همانطور که می دانید دنیای فیزیک، دنیایی است که برای هر سلیقه و ذهنیتی قابل درک نیست و نمی تواند برای تمام افراد جذاب باشد. اما در این بین آزمایش ها و قانون هایی در فیزیک وجود دارند که این جذابیت را به رخ همه می کشند. آزمایش های فیزیک اصولا با یک مشکل شناخته می‌شوند. البته در دنیای فیزیک شگفتی‌هایی وجود دارند که نمی‌توان آن‌ها را در یک فیلم به نمایش درآورد. یکی از این آزمایش های جالب، اثر مولد است. ما سعی داریم توضیحاتی در این مقاله عجیب تو جیب بدهیم و شما را با بخش دیگری از دنیای زیبای فیزیک آشنا کنیم. دنیایی که به نظر بعضی افراد دنیای خشک و بی روحی است اما در واقع دنیایی شگفت انگیز و جذاب است که باید با آن روبرو شد.
برای آزمایش اثر مولد چه موادی مورد نیاز است؟
این آزمایش با وسایل ساده ای انجام می شود از جمله زنجیره ای مهره دار که همین زنجیره زیبایی آزمایش اثر مولد را به وجود می آورد. شیشه و آب نیز مورد نیاز است. این آزمایش را می‌توانید به راحتی در منزل انجام دهید و شگفت‌زده شوید.
زنجیره مهره دار در آزمایش اثر مولد حرکتی موج مانند دارد که از لبه شیشه خارج می شود و تحت تاثیر گرانش به سمت زمین حرکت می کند. حرکت این زنجیره به صورتی است که انگار توسط یک سیفون نامرئی کشیده می شود. حرکت قوس مانند این زنجیره مهره دار از بالا و لبه شیشه فاصله دارد و به سمت هوا صعود می کند.
با توجه به فاصله شیشه از زمین آزمایش اثر مولد جذابیت بیشتری پیدا می کند. مثلا اگر این شیشه حدود ۳۰ متر بالا تر از زمین قرار بگیرد، و زنجیره مهره دار هم به اندازه کافی بلند باشد، قوس یا موج این زنجیره می تواند تا ارتفاع حدود ۲.۱ متر بالای شیشه برسد. تصور کنید که چه منظره زیبایی را می توان خلق کرد و از آن لذت برد.
آزمایش اثر مولد در سال ۲۰۱۱ برای مسابقات بین المللی فیزیک دانان جوان انجام و مورد توجه عمومی قرار گرفت.
خالق اثر مولد کیست؟
استیو مولد (mould)، میزبان برنامه‌های تلویزیونی علمی در بریتانیاست. وی دارای مدرک کارشناسی ارشد در رشته فیزیک از آکسفورد است. او در سال ۲۰۱۳ ویدیوی آزمایش اثر مولد را در یوتیوب منتشر کرد که باز هم مورد توجه دانشجویان قرار گرفت. یافته های علمی وی درباره آزمایش اثر مولد در مجموعه مقالات انجمن سلطنتی منتشر شد.
ویدیوی استیو مولد با استقبال زیادی مواجه شد. در این فیلم حیرت انگیز، وی یک سر زنجیره ی مهره دار بلند را از ظرف شیشه‌ای بیرون می‌کشد سپس زنجیره مهره‌دار به تنهایی از ظرف بیرون می‌ریزد، همانند اب یا بنزین که از مخزن خود خارج می‌شود. شگفتی و نکته جذاب آزمایش اثر مولد ای جاست که زنجیره مهره دار فقط از لبه عبور نمی‌کند. زنجیره با افتادن در یک منحنی، مانند چشمه آب، بالا می‌رود و حرکتی موج مانند دارد.
استیو مولد در مصاحبه ای بیان کرد که به طور تصادفی با این پدیده مواجه شده در صورتی که به دنبال یک مدل فیزیکی از یک پلیمر بوده. در این آزمایش، زنجیره مهره‌دار مانند یک مار جذاب ظاهر می‌شود.
ادامه راه استیو مولد توسط دانشمندان دیگر
جان بیگیز یکی از دانشمندان و استادان دانشگاه کمبریج و همکارش تصور می کردند که می توانند با یک ویدیو آموزش موثری برای دانشجویان داشته باشند. در حالی که خود از درک آزمایش اثر مولد عاجز بودند و در درک آن مشکل داشتند. از نظر آن ها این پدیده به طرز شگفت‌انگیزی پیچیده بود. زیرا فکر می کردند که ارتفاع موج باید ثابت باشد اما در آزمایش ها این تصور ثابت نمی شد. زنجیره مهره‌دار سریع تر از آنچه که گرانش در نظر می‌گیرد حرکت می کرد و آن ها متوجه شدند که چیزی باید زنجیره مهره‌دار را از محفظه‌ای که در آن قرار داشت بالا بکشد.
آزمایش اثر مولد را چگونه می‌توان انجام داد؟
منشا نیروی بالا رونده مهره ها، مربوط به سفتی پیوند زنجیره ای آنهاست. مهره های متحرک زنجیره با مهره های ثابت برخورد می کنند و در همان لحظه به صورت عمودی جهش پیدا کرده و حالت پرش به خود می گیرند. اما این برخورد محرک اصلی نیست. مهره ها قبل از افتادن روی زمین، از ظرف بیرون می‌آیند و تحت فشار قرار می‌گیرند و حالت قوس مانند می‌گیرند.
این حرکت موج دار نتیجه تغییر تدریجی حرکت زنجیره مهره دار است. در این مرحله از آزمایش اثر مولد، شتاب ناشی از شکل زنجیره مهره دار، با یک تغییر سریع، به عنوان نیرویی عمل می کند که زنجیره به صورت مداوم از آن فرار می کند. چون در دو مرحله ثابت و متحرک دو شتاب جداگانه را تجربه می کند. شتاب اول در اثر مولد به سمت بالا است که به سمت موج کشیده می شود و در مرحله دوم به سمت پایین و روی موج است. این حرکت حالت کند کننده دارد و زمان لازم برای این مرحله با قله یا ارتفاع ثابت ارتباط دارد. البته این ارتباط جزئی است.
دلیل ایجاد نیرو به سمت بالا
در این مقاله سعی داریم نشان دهیم که دلیل ایجاد نیرو به سمت بالا چیست. همچنین قصد داریم فیزیک و آزمایش های آن را برای مخاطبان عادی سرگرم کننده و جذاب نشان دهیم. در کنار آن اهمیت آزمایش اثر مولد هم مورد توجه ما است. چرا که اهمیت ویژه ای دارد.
ایجاد قوس در آزمایش اثر مولد به دلیل وجود یک نیرو به سمت بالا است که می تواند زنجیره مهره دار را به سمت بالا بکشد و آن را به بیرون ظرف براند. منشا این نیرو می تواند کلید درک این پدیده جذاب و زیبا باشد.
فرض را بر ای می گیریم که به دلیل انعطاف پذیری زنجیره مهره دار، این زنجیره به صورت یک عنصر سخت رفتار می کند و به صورت ناگهانی به دور مرکز جرم خود می چرخد و ضربه را به وجود می آورد.
نحوه قرارگیری زنجیره مهره ای بسیار مهم است. زنجیره را کنار دیواره ظرف قرار دهید. وقتی زنجیره به وسط ظرف می رسد، ظرف را برداشته و تکرار کنید. سپس به مکان های دیگر حرکت می دهیم. از جمله وسط دیواره ظرف و دوباره به جای اول حرکت می کنیم. و به این ترتیب زنجیره در ظرف جا می گیرد.
از این آزمایش لذت بردید؟
تا این جای کار در این مقاله سعی کردیم توضیحاتی درباره آزمایش اثر مولد برای شما ارائه دهیم. این آزمایش را انجام دهید و با دنیای فیزیک آشنا شوید.
نویسنده: عجیب تو جیب
هرگونه کپی برداری از محتوا تنها با ذکر نام “عجیب تو جیب” و “درج لینک دقیق محتوا” در سایت مجاز است و در غیر این صورت و مشاهده آن پیگرد قانونی دارد.
