۸ حقیقت علمی جذاب که در دبیرستان یاد نگرفتید!
دانستنیها
در دبیرستان در مورد چیزهای شگفت‌انگیزی همچون نظریه‌ی نسبیت انیشتین، جدول تناوبی و همانندسازی DNA چیزهای زیادی خوانده‌ایم؛ اما قطعاً علم تنها به کتاب‌های مدرسه و دانشگاه ختم نمی‌شود، و گاهی شگفت‌انگیزترین پدیده‌های علمی، خود را در پسِ اصول خشک و بعضا غیرجذاب دانشگاهی پنهان کرده‌اند. با توجه به همین موضوع هم در این بخش ۸ مورد از حقایقت علمی جذاب را برای شما لیست کرده‌ام تا با نگاهی عمیق‌تر، اصول حاکم بر آن‌ها را یاد بگیرید!
فهرست محتوا
۱. آب می‌تواند همزمان هم بجوشد و هم منجمد شود!
۲. لیزر در آب به دام می‌افتد!
۳. فضاپیماها سرعت بسیار شگفت‌انگیزی دارند!
۴. تخم‌مرغ در زیر آب از هم نمی‌پاشد!
۵. صورت جنین در رحم این‌طور شکل می‌گیرد!
۶. به لطف علم فیزیک، گربه‌ها همیشه روی پاهایشان فرود می‌آیند!
۷. اثر مگنوس شگفت‌انگیز است!
۸. شکستن بند انگشتان لزوما کار اشتباهی نیست!
۱. آب می‌تواند همزمان هم بجوشد و هم منجمد شود!
آب می‌تواند همزمان هم بجوشد و هم منجمد شود!
احتمالا در درس ترمودینامیک چیزی در مورد نقطه سه‌گانه «Triple point» شنیده‌اید! به زبان فنی نقطه سه‌گانه شامل دما و فشاری است که در آن سه فاز یک ماده (گاز، مایع و جامد) با هم در تعادل ترمودینامیکی قرار می‌گیرند. در مورد آب، این ماده‌ی نام آشنا هم، بدانید که تنها ترکیب واحدی از فشار و دما وجود دارد که در آن، آب مایع، یخ جامد و بخار آب می‌توانند در یک تعادل پایدار قرار گیرند که نیاز به دمایی معادل با ۰.۰۱ درجه سانتی‌گراد و فشار بخار جزئی ۶۱۱.۶۵۷ پاسکال دارد! بنابراین، به منظور درک نقطه‌ی سه‌گانه ماده، گیف زیر را که سیکلوهگزان «cyclohexane» در نقطه سه‌گانه‌اش در خلاء است را به نمایش می‌گذاریم!
۲. لیزر در آب به دام می‌افتد!
یک نمونه‌ی باورنکردنی از بازتاب داخلی کلی «total internal reflection»، همین به دام افتادن نور لیزر در آب است، چنین پدیده‌ای می‌تواند به شما درباره‌ی چگونگی کارکرد کابل‌های فیبر نوری دید عمیقی دهد! بازتاب داخلی کلی، پدیده‌ای اپتیکی است که زمانیکه پرتوی نوری در گذر از محیط غلیظ به محیط رقیق با زاویه‌ای بزرگتر از زاویه‌ای بحرانی (نسبت به خط عمود بر سطح) به سطح مشترک دو ناحیه برخورد کند، رخ می‌دهد.
۳. فضاپیماها سرعت بسیار شگفت‌انگیزی دارند!
همه‌ی ما خوب می‌دانیم که فضاپیماها بسیار سریع و فضا بزرگ است. اما گاهی وقتی صحبت از این می‌شود که چقدر طول می‌کشد تا به نقاط دوردست در منظومه شمسی برسیم (هشت ماه برای رسیدن به مریخ، حتما شوخی می‌کنید!؟) ممکن است احساس کنیم که فضاپیماهای ساخت بشر بیشتر در حال خزیدن در فضا هستند تا پرواز در آن!
به همین دلیل هم در این گیف سرعت کاوشگر نیوهورایزنز «New Horizons» که در سال ۲۰۱۷ از کنار پلوتون عبور کرد را در مقایسه با جنگنده‌های پرقدرتی همچون ۷۴۷ و SR-71 بلک‌برد نشان می‌دهیم تا متوجه شوید که چقدر در اشتباه هستید!
۴. تخم‌مرغ در زیر آب از هم نمی‌پاشد!
اگرچه افتادن تخم‌مرغ کف آشپزخانه می‌تواند آشفتگی بزرگی را ایجاد کند اما در ۱۸ متر (۶۰ فوت) زیر سطح اقیانوس چنین کثیف‌کاری‌ای وجود نخواهد داشت، چراکه فشاری در حدود ۲.۸ برابر فشار اتمسفر بر تخم‌مرغ اعمال می‌شود و سفیده و زرده‌ی آن با پوسته‌ای نامرئی در کنار هم خواهد بود! باور نمی‌کنید، پس نگاهی به گیف زیر بیاندازید!
۵. صورت جنین در رحم این‌طور شکل می‌گیرد!
رشد جنینی یک فرآیند فوق‌العاده پیچیده است که دانشمندان هنوز در حال درک سازوکارهای آن به شکلی دقیق‌تر هستند. در این میان یکی از موارد شگفت‌انگیز و قابل شبیه‌سازی چگونگی شکل‌گیری صورت جنین در رحم مادر است! بیایید نگاهی به آن بیاندازیم و سعی کنیم نترسیم!
۶. به لطف علم فیزیک، گربه‌ها همیشه روی پاهایشان فرود می‌آیند!
در هر حالتی که گربه را پرت کنید، این موجود مفت‌خور چهاردست و پا فرود می‌آید! در واقع گربه‌ها از دو نیمه بدن خود به طور جداگانه، برای اطمینان از چرخش سریع در زمان سقوط استفاده می‌کنند. به بیان دقیق‌تر، گربه‌ها با کنترلی که روی حرکت سمت راست خود دارند می‌توانند در هوا بچرخند و با خیال راحت روی پاهای خود فرود آیند. البته در همین راستا گوش‌های حساس این حیوان هم می‌تواند به حفظ تعادل و جهت‌گیری دقیق او کمک کند! لطفا این کار رو با گربه‌ی بخت‌برگشته‌ی خود در خانه انجام ندهید و او را از طبقه‌ی چهار پایین نیندازید!
۷. اثر مگنوس شگفت‌انگیز است!
اگر توپی را بچرخانید و از ارتفاعی قابل‌توجه رها کنید، توپ شما به پرواز در می‌آید! منظورم دقیقا همین است، پرواز می‌کند!
این اتفاق به اثر مگنوس «Magnus effect» مشهور است و در آن توپ چرخان از مسیر معمول خود به صورت منحنی‌وار منحرف می‌شود! به طور کلی اثر مگنوس زمانی رخ می‌دهد که جسمی در حال چرخیدن است و سعی دارد تا هوای مجاور خود را که در تماس مستقیم با سطح آن است، همراه خود بچرخاند. در چنین حالتی طبیعتا هوا هم به نوبه‌ی خود سعی دارد که بر هوای مجاور خود اثر بگذارد. درواقع جسم یا توپ چرخان به یک لایه‌ی هوا در مرز و محدوده‌ی خود مجهز می‌شود که آن را با خود می‌چرخاند.
در چنین موقعیتی در قسمت بالای جسم سرعت جسم و سرعت هوا در یک جهت هستند اما در پایین جسم، سرعت هوا و سرعت جسم در خلاف جهت هم هستند. طبق اصل برنولی در نقاطی که سرعت زیاد باشد فشار کم است و برعکس. بنابراین این اختلاف فشار باعث ایجاد نیرویی از سمت نقطه‌ی پرفشار به نقطه کم فشار می‌شود که طبیعتا انحراف مسیر جسم چرخان را رقم می‌زند! این اثر شگفت‌انگیز را اینجا ببینید!
۸. شکستن بند انگشتان لزوما کار اشتباهی نیست!
یک محقق علاقه‌مند به علم و کنجکاو در این حوزه به مدت ۶۰ سال بند انگشتان یک دستش را پس از کار روزانه، می‌شکست، در حالی که این کار را هیچ‌وقت روی دست دیگرش اعمال نکرد، نتیجه جالب‌توجه بود! در پایان آزمایش هیچ تفاوت قابل‌توجهی در میزان آرتروز بین این دو دست پیدا نکرد.
