王治國
剎那間的美麗.一瞬間的永恒.這是人們對于曇花一現(xiàn)的贊美.“夜靜群芳皆睡去.曇花一現(xiàn)醉詩翁,”曇花深夜開放、翌晨凋萎,觀賞期只有幾個小時,人們只有犧牲睡眠。才能欣賞到它那動人艷麗的姿態(tài).但是若說曾經(jīng)有人一輩子癡迷于觀賞冬天硬邦邦、夏天黏糊糊、其貌不揚的瀝青流淚過程,你是不是感覺不可思議呢?
瀝青在不同的條件下有固態(tài)和液體兩種形式,是一種常用于筑路、建筑防水的黏性材料.黏度是水的2300億倍.固態(tài)時可以抗擊錘子的敲打而不變形,通過擠壓作用,已經(jīng)固化的瀝青會像液體一樣向下流動,但這個過程非常緩慢,瀝青流動得有多慢呢?澳洲大陸由于板塊漂移作用,每年會向北移動約6cm,而固化瀝青流動的速度僅為地球板塊運動速度的1/10.
1927年.為了向?qū)W生展示固體也可以像液體一樣流動,澳大利亞昆州大學(xué)物理系教授帕內(nèi)爾進(jìn)行了一項瀝青滴落實驗.他把瀝青放入玻璃漏斗中,三年后,即1930年,他將漏斗的封口切開.讓瀝青開始緩慢流動.第一滴瀝青于1938年滴下.而第二滴在1947年滴下.就在第二滴瀝青滴下后不久,帕內(nèi)爾教授去世了.但是實驗還在繼續(xù)進(jìn)行,當(dāng)瀝青滴落了五滴以后,物理學(xué)家梅斯通(如圖1)接手了該實驗,
梅斯通本可以三次見證這一世界上持續(xù)時間最長的實驗.但天意弄人,梅斯通陰差陽錯地錯過了三次轉(zhuǎn)瞬即逝的滴落瞬間,直至去世也沒能看到守候數(shù)十載的實驗成果.
1979年梅斯通在瀝青即將滴落的時候整整守候了它一個周末,而偏偏瀝青卻在他筋疲力盡回到家的時候滴落了下來.1988年第七滴瀝青接近滴落狀態(tài)的時候,梅斯通離開房間僅5min去喝了杯咖啡就再次錯過了這難得的一瞬間,后來,為了完整記錄瀝青滴落的瞬間,梅斯通在2000年安裝了一個網(wǎng)絡(luò)攝像頭,這樣即使自己當(dāng)時遠(yuǎn)在國外.也能夠看到并記錄下瀝青滴落的瞬間.2000年11月28日,第八滴瀝青終于滴了下來,遺憾的是.熱帶風(fēng)暴造成當(dāng)時停電20min,等電力恢復(fù)的時候,梅斯通等待了逾10年之久的瀝青之淚已經(jīng)滴落.
2005年10月.梅斯通與已故的帕內(nèi)爾教授憑借這個實驗獲得了當(dāng)年的“搞笑諾貝爾獎”物理學(xué)獎,然而,到此時為止還無一人親眼看見瀝青從漏斗中滴下來的畫面.
從1944年7月11日開始.都柏林圣三一學(xué)院也進(jìn)行了類似的瀝青滴落實驗.2005年,圣三一學(xué)院在該實驗裝置周圍架起一圈高速相機(jī),期待能捕捉到那具有歷史意義的一刻.2013年7月11日下午5點.高速相機(jī)終于第一次完整地記錄到了一滴瀝青的滴落,揭開了瀝青流淚的神秘面紗,瀝青整個滴落的瞬間只存在了1/10 s,而為了看到這一畫面,圣三一學(xué)院的實驗已經(jīng)進(jìn)行了69年.通過研究這一液滴形成的過程,圣三一學(xué)院的研究團(tuán)隊估計了瀝青的黏度:比蜂蜜黏稠200萬倍.比水黏稠2300億倍,而液滴的形成速度取決于瀝青的具體組成成分.環(huán)境條件如溫度和振動等也有一定影響.
2014年,亞昆州大學(xué)實驗室的第九滴瀝青終于滴落了,但梅斯通教授卻再也看不到它墜落的瞬間了.2013年8月.梅斯通教授因為中風(fēng)去世,享年78歲,梅斯通教授去世后.這個實驗器械被亞昆州大學(xué)的懷特保管.懷特說,實驗至少還可以再持續(xù)80年.下一滴瀝青將在2027年滴落,
必須承認(rèn),在近一個世紀(jì)的堅持之后.這個當(dāng)年看起來簡單而古怪的實驗裝置已經(jīng)有了點“見證歷史”的意味.1927年,當(dāng)實驗裝置設(shè)計完成的時候,人類剛剛發(fā)明了電視,并且發(fā)射升空了第一枚火箭.1938年第一滴瀝青掉落的時候,第二次世界大戰(zhàn)正一觸即發(fā),現(xiàn)在,二戰(zhàn)的硝煙早已散去,人類的生活已經(jīng)天翻地覆,而整個實驗裝置還靜靜地立在那里,醞釀著第10滴下落的瀝青.該實驗的意義不僅在于能夠用來測算瀝青的黏度系數(shù).更重要的是,它是一個絕佳的科普手段——它能夠如此直觀地告訴大家一個道理:有些東西,例如瀝青,看起來是固體,但它們?nèi)匀荒軌蛄鲃?,另外,還有什么比一個進(jìn)行了80多年的實驗更能激發(fā)人類的好奇心呢?
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2016年1期