问题

有哪些有意思的自然、科学小实验?

回答
我最近捣鼓了几个超有意思的小实验,让你在家就能体验到大自然的奇妙和科学的魅力。别以为科学就得在实验室里,其实很多神奇的现象就藏在我们身边,动动手就能发现它们的小秘密。

1. “火山爆发”——感受化学反应的力量

这个绝对是经典中的经典,每次做都觉得像个小科学家在创造奇迹!

你需要准备什么:
一个空瓶子(塑料瓶或者玻璃瓶都可以,但玻璃瓶更稳当些)
小苏打(家用烘焙用的那种就行,量要多一点)
食用色素(红色最像熔岩)
洗洁精(一小滴就够了,它会让“熔岩”更丰富)
白醋(量要足)
一个托盘或者大一点的盆(用来接住溢出来的“熔岩”,免得弄脏桌子)
可选:橡皮泥或者纸板,可以用来给瓶子围一个“火山锥”的形状,增加仪式感。

怎么玩:
1. 把瓶子放在托盘中央。如果你准备了橡皮泥,就绕着瓶子捏成火山的形状,中间留出瓶口。
2. 在瓶子里加入几勺小苏打。不要客气,小苏打越多,反应越壮观。
3. 滴入几滴红色食用色素。
4. 挤一小滴洗洁精进去。这个是关键!洗洁精会让产生的泡沫更加细腻持久,看起来就像真正的熔岩流一样。
5. 现在,准备好,把白醋“火山爆发”式地倒进瓶子里!
6. 看着,看着!一股红色的“熔岩”就会咕嘟咕嘟地从瓶口涌出来,顺着你做的火山锥流下去,简直就是一场小型自然灾害,但看得可过瘾了!

为什么会这样?
这其实是一个酸碱中和的化学反应。小苏打(碳酸氢钠)是一种碱性物质,白醋(主要成分是乙酸)是酸性物质。当它们混合在一起时,就会发生化学反应,产生大量的二氧化碳气体。这些二氧化碳气体就像被憋在地下很久的气体一样,想要冲出来,于是就带着液体一起冲出了瓶口,形成“火山爆发”的效果。洗洁精只是帮助这些气体更好地包裹住液体,形成丰富的泡沫。

2. “彩虹桥”——用密度创造奇迹

你知道吗?不同种类的液体,它们的“重量”是不一样的,哪怕体积一样,密度也不同。这个实验就能让你直观地看到这个现象,而且还能做出超级漂亮的彩虹分层!

你需要准备什么:
一个透明的高玻璃杯或者罐子
几种密度不同的液体。最常见也最容易找到的组合是:
蜂蜜或者玉米糖浆(密度最大)
洗洁精(蓝色或者绿色效果好)
清水
食用油(植物油就可以)
酒精(医用酒精,最好是75%的,如果想颜色鲜艳,可以在酒精里滴几滴食用色素,比如红色)
可选:一些小物件,比如葡萄干、螺丝钉、小木块,用来测试它们在哪一层液体里会漂浮。

怎么玩:
1. 这是最需要耐心的一步,但也是最关键的:我们要小心翼翼地把不同密度的液体一层一层地倒进玻璃杯里。记住,一定要从密度最大的液体开始,然后由重到轻依次倒入。
2. 第一层(最下面): 先倒蜂蜜或玉米糖浆。它会沉在最底部。
3. 第二层: 小心地沿着杯壁缓缓倒入洗洁精。动作一定要轻柔,让它慢慢地覆盖在蜂蜜上面,尽量不要让它们剧烈混合。
4. 第三层: 同样小心地倒入清水。
5. 第四层: 接着沿着杯壁倒食用油。你会发现油会浮在水上面,形成一个漂亮的油水分层。
6. 第五层(最上面): 最后,沿着杯壁缓缓倒入加了颜色的酒精。
7. 现在,静静地欣赏你的“彩虹桥”吧!你会看到,每种液体都乖乖地待在自己的“地盘”,泾渭分明,形成一道道美丽的彩虹。
8. 如果你想更“科学”一点,可以往里面轻轻放一些小物件,看看它们会停在哪一层。比如,螺丝钉可能沉到底部,葡萄干可能刚好漂浮在某个界面上,木块则会浮在最上面的油层或酒精层。

为什么会这样?
这就是“密度”在作怪!密度是物质单位体积的质量。密度大的液体,同样的体积就会比密度小的液体“重”。在重力的作用下,密度大的液体会沉到下面,密度小的液体就会浮在上面。我们这里用的几种液体,它们的密度正好是从大到小排列的:蜂蜜 > 洗洁精 > 水 > 食用油 > 酒精。所以,只要我们小心地、循序渐进地倒入,它们就会按照密度从大到小的顺序,一层一层地乖乖地叠在一起,形成一道自然的“密度彩虹”。

3. “会跳舞的 raisins ”——感受静电的力量

这个实验看起来有点玄乎,怎么葡萄干会自己跳起来呢?其实这是静电在帮忙。

你需要准备什么:
一个透明的杯子或者玻璃罐

几颗葡萄干
一个气球
你的头发(或者毛衣、地毯等能产生静电的物品)

怎么玩:
1. 在透明杯子里倒入一些水,大概到杯子的一半或者三分之二。
2. 把几颗葡萄干放进水里。它们会沉到杯底,看起来一点也不活泼。
3. 现在是关键步骤了!拿出气球,用力地在你的头发上(或者毛衣上)摩擦,摩擦,再摩擦!摩擦时间长一点,让气球带上足够的静电。
4. 然后,把充好气并且带电的气球靠近杯子,让它在杯子外面轻轻地晃动,靠近水面和葡萄干。
5. 奇迹发生了!你会发现,杯底的葡萄干突然开始上下“跳舞”起来,有的甚至会浮起来靠近气球!

为什么会这样?
很简单,这是静电的作用!当你摩擦气球时,气球会带上静电荷(通常是负电荷)。水本身是极性分子,虽然整体不带电,但它的分子有一端带微弱的正电荷,另一端带微弱的负电荷。当带电的气球靠近水面时,它会吸引水分子中带相反电荷的部分,导致水分子发生极化。同样地,葡萄干虽然是固体,但它表面也可能带一些电荷或者有极性。气球的静电荷会吸引或排斥葡萄干表面的电荷,产生一个力的作用。当吸引力足够大时,就能把葡萄干从水底“拉”起来,让它们看起来就像在跳舞一样。而且,这个静电吸引力会持续一段时间,所以葡萄干会不停地上下移动,就像在玩捉迷藏。

这些实验真的很有意思,不仅能让我们看到一些平时不太注意的自然现象,还能了解背后的科学原理。而且,材料都超级好找,成本也几乎为零,非常适合跟家人朋友一起动手玩。别犹豫了,赶紧找个时间试试看吧,你会发现,科学的乐趣,就在这小小的实验之中!

网友意见

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https://www.zhihu.com/video/925705383270576128

从兔子体内剪出来的肺,加了个矿泉水瓶做成了呼吸模型


反正加了高能预警也是被喷,干脆去掉了

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来源网络。国外教师做的时空扭曲模拟实验,我都能看懂,很有意思~

https://www.zhihu.com/video/926499194653511680

有的朋友说视频点不开或卡顿,下边是B站链接:【趣味教学】时空扭曲可视化模拟实验 @柚子木字幕组

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这是一杯液氮,

https://www.zhihu.com/video/926229735200165888

装在一次性纸杯里

https://www.zhihu.com/video/926228931848323072

因为杯壁温度极低,一直会形成可能是固态二氧化碳的物质,落到桌上会迅速升华,凭空消失,视觉效果很奇妙

https://www.zhihu.com/video/926229362494275584

因为相对于液氮,手的温度太高,因而会迅速沸腾与手直接接触的液氮形成一层传热系数极低的蒸汽层,在短时间内保护手免于低温伤害——这被称为莱顿弗莱斯特效应。

https://www.zhihu.com/video/926229645119062016
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昨天我看到这个视频就笑了出来,当时就想起一句话“让我们趁万有引力不注意”。(严肃回来)这个视频确实很有教育意义,完美展示惯性定律。

牛一定律的展示 https://www.zhihu.com/video/1152696260384428032

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更新1(2019.10.15):之前回答没人看,现在不知为何有人开始看到这个答案,有了一些流量,我也根据评论区的反馈进行一些必要的补充。有些读者不认可这个视频和牛一有任何的关系,我来简单地解释一下。

首先我要明确的几点是:

  1. 只要是在牛顿力学的框架下去理解宏观物体的运动,那它就肯定同时满足牛顿的三个定律。不会说和其中一个定律没关系,也不可能说只和其中某一个定律有关。
  2. 牛顿三定律是牛顿力学的理论预设,是基于经验感知所总结的,是不能被实验证明的。如果你使用牛顿力学,那这些理论预设就是不言自明。所以我的正文里使用的是“展示”而非“证明”。

比如牛一在教科书中的表述是“物体不受外力的作用下,总保持匀速直线运动或静止状态”。真实物理世界不存在不受外力的情形。牛一是不能证明的,是理论预设。那既然不能证实,那我们总可以用一些办法去减弱这个外力的影响去展示惯性,其实力对于物体运动量(动量 )的改变是和冲量有关的 ,你可以看到想要削弱外力的影响,那就可以第一减少外力,第二减少力的作用时间。比如你可以找一个足够光滑的地面,然后会发现小球可以滑行的非常远,虽然不是无限远,但也可以“示意性”地展示惯性了。这个视频中的实验采用的是减少力的作用时间的手段来展示“静止”这一状态的维持,因为惯性还有一个粗犷的理解是“惯性是物体保持原先运动状态的倾向”,你在这个小实验里可以简单地看到这一点。因为知乎中有很多高中生,学长为了避免给你们的物理学习产生任何角度的误导,都必须跟你们强调一点,牛顿三定律是理论预设,不能被实验证明,是接下来逻辑推导的起点,是我们经验直观的总结,如果你觉得这三定律符合你的直观(我觉得符合大多数人的直观),那你接受牛顿定律就不会有任何障碍。

最后你如果觉得这个视频展示了惯性的一个方面,帮助了你的理解,那可以博你一笑;如果没有的话,也希望你有好心情。


视频来源 :

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体检报告中有一项叫中性粒细胞(Neutrophil)数目,有个同事用微流控芯片研究中性粒细胞对细菌的清除作用。找不到他文章的原视频了,大概是这样。贪吃蛇大作战人体版1.0。

蓝色圈为细菌,最大那个是中性粒细胞,红圈为红细胞。



https://www.zhihu.com/video/926237851048378368

视频来源:Movie - Neutrophil chasing bacteria

当你感冒时候,你体内数以亿计努力工作的中性粒细胞,就是这样追着细菌小宝宝玩的,一边大喊着“前面的红细胞兄弟让一让啊,车来了!!!“,"小子,有种别跑,我保证不打喜你!“ 然后蠕动的极其性感身体,走位无比风骚的,被遛着。

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占坑

https://www.zhihu.com/video/926069055989882880 https://www.zhihu.com/video/926072528970072064

如图所示,过冷水

当水中杂质很少时将水降至0度以下有可能使水保持液态而不结冰,当水中被投入凝结核或者受到震动导致水的密度不均匀时会导致过冷水水立刻结冰(如视频)

在家做也很容易,买一瓶纯净水之后将它放在冰箱或者冰冷的室外(北方人限定)

如果你运气够好的话一觉醒来就会发现它依然没结冰,这样你就得到了一瓶过冷水

开始玩吧(滑稽)

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不知道有没有答过这个,用沙子做泳池。链接如下:B站:用沙子做一个泳池

个人理解原理主要类似于化工用的流化床,下方空气带动了沙子,整个相当于一个流体。或者说,你处在一个沙子浓度特别高的风口上(大概这意思)。

https://www.zhihu.com/video/926909151521693696

更新线~~~~~~~~

第一次体会到醒来过百赞。。。。不能一一回复,望见谅!

原理方面,答主不能深层次解答,只能主观臆断= =!

流体可分为气体和液体,比如盐水溶液,空气,这些都是流体。在这里,我们可以把通入的气体看成一种流体,沙子是里面的“溶剂”/杂质(只是量有点高)。这样,当空气向上走的时候,会减轻沙子的重量,同时,也会有一些气道。这样整体的作用下来,导致沙子之前作用力减小,人/其他物体下沉上浮都会容易很多。

另一种解释方法:试想将空气速度开大,这样在某一个速度的时候,所有沙子都会动态的悬浮在半空中,由于阻力的存在,重一些的沙子在下面,轻一些的在上面。这时候,人下去就像下到浑水中,所以容易很多。就像雷总讲的,在风口的话,猪都能飞,何况是沙子。

关于这个东西的安全问题,我也很担心突然断电,所以大家不要轻易模仿.......

再更~~~

有知友指出,他们用的是空气钢瓶,这点是我的疏忽(。・_・。)ノI’m sorry~

那就担心钢瓶没气或气压不足时候的安全问题吧~~~~

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一个差速器的小实验,不需要讲解就能看懂。

汽车转弯时,因为路径不同,左右两边轮会以不同的转速转动,这是差速器的作用。

玩过卡丁车的朋友应该知道,没有差速器,轮胎硬摩擦,转弯纯粹靠手劲。

https://www.zhihu.com/video/943932590198169600

我做的一些小实验回答

汽车开到彻底没油是一种怎样的体验?

自动启停技术算不算一个鸡肋配置,真能省油吗?

有所谓「最省油时速」这一说吗?

人和车比赛,如果0-10m或者0-10km/h谁能赢?

我的主页:吉姆 - 知乎

我以往的回答:吉姆 - 知乎

我的知乎专栏:AL频道

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分享一个朋友给我发的视频
此视频看完也许会有部分男性朋友颤抖

经评论区大部分呼声

此视频会引起读者不适

如果看请做好准备

谢谢

https://www.zhihu.com/video/925707667014553600

也许您看完这个视频后自己心里有许多的想法

您的想法跟别人的想法有些不同

讨论一下是可以的


但请您别说一些没有素质的话

能说出您这话 真挺恶心的

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