a gdyby nagle szklanka wody była dosłownie do połowy pusta?
—Vittorio Iacovella
pesymista ma chyba więcej racji co do tego, jak się okazuje niż teoptymista.
Kiedy ludzie mówią „szklanka do połowy pusta”, zwykle mają na myśli coś w rodzaju szklanki zawierającej równe części wody i powietrza:
tradycyjnie optymista widzi szklankę jako do połowy pełną, podczas gdy pessimista widzi ją jako do połowy pustą. Wywołało to miliard żartownisiów—np.,, inżynier widzi szklankę dwa razy większą niż trzeba, surrealista widzi żyrafę jedzącą krawat itp.
ale co by było, gdyby pusta połowa szklanki była rzeczywiście pusta—próżnia?(Nawet próżnia prawdopodobnie nie jest naprawdę pusta, ale to jest pytanie dla semantyki kwantowej.)
próżnia na pewno nie potrwa długo. Ale dokładnie to, co się dzieje, zależy od kluczowego pytania, którego nikt zwykle nie zadaje: która połowa jest pusta?
w naszym scenariuszu wyobraźmy sobie trzy różne pół puste szklanki i obserwujemy, co się z nimi dzieje mikrosekunda po mikrosekundzie.,
w środku znajduje się tradycyjna szyba powietrzno-wodna. Po prawej stronie jest szkło jak tradycyjne, z tym, że powietrze jest zastępowane przez próżnię.Szklanka po lewej jest w połowie pełna wody i w połowie pusta—ale to w połowie pusta.
wyobraźmy sobie, że Odkurzacze pojawiają się w czasie t=0.
przez pierwszą garść mikrosekund nic się nie dzieje. W tym czasie nawet cząsteczki powietrza są prawie nieruchome.,
w większości przypadków cząsteczki powietrza poruszają się z prędkością kilkuset metrów na sekundę. Ale w danym momencie niektóre zdarzają się poruszać szybciej niż inne. Najszybsi poruszają się z prędkością ponad 1000 metrów na sekundę. Są to pierwsze, które dryfują w próżni w szkle po prawej stronie.
próżnia po lewej stronie jest otoczona barierami, dzięki czemu cząsteczki powietrza mogą się do niej dostać. Woda, będąc cieczą, nie rozszerza się, aby napełnić pustak w taki sam sposób, jak powietrze., Jednak w próżni szklanek zaczyna się gotować, powoli wyrzucając parę wodną do pustej przestrzeni.
podczas gdy woda na powierzchni w obu szklankach zaczyna się gotować, w szklance po prawej stronie, pędzące powietrze zatrzymuje ją, zanim naprawdę zacznie działać. Szkło po lewej stronie nadal wypełnia się bardzo słabą parą wodną.
po kilkuset mikrosekundach powietrze wpadające do szyby na światło całkowicie wypełnia próżnię i wbija się w powierzchnię wody, wysyłając falę ciśnienia przez ciecz., Boki szklistego wybrzuszenia nieznacznie, ale zawierają ciśnienie i nie pękają. Fala uderzeniowa rozbrzmiewa przez wodę iz powrotem do powietrza, dołączając do turbulencji już tam.
fala uderzeniowa z upadku próżniowego trwa około milisekundy, aby rozłożyć się przez pozostałe dwa okulary. Szkło i woda zarówno flexslightly jak fala przechodzi przez nich. W ciągu kilku milisekund, to robi ludzkie uszy jak głośny huk.
mniej więcej w tym czasie szyba po lewej stronie zaczyna wyraźnie podnosić się do środka.,
ciśnienie powietrza próbuje wycisnąć szklankę z wodą. To jest siła, którą uważamy za ssanie. Podciśnienie po prawej stronie nie trwało wystarczająco długo, aby ssanie podniosło szybę, ale ponieważ powietrze nie może dostać się do podciśnienia po lewej stronie, szkło i woda zaczynają się przesuwać.
wrząca woda wypełniła próżnię bardzo małą ilością pary wodnej. W miarę jak przestrzeń staje się mniejsza, gromadzenie się pary wodnejszybko zwiększa ciśnienie na powierzchni wody., W końcu to spowolni gotowanie, podobnie jak wyższe ciśnienie powietrza.
jednak szkło i woda poruszają się teraz zbyt szybko, aby vaporbuildup miał znaczenie. Mniej niż 10 milisekund po uruchomieniu zegara, lecą do siebie z prędkością kilku metrów na sekundę. Bez natłoku powietrza między nimi—tylko kilka kropli pary-woda uderza w dno szklanki jak młotek.
woda jest bardzo prawie niezrozumiała, więc uderzenie nie jest rozłożone—jest pojedynczym ostrym wstrząsem., Chwilowa siła na szkle jestimmense, i pęka.
ten efekt „młota wodnego” (który jest również odpowiedzialny za „clunk”, który czasami słychać w starej kanalizacji, gdy wyłączasz kran) może być widoczny w dobrze znanej sztuczce imprezowej (nagranej na Pogromcach mitów, analizowanej na zajęciach fizyki i demonstrowanej w niezliczonych akademikach studenckich), polegającej na zamocowaniu górnej szklanej butelki, aby zdmuchnąć butlę.
Kiedy butelka jest uderzana, jest nagle popychana w dół. Liquidinside nie reaguje od razu na ssanie (ciśnienie powietrza)—podobnie jak w naszym scenariuszu—i na krótko otwiera się luka., To mała próżnia-kilka ułamków grubości cala-ale kiedy się zamyka, wstrząs rozbija butlę.
w naszej sytuacji siły byłyby wystarczające, aby zniszczyć nawet najcięższe kieliszki do picia.
dno jest przenoszone w dół przez wodę i uderza w dół. Woda rozpryskuje się wokół niego, rozpylając krople i odłamki szkła we wszystkich kierunkach.
po pół sekundy obserwatorzy, słysząc pop, zaczęli drgnąć.,Ich głowy unoszą się mimowolnie, aby podążać za rosnącym ruchem Glass.
szyba ma wystarczająco dużo prędkości, aby uderzać o sufit, rozbijając się na fragmenty…
… które, ich pęd teraz spędzony, wracają do stołu.
lekcja: jeśli optymista mówi, że szklanka jest w połowie pełna, a pessimista mówi, że szklanka jest w połowie pusta, fizyk kaczki.
