作者DevilsCrying (空的脑袋 Sora no Adama)
看板Physics
标题Re: [请益] 红豆汤粉末在锅底沉淀出特殊图形!
时间Thu Nov 25 10:40:03 2010
看到板友说到Chladni Pattern忍不住手痒回一下
拿破仑是个爱好科学的皇帝
Chladni曾经在他面前表演利用琴弦用不同频率震动板子
而板子上的沙子会集中落在震动模态的节线上 (一维驻波有节点 二维驻波是节线)
(因为震幅大的地方沙子待不住 会跳走)
显现出需多有趣的图案。
简单讲就是二维驻波,就像打鼓 (不过鼓是Dirichlet BC)
然後拿破仑看了很高兴就赏给Chladni一笔钱
某次在一个盆地发生了大地震
有人研究发现 在盆地的震动模态节线上的房子都没倒 非常有趣
不过我看了原PO的影片 觉得红豆沙并非形成Chladni Pattern
红豆沙的集中并非因为锅子的震动而集中在节线上
圆形的锅子其震动模态在半径分布上应该是Bessel函数
我觉得原PO的case应该跟水流有关
我们清楚看到原PO必须左右摆动锅子
我猜想应该是水流产生驻波 而红豆沙落在节点上
原PO可以进一步验证看看 你加快或减慢左右摆动频率
照理说节点会变多或变少
※ 引述《alenbe (肝纤维闯红灯)》之铭言:
: 今天又请老妈煮一次红豆汤...
: 老妈还说:奇怪?什麽时候变这麽爱红豆汤? = ="
: 又跟老弟借了相机,现在影片照片都拍好了~
: 影片1:(第一次做发现沉淀物太多)
: http://www.wretch.cc/video/alenbehp1000&func=single&vid=6682114&o=time_d&p=1
: 影片2:(第二次捞掉一些沉淀物)
: http://www.wretch.cc/video/alenbehp1000&func=single&vid=6682127&o=time_d&p=0
: 照片:
: http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_DSCF0411.JPG
: http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_DSCF0409.JPG
: ※ 引述《alenbe (肝纤维闯红灯)》之铭言:
: : 家里今天有煮红豆汤,吃完後把锅子放在流理台里泡水
: : 我刚刚去洗手时,看到锅底的沉淀物,竟然排成漂亮的等间距条纹
: : (可惜手边没有相机,改天再拍个影片放上来)
: : 示意图:
: : http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_red.JPG
: : 我很好奇,就做了一些嚐试
: : 首先用手搅动锅子里的水,使其出现漩涡
: : 等一会儿,红豆粉末开始沉淀,会看到粉末往锅底中间聚集
: : 其实这就是因为白努利原理
: : 流体漩涡中心的流速,会比外围流速大(EX.台风)
: : (这里其实也是因为,外层的水接触锅壁,流速降的较快)
: : 流速大压力小,反之流速小则压力大
: : 所以中间压力较小,外圈压力较大,沉淀物就被往中间推了
: : 但最後沉淀的图形,没有出现条纹,只有聚在中间一点
: : 这很明显,不是我希望看到的结果...
: : 於是我用手再次搅乱水底的沉淀物
: : 等沉淀物均匀地沉淀在锅底後(均匀分布)
: : 我用手指持续敲击锅子边缘,使其产生震动
: : 果不其然,锅底的沉淀物,慢慢出现一些细小的等间距图形
: : 其实这就是二维驻波的节点位置
: : 不过花纹的间距与规模,没有我一开始观察到的那麽大
: : 所以这也不是我要的结果...
: : 再试一次,再次搅乱花纹,并静置直到粉末均匀沉淀
: : 这次我尝试使锅子里的水产生波浪摇晃
: : 方法很简单,用手抬起锅子一边,施力往上拉一下就放回去
: : 会看到水面有倾斜的波浪,在锅子里左右来回摇晃
: : 出现了!出现了!
: : 水底原本均匀分布的沉淀粉末,突然自我聚集
: : 变成一条一条粗粗的线条~
: : 就像我上面示意图所画的那样!
: : 这是为什麽呢?@@"
: : 第一时间想不到好的解释...
: : 版上有没有朋友也曾经看过这个现象呢?
: : 欢迎一起提出来讨论 :)
: : PS:
: : 印象中有看过一篇科展作品
: : 在讨论味增汤云状沉淀物的图形
: : 感觉跟我这里所说的现象有些类似...
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◆ From: 140.112.21.234
1F:推 alenbe:影片只拍到锅子内,没拍到我的手,其实我只有"推一下"锅子,并 11/25 12:50
2F:→ alenbe:没有持续用手摇晃锅子,是第一次摇晃时造成的水波持续在震荡 11/25 12:51
3F:→ alenbe:仔细观察影片可以发现,一开始振幅大时什麽事都没发生,最後 11/25 12:52
4F:→ alenbe:振幅变小时,图案才突然变得越来越明显!我目前的猜想,或许 11/25 12:53
5F:→ DevilsCrying:我误会了 囧 11/25 12:54
6F:→ alenbe:跟沉淀粉末与锅底间的摩擦有关,因为摩擦,会使得沉淀物的 11/25 12:54
7F:→ alenbe:振荡相较於水流的震荡,有延迟的现象(?),所以造成彼此撞在一 11/25 12:56
8F:→ alenbe:起,而形成局部的浓度增加。但是为何有周期性分布?这才是真 11/25 12:57
9F:→ alenbe:正有趣而且奇妙的地方~ :P 11/25 12:58
10F:→ DevilsCrying:假设水波的速度固定 你换小一点的锅子 条数会变少 11/25 13:14
11F:→ DevilsCrying:就试试看 大中小三种锅子 11/25 13:15
12F:推 alenbe:嗯嗯~改天再请我妈煮红豆汤XP 不知道用沙子有没有效果... 11/25 13:27
13F:推 Entropy1988:应该和摩擦力很有关系,像是最後一个影片的锅底左下 11/25 18:10
14F:→ Entropy1988:部位,那里的条纹形成似乎和锅底的凹凸形状很有关。 11/25 18:12
15F:推 HDT:如果和摩擦力有关 表示换一种沉淀物 图形应该会不同搂? 11/25 19:09
16F:推 Entropy1988:不知道耶 11/25 19:57
17F:推 HDT:改天来试试看>///< 11/25 20:09
18F:推 yibeen:改变水的深度呢? 我觉得可能跟水深有关 11/26 22:48
19F:→ yibeen:这种波的波长大小 可能是受限於水深 而不是锅子形状 11/26 22:49
20F:→ yibeen:以致於在各处都是一样的 11/26 22:49