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在家模拟地球大气环流! | 正经玩

yangfz & Lixy 中科院物理所 2019-04-02


正经玩每周六上午会推送一个好玩的科学实验,可以由家长大朋友带着小朋友在家里动手操作。希望正经玩陪您度过每一个温馨的亲子周末,让小朋友的童年充满知识、爱和陪伴。

引子与先睹为快


近来北京的天气非常奇特

前一秒还响晴薄日

后一秒就可以暴雨倾盆

南边来的台风、北边来的气旋

在帝都上空不断较劲

天气预报都是20%~80%波动的降水概率

所以现在小编出门总会带一把伞

不过话说回来

现在阴晴雨雪的天气变化

多半取决于大气变化的影响

整个地球的大气环流的确很复杂

但是,我们只用一个大肥皂泡

就可以(近似)模拟出这个现象

请看:


实验过程

实验器材:所标杯、烧杯、热水、泡泡水


我们先用泡泡水吹几个泡泡

然后接住泡泡

然后我们用烧杯接一杯热水

把接住的泡泡放在烧杯上

泡泡上五彩斑斓的部分原本是基本静止不动的

但是放在热水上以后开始快速转动起来

泡泡上的颜色

在不断地变化着、旋转着

为了看的更清楚我们关掉电灯

用手电筒强光照明

因为动图质量的问题上图仍不明显

但我们可以更清楚地观察泡泡的影子

在影子上我们可以很清楚地看到

泡泡上好像有气流在流动一样

这也说明了液膜厚度在不断的变化

这也提醒了我们现象背后的道理


原理解说


肥皂泡上由于有薄膜干涉的发生

使得表面上出现斑斓的色彩

厚度不同时表现不同的颜色

当肥皂泡处于正常状态时

液膜厚度会由于重力发生变化,颜色也随之变化

所以吹出的泡泡刚开始颜色都比较鲜艳

而后颜色逐渐褪去再慢慢就破掉

本实验中把泡泡放在热水上时发生热传导

使得泡泡上液膜发生对流

于是就像我们日常生活中一样发生旋风似的现象

泡泡表面上的色彩开始转起来

如果泡泡底面接触温度更高

就会产生下图似的情况

是不是和天气预报上的气旋很像

这个现象也被科学家发现并进行仔细的研究

相关结果甚至发表在物理学著名期刊《物理评论快报》上



上期回顾


NO.115 居里单摆 

01-夏目漱石的实验分享如下:

02-江山如此多娇的实验分享如下:

03-廖鑫的实验分享如下:

04-岳峙渊渟的实验分享如下:

05-1s烟雨任平生的实验分享如下:



投票时间于8月14日00:00(即星期二12点整)截止


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往期回顾





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