一些包含知识的有趣动图

湿地树人

隐形球



原理：让球隐身的关键在于相似的折射率。
这里的小球是高吸水性材料，它们的吸水性实在太强，以至于吸满水时的折射率已经和纯水没有多大差别，因此当浸入水中时，它们自然就与背景融为一体了。


锡疫



原理：你有没有听过一个“锡纽扣在严寒中变成粉末”的故事？这张动图呈现的就是这个过程。随着温度的降低，银白色的金属锡会逐渐转化成另外一种同素异形体——不具有金属特性的灰锡粉末。这个过程也被叫做“锡疫”。


浸不湿的海绵
        

         
原理：海绵吸水的过程是毛细现象，这种现象只有在海绵材料与液体之间的附着力足够强时才能发生，而这种海绵材料与金属汞的亲和性很低，它们无法彼此浸润，液体汞很难附着在海绵的小孔当中，因此它也就不会将海绵“浸湿”了。


水转印
      

      
原理：水转印是一种通过水将平面印刷的图文转印至不同材质物体表面的技术。进行这种转印时会首先在塑料薄膜上印刷图案，然后将薄膜平铺在水面上，喷洒活化剂溶解破坏薄膜，再把需要转印的物体慢慢压入水中，这样图案就会贴在物体表面了。类似的还有一个印制迷彩头盔的。


过冷水冰沙
      

      
原理：结晶过程需要一些凝结核的引发。当纯净的水放在光滑洁净的容器中冷冻时，由于凝结核的缺乏，可以在低于凝固点之后依然保持液态，形成过冷水，而当过冷水受到扰动、凝结核引入之后，结晶就会迅速发生。


水立方
      

      
原理：这张图来自一个超疏水涂层材料的宣传短片。这块板的四周涂有超疏水涂层，在中间没有涂层的部分，材料与水的亲和性比较好，水可以铺展开来，而在有涂层的部分，材料与水彼此亲和性很差，因此旁边的水就呈现出向内回缩的趋势，减少与疏水涂层的接触。


肥皂泡风暴
        

         
原理：该图片来自一项研究。在实验中，半圆形的肥皂泡膜底部会被加热，在热量的作用下液膜产生强对流，进而生成了漩涡，科学家们用高达每秒500帧的拍摄记录下了这一过程。这些肥皂泡漩涡的运动模式与大气中的气旋(例如飓风)有相似之处，因此，科学家们希望通过观察它们来帮助建立计算大气流动的模型。


射线与云


                                                                                      
原理：这是一个威尔逊云室，其中漂浮着过饱和的蒸汽。当带电粒子(α或者β粒子)经过时，会产生凝集核，使得蒸汽冷凝形成雾气。如果给它加上磁场，根据粒子偏转情况还可以判断其电荷/质量比和正负。正电子、M子和K介子的发现都是拜它所赐。上世纪50年代后逐渐被气泡室取代。
注入的气体是氡220，它不稳定，半衰期约55.6秒，会很快衰变成钋216，然后再衰变成稳定的铅212，过程中先后释放出两个α粒子，所以你会看到很多的“V”字型痕迹。


丰饶之杯
        

         
原理：聚丙烯酸钠是高吸水性高分子的一种，能够和大量水分子形成相对稳定的氢键，从而实现吸水效果。在蒸馏水里可以吸收500倍自重的水分子，但溶液中离子会严重影响效果，所以请尽量不要用较硬的自来水或者矿泉水做这个实验。


化勺水
        

        
原理：网上一些传言会宣称这是神奇的热水，能融化勺子却不伤手……那么为啥这杯水没有蒸汽腾腾呢？其实水是普通的水，做手脚的是勺子。镓单质熔点只有29.76摄氏度，放在手心都可以融化，离开手之后又能重新凝固，但不推荐赤手接触。


羽落术
        



        
                                                                                       
原理：这里使用了一块钕磁铁和一只粗铜管。当磁铁从铜管中落下时，磁感线切割导体，在铜管中生成感生电流；这个电流反过来产生磁场作用在磁铁上，产生斥力阻碍它下落。


熔金
        

         
原理：这是一个双重现象，电磁感应加热和电磁悬浮。
电磁感应加热，是利用电磁感应现象，把金属放在快速变化的磁场中，从而在金属中产生涡电流。电流流经金属自己的电阻而发热，最终将金属熔化。
在这里，快速变化的电场，本身就是通过把交变电流通过粗大铜线圈而获得的。使用的电流功率为1.6千瓦，频率为204kHz。这枚铝块重2.6g，可以加热到1200℃，熔化是足够了。
至于电磁悬浮，和上一张图原理类似，只不过现在我们有外源的电磁铁，所以可以让它一直悬浮下去。同样，铁器因为自身铁磁性的干扰所以不能做这个实验。铝和铜是最适合的材料。注意磁悬浮这现象本身不需要超导体，虽然如果有超导材料会省很多电。


魔术沙
        

        
原理：将沙子表面涂上疏水物质，放入水中就是这个效果。现在常见的魔术沙是沙子和三甲基硅醇反应的产物，硅醇基和沙子反应后剩下的甲基包在外面形成疏水层，所以进水之后它就会结成块以降低接触水的表面积，但是水不会粘在上面，所以拿出来之后立刻就还原成干的粉末了。
魔术沙的颜色是人为添加的颜料，但是入水之后都是银色。这是因为它憎水，表面带了一层气泡。


艾尔莎的魔法


                                                                                      
原理：看起来很恐怖，其实不是真的冰，只是醋酸钠过饱和溶液而已。过饱和溶液是溶质超出溶解度上限的不稳定状态，稍加扰动就会大量析出沉淀。
如果把三水合醋酸钠晶体加热到熔点(约58摄氏度)，晶体会一边熔化、一边释放出结合的水，然后熔化的醋酸钠又会溶化在释放出来的水里，成为很浓的溶液。将这些溶液冷却到室温下也不会析出，而是变成过饱和溶液。现在如果伸手进去形成凝结核，溶质会立刻重新结晶为三水合醋酸钠晶体，这一过程带走的水又促进了进一步结晶，很快整瓶都会完全变回一开始的样子——一堆白色晶体，没有一点游离水。


水火交融
      

      
原理：烧杯底部放入了少量乙醚和金属钾，当加入水时，金属钾与水反应生成氢气并大量产热，造成氢气和乙醚蒸汽的燃烧，而隐约可见的紫色火焰来自钾离子的焰色反应。


红与黑
      

     
原理：这是“碘钟反应”的一个变种。实验中所用到的三种无色透明溶液（从前到后）分别加入了：可溶性淀粉和焦亚硫酸钠、氯化汞、碘酸钾。
其中发生的反应包括：
－ 焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠 Na2S2O5 + H2O → 2 NaHSO3
－ 亚硫酸氢钠将碘酸根还原为碘离子 IO3- + 3HSO3- → I- + 3SO42- + 3H+
－ 随着碘离子浓度的升高，可溶性的汞盐开始与碘离子形成碘化汞沉淀（橙红色）Hg2+ + 2 I- → HgI2
－ 剩余的碘离子与碘酸根离子生成碘单质 IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
－ 碘单质与可溶性淀粉结合形成蓝黑色的包合物


铜和硝酸
  

      
原理：铜与浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水，生成的气体通入水中，随着气体生成停止并逐渐溶解，水倒吸进入反应瓶，最终形成淡蓝色的硝酸铜溶液。
Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)
一开始出现的绿色与浓酸条件下铜离子与硝酸根的结合有关]，而在引入更多水之后，溶液就显示为水合铜离子的蓝色了。


甲烷泡泡
      
     
   
原理：将甲烷通入肥皂水产生甲烷气泡。在点燃泡泡时，其中的甲烷气体迅速燃烧。


魔法掸子
        

         
原理：实际上和掸子无关，爆炸的是纸上的物质。三碘化氮是一种可以发生接触爆炸的物质，稍有扰动即可引起爆炸分解，并产生紫色的碘蒸气。


锂树银花
   

     
原理：这是金属锂燃烧的景象，燃烧过程中固态的金属锂不断熔化，并生成氧化锂。锂的焰色反应为红色，但当剧烈燃烧时火焰呈现一种“亮银色”的状态。


小熊糖火山
      

     
      

原理：在加热之后，试管中的氯酸钾发生热分解产生氧气，试管中的氧气和热足以点燃小熊软糖中的糖类等有机物。氧气促进燃烧，而燃烧产生的热量又进一步促进氯酸钾分解产生更多氧气，因此就产生了剧烈的燃烧反应。

冰海海子

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