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挑战阿基米德定律?《自然》最新论文称发现“反转浮力”

挑战阿基米德定律?《自然》最新论文称发现“反转浮力”

2020年09月03日 14:03 来源:中国新闻网参与互动参与互动

  中新网北京9月3日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇物理研究论文称,科学家报告了一种在悬浮液体层下面反向漂浮的迷你船,展现出颠覆传统认知、挑战阿基米德定律的不同寻常的浮力。

图为科学家们通过实验,观察到塑料小船漂浮在悬浮液体的上下表面(版权归属Benjamin Apffel等)。
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图为科学家们通过实验,观察到塑料小船漂浮在悬浮液体的上下表面(版权归属Benjamin Apffel等)。 中新社发 自然科研 供图

  在重力的作用下,容器(如烧瓶)中的液体通常会落至容器底部。但是在特定情况下,垂直振动液体可以使之浮于某低密层(如空气层)之上。

  该论文通讯作者为法国巴黎高等物理化工学院、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、朗之万研究所伊曼纽尔·弗尔特(Emmanuel Fort),其及同事通过实验研究发现,这种垂直振动还可以使浮力在悬浮液体的下层发生反转——仿佛重力倒转,他们在实验中向容器内注入硅油或甘油等液体,接着垂直振动容器,将空气注入容器底部,直到液体开始悬浮,像模型船这样的物体便可在悬浮液体的下表面反向漂浮。

  论文作者解释说,垂直振动引发了这种明显的反重力效应。不仅如此,他们还发现液体下部的空气气泡会下沉而不是上升,这是一种在之前实验中观察到过的相关的反重力效应。

  这项“反转浮力”的实验观察,挑战了人们对于液体-空气界面的直觉理解,或有助于未来进一步研究液体边界行为。

  《自然》同期发表同行专家观点文章指出,该研究论文的观察结果违反了阿基米德原理,即浸在流体中的物体受到竖直向上的浮力,其大小等于物体所排开流体的重力。其研究表明,这种浮力会映射在悬浮液体层的下界面,并使用同时浮在悬浮液体层上层和下层的两只船证明了这一点。但是,这不仅仅只是一种海上奇景,这种现象或许在运输气体或流体中被困材料方面,具有实际应用意义。(完)

【编辑:李骏】
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