 градусов Цельсия. Конечная толщина пленок составляла 150–1700 нанометров (эластолан) или 550–3000 нанометров (SIS). Затем ученые помещали каплю на пленку и накрывали ее пленкой из такого же материала (для упрощения граничных условий). В качестве жидкостей ученые использовали глицерин или полиэтилен-гликоль, радиус капель менялся в диапазоне 30–300 микрометров. Более мелкие капли быстро испарялись, и ученые их не рассматривали. Таким образом, исследователи получили четыре разных пары жидкость—пленка. Кроме того, физики растягивали пленки — либо изотропно (с одинаковой силой во все стороны), либо в направлении двух перпендикулярных осей (с разными силами). Чтобы оценивать силу натяжения было легче, ученые растягивали пленки не слишком сильно — так, чтобы закон Гука работал на протяжении всего опыта.

    Чтобы ухватить общие закономерности исследуемой системы, сначала физики рассмотрели изотропный случай. В результате ученые обнаружили, что при такой постановке задачи закон Юнга-Дюпре нужно подкорректировать: чтобы правильно рассчитать контактный угол на стыке капли и двух пленок, нужно учесть не только поверхностное, но и механическое натяжение. В самом деле, измерения показали, что во всех четырех случаях контактный угол обратно пропорционален корню из механического напряжения. Ученые вывели этот закон не только из эксперимента, но и теоретически, минимизируя свободную энергию капли. Чтобы упростить рассуждения, Шуман и Дальноки-Веррес считали, что механическое натяжение, создаваемое самой каплей, пренебрежимо мало. Совпадение теоретических предсказаний и эксперимента показывает, что это приближение оправдано.

    Зависимость угла смачивания для пленок из эластолана и SIS. Точками отмечены экспериментальные зависимости для капель разного размера и состава, линиями — результаты теоретических расчетов

    Затем физики изучили случай неравномерного растяжения капли вдоль перпендикулярных осей. Как и ожидалось, в этом случае капля принимает не круглую, а эллиптическую форму, причем соотношение сторон капли пропорционально корню из отношения натяжений.

    Наконец, ученые рассмотрели случай, когда верхняя и нижняя пленка преимущественно растягиваются в перпендикулярных направлениях. Оказалось, что в этом случае капли принимают форму квадрата, стороны которого перпендикулярны растягивающим силам. Такие капли работают как миниатюрные линзы, у которых можно изменять форму и фокусное расстояние. Чтобы подтвердить работоспособность такой линзы, ученые просветили ее лазером и записали интерференционную картину.

    Направления растягивающих сил (a); форма капель (b,c); интерференционная картина, полученная при освещении капли лазерным лучом, предварительно пропущенным через тонкое круглое отверстие (c)

    Авторы статьи находят результаты своего исследования «забавными» и подчеркивают, что изначально их работа была мотивирована чистым любопытством, а о практических применениях открытия они не думали. Тем не менее, сжатые капли необычной формы, которые работают как линзы с настраиваемым фокусом, потенциально можно использовать на практике. Еще один объект, для которого важную роль играет поверхностное натяжение — это мыльный пузырь. Как ни странно, физика мыльного пузыря до сих пор изучена плохо, и ученые продолжают делать новые открытия. Например, в 2016 году французские исследователи разработали модель, которая описывает процесс выдувания пузыря, и выяснили, что его конечный объем больше всего зависит от скорости и диаметра сечения потока воздуха. В 2018 американские физики показали, что образование масляных пузырей в воде, аналогичных мыльным пузырям в воздухе, описывается одним из двух сценариев: быстрым неравновесным раздуванием либо квазиклассическим «медленным» процессом, в ходе которого пленка постепенно теряет стабильность. А в 2017 году японские и итальянские математики решили задачу о поведении мыльной пленки в гибком каркасе, представляющую усложненный вариант задачи Плато, сформулированной около 200 лет назад.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/12/17/square-drops

18.12.2018
13:54

Cамый далекий объект Солнечной системы оказался в три раза дальше Плутона

    Астрономы открыли самое далекое небесное тело из всех, когда-либо наблюдавшихся в Солнечной системе — объект 2018 VG18 обнаружен на расстоянии, более чем в 120 раз . . .

18.12.2018
13:50

Изотопы магния рассказали историю формирования поверхности Луны

    Американские исследователи проанализировали изотопный состав магния в образцах лунных пород и обнаружили, что базальты на Луне сформировались при плавлении . . .

18.12.2018
12:30

Опровергнут популярный миф о торнадо

    Метеорологи Университета штата Огайо (США) пришли к выводу, что торнадо образуется не так, как считали ученые на протяжении десятилетий. Согласно популярному . . .

18.12.2018
12:26

Объяснено появление жизни на Земле

    Ученые Университета штата Мичиган (США) смоделировали процесс происхождения жизни. Согласно результатам компьютерной симуляции, молекулы-репликаторы, которые . . .

17.12.2018
18:38

Гонконгские СМИ сообщили о проекте России и Китая по изменению атмосферы p>

    Россия и Китай в рамках совместного проекта, предположительно, испытали технологию изменения атмосферы, которая в перспективе может применяться для военных . . .

17.12.2018
18:17

Астрономы сфотографировали смертоносный танец двух звезд

    Предсмертные конвульсии одной из звезд системы уже сами по себе грандиозны по масштабу, но влияние ее компаньона превращает эту астрономическую ситуацию в . . .

17.12.2018
18:11

В ранней Вселенной обнаружена необычная для той эпохи галактика

    Изучая галактику в 9 миллиардах световых лет от Земли, астрономы установили, что количество темной материи, содержащееся в ней, сопоставимо с наблюдаемым в . . .

17.12.2018
17:29

Периодический радиосигнал обнаружен со стороны блазара J1043+2408

    Используя обсерваторию Owens Valley Radio Observatory (OVRO), астрономы зарегистрировали периодический сигнал в радиоизлучении, исходящем со стороны блазара J1043+2408, и эти данные . . .

17.12.2018
17:23

Зонд НАСА Parker купается в лучах Солнца

    Солнечный зонд НАСА Parker Solar Probe полностью исправен и функционирует в штатном режиме после первого пролета мимо нашего светила, а вскоре этот космический аппарат . . .

17.12.2018
17:20

Обширная атмосфера открыта вокруг аккреционного диска рентгеновской двойной< p>

    Астрономы использовали затмение одной звезды другой для изучения атмосферы аккреционных дисков вокруг компактных звезд. Ученые из Нидерландского института . . .

17.12.2018
17:17

Зонд «Розетта» зафиксировал рождение ударной волны перед кометой 67P

    В новом исследовании показано, что, вопреки первому впечатлению, зонд Rosetta («Розетта») на самом деле обнаружил признаки «новорожденной» ударной волны перед . . .

17.12.2018
17:14

Ученые запечатлели молодую звезду, которая формируется, подобно планете

    Астрономы получили одно из самых подробных изображений молодой звезды, имеющееся на сегодняшний день, и обнаружили таинственного компаньона на орбите вокруг . . .

17.12.2018
17:12

Оснащенный ядерным реактором «туннельный бот» будет искать жизнь на Европе

    В период между 1995 и 2003 гг. космический аппарат НАСА Galileo («Галилео») совершил несколько пролетов мимо спутника Юпитера Европы. Ряд находок, сделанных в результате . . .

17.12.2018
16:48

Обнаружена новая экзопланета размером с Нептун

    Невероятные открытия огромного числа экзопланет, сделанные при помощи миссий НАСА Kepler («Кеплер») и К2, позволили астрономам глубже понять процессы формирования . . .

17.12.2018
16:23

Спутанные магнитные поля разогнали частицы в джетах черных дыр

    Ученые из Стэнфордского университета с помощью компьютерного моделирования выяснили, что релятивистские струи плазмы черных дыр (джеты) разгоняют элементарные . . .

17.12.2018
15:29

Предсказана глобальная нехватка питьевой воды

    Ученые Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) пришли к выводу, что глобальное потепление приведет к длительным засухам и нехватке пресной воды. Об этом . . .

17.12.2018
15:25

Обнаружена быстро погибающая планета

    Астрономы Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружили экзопланету GJ 3470b размером с Нептун, которая находится слишком близко к родительской звезде и испаряется с . . .

17.12.2018
15:21

Найден способ построить машину времени

    Ученые Массачусетского университета пришли к выводу, что машину времени, способную переместить человека в прошлое, можно построить с помощью двух голых . . .

<< 141|142|143|144|145|146|147|148|149|150 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100