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"

24.12.2018
18:24

Доказано существование планеты-разрушителя в Солнечной системе

    Ученые Даремского университета (Великобритания) получили доказательства того, что несколько миллиардов лет назад неизвестная планета в два раза больше Земли . . .

24.12.2018
18:21

«Время, отведенное человечеству, истекает»

    Выдающийся английский физик-теоретик, космолог, писатель, директор по научной работе Центра теоретической космологии Кембриджского университета Стивен Хокинг . . .

24.12.2018
15:28

Учёные выяснили, что все угольные электростанции несут скрытую угрозу

    После серии исследований воздействия на окружающую среду выбросов в атмосферу от сжигания топлива на обычных угольных электростанций группа учёных . . .

23.12.2018
12:42

Живая слизь решила математическую задачу на миллиарды лет

    Японские ученые выяснили, что слизевик физарум многоголовый (Physarum polycephalum) способен быстро найти оптимальное решение задачи коммивояжера. Результаты исследования . . .

22.12.2018
13:26

Получена фотография гигантского озера воды на Марсе

    Межпланетная станция Mars Express сделала снимок заполненного льдом кратера Королева на Марсе. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте Европейского . . .

21.12.2018
18:17

Найден новый вид планет

    Исследователи из Цюрихского университета в Швейцарии и Кембриджского университета в Великобритании открыли новую разновидность планет класса суперземля. Они . . .

21.12.2018
17:17

Опровергнуто существование сингулярностей в черных дырах

    Ученые Университета штата Пенсильвания и Университета штата Луизиана показали, что классическая сингулярность, возникающая в рамках теории относительности . . .

19.12.2018
17:33

Древнее облако газа сохранилось со времен Большого взрыва, выяснили астрономы

    Древнее газовое облако, которое, вероятно, почти не изменилось со времен Большого взрыва, было открыто в далекой части Вселенной при помощи самого мощного в мире . . .

19.12.2018
17:29

Открыт новый яркий квазар на высоком красном смещении

    Используя телескоп Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), астрономы открыли новый яркий квазар на красном смещении порядка 6,8. Этот впервые обнаруженный квазар, . . .

19.12.2018
12:37

Зонду New Horizons разрешили совершить близкий пролет мимо объекта Пояса Койпера

    Изображение окрестностей объекта 2014 MU69, полученное путем объединения сотен снимков, сделанных в период с августа по середину декабря при помощи камеры LORRI. Два . . .

18.12.2018
20:05

Астероиды спасут Землю от экологической катастрофы

    В начале декабря к астероиду Бенну прибыл за образцами породы зонд NASA OSIRIS-REx. В следующем году к Луне полетит китайский аппарат "Чанъэ-5" с бурильной установкой на . . .

18.12.2018
19:59

Ученые из России "разрубили на части" демона Максвелла

    Ученые из МФТИ выяснили, что "демона Максвелла" – устройство, локально нарушающее второй закон термодинамики – можно разделить на несколько частей. Это позволяет . . .

18.12.2018
19:54

Инженеры попытаются улучшить систему сбора мусора в Тихом океане. Сейчас она не работает

    Система сбора пластика в океане Ocean Cleanup, испытания которой идут с начала сентября, не работает: она движется слишком медленно для того, чтобы задерживать мусор . . .

18.12.2018
17:46

Сатурн теряет материал своих колец по «худшему сценарию», выяснили астрономы

    В новом исследовании, проведенном учеными НАСА, показано, что Сатурн теряет свои легендарные кольца с максимальной скоростью, если исходить из оценки, полученной . . .

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 . . .

<< 451|452|453|454|455|456|457|458|459|460 >>

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