怎样把仓鼠变成化石-第3部分

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　　一个直立的圆柱体（洗干净的酒瓶即可）　　　

　　一支点燃的蜡烛　　　

　　如果实验者非常有信心，还将需要：　　　

　　一个头发吹干器　　　

　　一个乒乓球　　　

　　要做的事情　　　

　　打开奶盒，往一些杯子里倒奶；改变倒奶的速度，这样便可以在盒底见到从奶的滴落到一股奶的细流。　　　

　　会看到的现象　　　

　　倒奶的速度较低时，奶会顺着盒子边缘滴淌而下，然后才落地。这个落地点应该是那块抹布及时跟进的地方。倒奶的速度较快时，奶会流得很自如，你会带着信心把玻璃杯倒满。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　当盛满液体的盒子倾斜时，其中的液面会抬高，向盒子的开口处运动。随着盒子更加倾斜，液体涌向开口，在开口处形成压力。除了这个压力之外，还有表面张力作用在液体之上，表面张力倾向于把液体拉向盒子表面。在较高的倾倒速度下，该压力要比表面张力大得多，液体将以一种顺畅的方式离开盒子，沿一条预先期望的抛物线流向玻璃杯。　　　

　　然而，在低的倾倒速度之下，会达到一个状态点。此时表面张力足以使液体流动的路径改变方向，这样一来，液体流不会干净利索地离开盒子口，而是附着到盒子的上部表面。一旦实现附着，倒出的液流在表面张力的作用下会倾向于继续黏着在该表面，形成被称为“康达效应（Coanda　effect）”的现象。当液体流过凸起的表面时，这种效应就会发生，这时在液流和凸表面之间会产生内向的压力，有效地把液体流吸向表面，就像水龙头流出的一股小水流会沿着一把勺子的弯曲背面流动一样。　　　

　　表面张力和康达效应联合作用的结果，使一些奶液奇怪地跨过奶盒顶面乱淌，流到奶盒的侧面，并最终快速地流到地板或你的鞋子上。　　　

　　康达效应俗称附壁效应，是以亨利？康达（Henri　Coanda；　1886—1972）的名字命名的。亨利？康达发明了用两个燃烧室推动的喷气飞机。当时他把两个燃烧室置于飞机的前部附近，在机身的两侧各置一个向后喷射气流。让亨利意想不到的是，在引擎点火后，喷出的火焰紧贴着机身的两侧直喷到机尾，而不是沿直线喷向引擎出口的后方。康达对这一问题进行了深入地研究，并由于这个效应的发现而闻名于世。　　　

　　我们还应该考虑另外一种作用，该作用也会造成从容器向外倾倒液体时产生有偏差的液体射流。这种作用就是“咕咚效应（glugging）”，它发生在空气被吸入容器较狭小的开口去取代容器里失去的液体的时候。这种作用使液体倒出的射流发生震动，即使在相对较高的倾倒速度的情况下，也会导致周期性的附壁效应。　　　

　　附注：　　　

　　因为液体具有围绕某个表面流动这种一般趋势，所以康达效应在许多场合都可以见到。这可用一个演示方法进行尝试。在桌子上放一个直立的圆柱体（洗干净的酒瓶即可），把一支点燃的蜡烛放在它的后侧。当你对着酒瓶吹气时，尽管酒瓶明显地挡住了吹出的气，但蜡烛还是灭了。这是因为气流沿着瓶子绕过并在另一侧重新汇聚一处，而不是被偏转散开。　　　

　　现在拿一个头发风干机，调到冷风挡并让气流垂直向上。如果风干机的口大约与乒乓球相仿，效果会最好。此时，可以把乒乓球放在气流之中，球会在那里十分欢快地上下跳动而不会掉下来（找到合适的点会有些难度，所以可能要试验几次才能成功）。这又是一个气流黏附某个表面的例子。这里气流黏附的是乒乓球的表面，球也是因康达效应而被保持在某个位置。由于这种作用相当强大，如果想让球离开风干机，你将需要把风干机倾斜，稍微偏离垂直方向，才能让球的重力作用胜出。　　　

　　想阅读更多吗？　　　

　　在。allstar。fiu。edu/aero/coanda。htm网页上，可以找到造于1910年的第一架真正的喷气机“康达号1910”的照片，以及设计者的有关信息。　　　　　　　　　

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第22节：和弄着的东西（1）　　　　　　　　　

　　和弄着的东西　　　

　　假设你正在搅拌一杯诸如茶水之类的饮品，如果你搅拌得较快，为什么杯中的茶叶会聚向茶杯中央？　　　

　　单凭直觉，杯里水中的东西应该向外而不是向内奔，那么发生了什么呢？街市上一些玩把戏的人可能会让你相信茶叶片具有超自然的特性，但这种谎言中不存在真理。因此，我们必须立足于真理的古老基石——真正的科学。　　　

　　所需的材料　　　

　　散片茶叶（沏出水后应成一些单个叶片，袋装茶不可）　　　

　　一个茶杯或茶缸　　　

　　热水　　　

　　一个小勺　　　

　　要做的事情　　　

　　把茶叶放入茶缸，倒入热水，然后搅拌并观察发生的情况。要是你有点口渴，实验后还可以把茶水喝掉，如果愿意不妨再加点柠檬、糖或者奶什么的。但是如果你习惯了饮用袋茶，可要准备好用牙齿挡住茶叶。　　　

　　会看到的现象　　　

　　随着搅动的开始，漂着的茶叶片全都会向茶缸的中央运动。在加速搅拌时，叶片会更加迅速地漂向中央。　　　

　　究竟发生了什么　　　　　　　　　

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第23节：和弄着的东西（2）　　　　　　　　　

　　答案就在发生于旋转流体中的被称为“压力—动量平衡”的过程之中。我们搅动所形成的旋转流体将会被保持在茶缸之中，而不是去冲破茶缸的四壁，这样流体的旋转形成的内力应该被流体内的梯度压力抵消。压力在中心位置最低并向茶缸壁的方向逐渐增高。思考一下拴在绳子一端被抡动的重物，绳子的拉力阻止了重物飞出。绳子的这个拉力就相当于茶水中的梯度压力。　　　

　　被搅动时，液体会被向外推，提高了茶缸壁的压力，同时降低了中央位置的压力。我们可以清楚地看到，随着旋转液体被推向外，在液体表面的中心形成一个小漩涡。事实上，要不是茶缸的四壁限制着茶水，它会轻而易举地流出来洒在桌面上。因此，所有那些密度要比周围液体小的漂浮颗粒，将向内朝着压力最低的茶缸中央运动。　　　

　　这说明了问题，但是还有较重的物体也向内运动。尝试在茶水中放一些花生米甚至是小石子（记住这时不要用你最好的瓷器做实验，而且即便你再渴，放入石子后的水最好还是不喝），你会发现花生米或小石子在你搅动茶水时仍然向中间汇聚。　　　

　　茶缸较粗糙的缸底会产生较大的摩擦作用，比在液体接触到的茶缸壁等其他部位要大，这是因为液体的旋转面和茶缸底面平行。同时，空气和旋转液体在表面的摩擦作用是最小的，这使得液体运动要快一些。因此，在表面的较高压力和底部的较低压力之间也存在一个梯度。这导致形成了一个环流，即在搅动的作用下液体在表面向外运动，然后在茶缸壁附近向下，并沿着茶缸底向内，最后向上回到中心表面。像茶叶、小石子这类的颗粒被这个环流携带，最后在茶缸底部的中心停下来，那里是压力最低的地方。重力也起到了一部分作用。液体不会在茶缸底部聚集成堆而且要保持运动，会沿着旋转轴从茶缸底部向上流动。此时，较重的颗粒则在低压和地球重力拉扯的联合作用下，被滞留在底部。　　　

　　物理学把这种颗粒的堆积作用叫做边界层效应。茶缸粗糙的底面是诱发这个性质的关键因素。如果找到一个更光滑的容器，具有比一般厨房里的茶杯更小的摩擦作用，你看到的效果会大打折扣。　　　

　　附注：　　　

　　在大风的日子里，垃圾会在阵阵旋风中聚集，而不是散开撒落在路面上。形成这种现象的作用力，与在茶缸里发生作用的力是相同的类型。　　　　　　　　　

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第24节：塑料奶　　　　　　　　　

　　塑料奶　　　

　　你能用奶和醋制成塑料吗？　　　

　　你可能会想，制造塑料应该需要一些特别有毒且气味刺激的化学物质。但实际上可以在自己家里找到需要的东西来制作一块有延展性、像面团一样的材料。请不要把醋滴在你准备吃的鱼和薯片上，或把奶浪费在茶水里，要使用这两种液体让自己变成高分子化学家……　　　

　　所需的材料　　　

　　约0。5升奶　　　

　　一个平底锅　　　

　　一个筛子　　　

　　一个搅拌用的勺子　　　

　　20毫升白醋　　　

　　一副橡胶手套　　　

　　水　　　

　　要做的事情　　　

　　把奶倒入锅里，文火加热。在奶起沫要开锅的时候（不要让奶沸腾），掺入白醋，直到能看到黄白色橡胶一样的小块开始在锅里的混合液中凝结，同时液体变清。关掉加热用的热源并让锅冷却。　　　

　　会看到的现象　　　

　　首先，会闻到带有醋味的反应，这个反应是我们实验的关键。随着醋的加入和搅拌，锅中的液体变得更清亮了，同时形成了橡胶一样的块状物。当锅凉下来以后，你可以从液体中把那些小块用筛子滤出来，把剩下的液体倒入下水槽。戴好橡胶手套并在水中清洗那些小块，然后把这些小块一起压成一大团。这样做时，它们会发出“咯吱”的声音，好像要散开一样，但是用力揉几下之后它们会黏在一起。现在，可以发挥自己的艺术技能，把这个材料塑造成你喜欢的形状。《新科学家》的员工做出了一些球、五角星、心形的缀饰，甚至还有恐龙的脚印。让材料干燥一到两天，它会足够坚硬和可塑，还可以染色或涂漆。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　你刚才使用了一种酸，并通过加热从奶液中沉淀出了酪蛋白（一种蛋白质）。这里的酸是醋，其中含有醋酸。酪蛋白不溶于酸性环境，所以当加入醋时它们呈现为像塑料一样的球状小块的形式。酪蛋白的特性和我们周围见到的无数塑料物体类似，例如计算机键盘或电话机等，这是因为酪蛋白有着与其类似的分子形式。日常用品中的塑料基于一些被称为高分子的长链分子，这些分子具有大分子量。高分子的聚合强度来自其中数以亿计的分子纵横交错和相互交织盘结在一起的方式。　　　

　　附注：　　　

　　有些奶酪的制作依靠的就是这样一种类似的技术。酪蛋白的英文名称“casein”源自拉丁文“caseus”，意思为奶酪。印度产的被称为班尼卡酥酪的奶酪就是用与刚才制备塑料类似的方式制作出来的，不过所用的酸是柠檬汁而不是醋；之后，与我们刚才的塑料奶不一样，班尼卡酥酪没有经过干燥变得具有硌牙硬度的程度，所以它保持柔软并可以食用。　　　　　　　　　

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第25节：游起来还是沉下去　　　　　　　　　

　　游起来还是沉下去　　　

　　在装满水的塑料瓶子里，可以让诸如装酱之类的小袋像潜水器那样行动。如何去做呢？　　　

　　我们读到这个内容并为之感到惊奇，于是我们在办公室进行实验，看看是不是这么回事，结果它是真实的。用一个在酒店或快餐店常见的小塑料袋，你可以让它在一个装满水的塑料瓶子里，通过挤压瓶子而上升或下降。这是为什么？怎样才能做到？科学再一次提供了答案……　　　

　　所需的材料　　　

　　一个2升大小的塑料瓶子　　　

　　水　　　

　　尚未打开的小袋番茄酱、酸奶，或其他的酱类食品小袋　　　

　　要做的事情　　　

　　把瓶子完全装满水并投入小酱袋。先多用几个酱袋，进行一下挑选可能要好些，因为需要找到一个刚好贴在水面之下漂浮的酱袋。用力旋紧瓶盖，然后用力挤按。　　　

　　会看到的现象　　　

　　小酱袋将沉入瓶底。这令人感觉神奇。当你释放对瓶子的压力时，酱袋将会重新漂浮起来。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　挤压瓶子的时候，压力作用在水上。但是，因为液体一般抵抗压缩，所以压力转移到酱袋上。酱袋里除了液态的酱之外还有少量空气，空气则很容易被压缩，这样由于受到周围水的挤压，酱袋所占据的空间减小。随着其体积的减小其密度就会增大，当达到不能再让其漂浮起来的密度点时，酱袋便会沉入瓶底。只有在停止挤压瓶子使压力降低的时候，酱袋才会重新回到表面。　　　

　　附注：　　　

　　漂浮的物体在液体中上升或者下沉时，作用在其周围的力像物体的体积一样都发生着变化。和在液体深部相比，物体在液体表面受压缩的程度较小因而密度也较低。事实上，一个被适当压缩的物体可以在液体中处于一种平衡状态，也就是既不上升也不下降。这些奥秘大多是阿基米德早在公元前3世纪发现的。　　　

　　试着改变挤压瓶子的力量，直到让小酱袋刚好位于瓶子顶和底的中间。如果觉得费力，不妨用一把“G”形的钳子，或者轻轻地用门和门轴挤压。这基本上就是潜水艇工作的方式。为了控制浮力，潜水艇有一个压力舱，可以充水或空气。浮在水面时，舱内充有空气，潜水艇的密度比周围海水的密度要低。为了潜入水下，潜水艇的压力舱要充水，把空气排走，直到潜水艇的总体密度大于周围海水的密度。被压缩的空气（正常大气压下的体积这时被大幅减小，类似我们的瓶子被挤压时酱袋中的空气）被储备保留在潜水艇上，可以重新充入压力舱，让潜艇随着水从压力舱中被排出而再次浮出水面。为了让潜水艇在海面和海床之间航行，潜水艇上还装备了一些特殊的压缩舱，舱中携带着一种精密的空气和水的平衡装置。这些压缩舱细致地调节潜艇的整体密度，让潜艇在舰长选定的某个深度上获得平衡的浮力。　　　　　　　　　

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第26节：柠檬的秘密　　　　　　　　　

　　柠檬的秘密　　　

　　柠檬汁为什么可以不让苹果和梨的切口产生锈色？　　　

　　柠檬汁大概不会让苹果的味道变得更好，但是它肯定会起作用。如果在实验之后还要把苹果或梨吃掉，只要把柠檬汁洗掉即可。　　　

　　所需的材料　　　

　　苹果　　　

　　梨　　　

　　一把小刀　　　

　　柠檬汁　　　

　　两个盘子　　　

　　如果要进一步实验，还需要：　　　

　　芹菜　　　

　　滤纸（咖啡滤纸也可以）　　　

　　苹果汁　　　

　　维生素C饮品　　　

　　要做的事情　　　

　　切开苹果或梨，让大面积的果肉暴露在空气之下。把两种水果在每个盘子里各放一块。用柠檬汁喷洒在其中一个盘子的水果上，另一个盘子保持原状。　　　

　　会看到的现象　　　

　　盘子上没有喷洒柠檬汁的水果和喷洒过柠檬汁的水果相比，其暴露的表面将更快地变成锈色。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　为了理解发生这种现象的原因，首先需要知道植物组织为什么会变成锈色。植物细胞具有各种腔室结构——细胞器，其中包括液泡和其他质体。这些细胞器彼此之间由一些膜组织分隔。液泡中含有酚类化合物。这些酚类化合物有时会具有颜色，但通常是无色的。而细胞的其他质体含有酶类物质，叫做酚氧化酶。　　　

　　在健康完好的植物细胞中，膜质组织把酚类化合物和酚氧化酶分隔开。然而，当细胞受到损坏时，比如由于切割，酚类化合物会通过被切破的膜组织泄漏出来和氧化酶发生接触。由于周围空气中氧气的存在，这些酶将酚类化合物氧化，产生了诸如多酚氧化酶之类的产物，这些产物有助于保护植物，治愈植物的伤口。这个过程在“香蕉皮”的实验中曾提到过。美中不足的是，这些保护物质还会让植物物质变成锈色。　　　

　　不过，有两种物质，其中的任何一种都会阻止这个发生锈色的过程。这两种物质都存在于柠檬汁当中。首先是维生素C，它是一种生物抗氧化剂，会替代苹果中的酚类化合物而被氧化。第二种物质是有机酸，特别是柠檬中所含的柠檬酸。有机酸会使pH值降到低于适合氧化酶作用的水平，因而减缓了发生锈色的过程。　　　

　　不用柠檬汁，而把切好的苹果放入氮气或二氧化碳的环境中，用这种方法排除氧化酶所需要的氧气，也能防止苹果锈化。但是这个办法不适合从事家庭实验的人。　　　

　　有一种蔬菜很适合用于观察锈化作用的过程，这就是芹菜。可以在芹菜肥大的块根上削出很大的且相对较平整的一片，然后在它的表面放上几张滤纸圆片，每张圆片分别浸上比如柠檬汁、维生素C饮料和苹果汁等不同的溶液。如果滤纸圆片所带的是阻止氧化酶作用的化学剂，则它会在芹菜块根的表面留下白色的圆形，不然该区域也会是锈色。检查一下不同溶液之间防止锈化作用的差别。　　　

　　附注：　　　

　　溶液的pH值是显示溶液酸碱程度的量度。大多数物质的pH值位于1～14之间，其中7为中性。蒸馏水既不是酸性也不是碱性，所以其pH值为7。酸类，如柠檬酸，pH值位于1～7之间；碱类，如碳酸氢钠，pH值位于7～14之间。溶液的酸性越强，其pH值就越低；而溶液的碱性越强，其pH值就越高。　　　

　　瑞士化学家舍贝恩（Christian　Sch。nbein）于1865年在蘑菇中发现了多酚氧化酶。这种酶在人类、多数动物身上，以及许多植物体中都可以找到。在植物中，它的作用是在水果表皮受到损害时，抵御昆虫和微生物的作用。表皮形成的锈褐色不会引诱昆虫与其他动物，而且在锈化作用过程中所形成的化合物具有抗菌作用。　　　

　　在有些植物制成的食品中，这种锈化作用是人们所需要的。例如，在茶叶、咖啡、巧克力里，这种作用产生了这些食品特有的味道。但是对于其他植物或水果，比如鳄梨、苹果、梨等，锈化作用是果农们的麻烦。锈化的水果不会被消费者接受，而且更重要的是这样的水果不好吃。　　　　　　　　　

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第27节：产生泡沫的坚果（1）　　　　　　　　　

　　产生泡沫的坚果　　　

　　你能用七叶树果洗衣服吗？　　　

　　并不是所有的洗涤剂都装在包装袋里，有些还长在树上，例如马栗。在你不用把它们串在绳带之上，在炉子上焙干或者浸在醋里，去赢得康克比赛的时候，你可以使用这些坚果去把你的白色衣物洗得更白。　　　

　　所需的材料　　　

　　一些马栗　　　

　　一把厨刀　　　

　　一个锅　　　

　　水　　　

　　火炉　　　

　　茶巾　　　

　　洗衣盆　　　

　　一个带螺旋瓶盖的瓶子　　　

　　要做的事情　　　

　　将马栗的棕色外壳剥掉，将其剁碎后放在锅里。加上1～2茶杯水并煮上数分钟，然后晾凉。用茶巾把煮好的混合物中的液体过滤到准备好的洗衣盆中，扔掉渣滓。把滤出来的液体装入瓶子并且摇晃。现在把摇好的液体倒回洗衣盆里，在里面洗一洗你的袜子。　　　　　　　　　

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第28节：产生泡沫的坚果（2）　　　　　　　　　

　　会看到的现象　　　

　　在你倒出的液体上，会看到有肥皂沫一样的白沫，而且，好好地揉搓你的袜子，你会见到它们变得有多干净。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　这个实验显示了七叶树果一个鲜为人知的特性。这种坚果含有一种叫做皂角苷的物质，是一种天然的肥皂或表面活性剂。许多其他植物，包括皂角树，都产生皂角苷。皂角苷的作用是保护这些植物不染疾病，因为它对细菌和真菌是有毒的。正如我们所看到的，皂角苷可以用水提取出来，这种技巧已经被使用了几个世纪，以便获得洗涤织物用的皂液。　　　

　　表面活性分子具有一个极性区和一个非极性区。该极性区具有亲水性，会被水分子吸引；非极性区具有疏水性，会被水分子排斥。因此它们在水或有机溶剂中都是可溶的。这些溶剂就包括使你的袜子变脏的那些物质。皂角苷这种性质使马栗水与那些合成洗涤剂很相似，并且非常适合洗涤。　　　

　　因为皂角苷是非常温和的表面活性剂，所以和强力合成洗涤剂相比，其对洗涤物的伤害较小。正是由于这个原因，它在艺术品收藏者之间很流行。这些人用它们去清洗精细的织物或古代的手工艺品。　　　

　　表面活性剂在救火过程中同样会起作用。皂角苷再加上其他一些化学品，构成了3M公司制造的一种叫做“轻水（light　water）”的物质中的组分。这种物质是一种低浓度的水溶液，可以形成轻质、稳定的泡沫，主要用于扑灭像油这样的可燃有机液体引发的火灾。这些泡沫会漂浮在燃烧液体的表面（这便是“轻水”名字的由来），在其上覆盖一层表面活性剂的薄膜，防止燃烧液体的进一步挥发，并通过切断氧气的供给扑灭火焰。　　　

　　附注：　　　

　　因为这是一个儿童喜欢的有趣实验，所以你需要意识到，你所制出的七叶树果提取物如果被喝下去会具有轻微的毒性，可导致咳嗽和打喷嚏，并且还会对皮肤有刺激作用。因此，需要有成年人对儿童严格监督。此外，一旦完成了实验，要对所有用过的厨房用具进行彻底清洗，以保证没有任何皂角苷残留的痕迹。　　　　　　　　　

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第29节：热巧克力　　　　　　　　　

　　热巧克力　　　

　　只使用一长块巧克力和一个微波炉，而不再需其他什么别的东西，你真的能测量出光速吗？　　　

　　是的。但有一种相反的论调说，要想知道光速，所有需要的就是一大块巧克力和一间供等待着去抢吃的孩子们用的教室……本实验确实让人瞠目结舌，它让你在自己家里去真正测量自然科学的一个基本数据——光速。　　　

　　所需的材料　　　

　　一长块巧克力（越长越好，只要可以放入微波炉中）　　　

　　一把尺子　　　

　　一台微波炉　　　

　　要做的事情　　　

　　从微波炉中取下旋转盘，因为需要让巧克力块静止不动。把巧克力放入微波炉，用最大火力加热，直到巧克力上有2～3个点开始出现熔化为止。这个过程通常需要40秒，为了保险最多应在60秒后停止加热。　　　

　　会看到的现象　　　

　　因为巧克力没有转动，所以微波在巧克力块上不是均匀分布的。在微波密度高的区域，或者说在一些“热点”之上，巧克力将开始熔化。从微波炉中取出巧克力，用尺子测量巧克力上相邻熔化斑块之间的距离。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　微波的频率在这里是关键。一台标准微波炉的微波大约具有2450兆赫的频率（一般在炉子的背面或使用说明书中都会给出）。如果你的微波炉的微波是2450兆赫，即意味着微波炉每秒钟振动2　450　000　000次（这个数字要以你微波炉上所标的数字为准）。微波是一种形式的电磁辐射，因而其以光速运行。如果你知道微波的频率，找出其波长，将有助于你计算出其运行得有多快。　　　

　　这便是巧克力的用武之地。巧克力上相邻熔化斑块之间的距离是微波炉发出微波波长的一半。于是将你在巧克力熔化斑块之间量得的距离扩大一倍，就获得了微波的波长。在《新科学家》杂志社，微波炉中巧克力上相邻熔化斑块之间的距离是6厘米，这样我们的2450兆赫微波炉发出微波的波长是12厘米。　　　

　　要算出以“厘米/秒”为单位的光速，需要用频率去乘该波长，即12×2　450000000=29400000000。这个数字与真正的光速值29979245800厘米/秒（通常表示为299　792　458米/秒）惊人地接近。　　　

　　自己尝试一下吧。尽可能地测量准确，甚至能得到更加接近真实速度的数字。如果你的巧克力在事先冷冻一下，那么开始熔化时，熔融区会更加醒目。当然，你也许会找到一些各式各样不同的、微微熔化时尝起来会十分美味的巧克力来进行研究。真正的科学家都懂得，双重检验结果永远是重要的。　　　　　　　　　

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第30节：酒面上的奶油　　　　　　　　　

　　酒面上的奶油　　　

　　为什么天玛利（咖啡乳）酒表面上2毫米厚的一层奶油会快速产生回转涡旋的图案？　　　

　　这是适合饭后餐桌“实验室”的一个完美的实验。因为它是《新科学家》让世界引起关注的一个实验，所以我们自己觉得特别荣耀。要用一些质量好的轻脂稀奶油，因为牛奶过稀容易流动，而重脂奶油又太稠。不要舍不得，最后形成的产物甚至可以直接喝掉。　　　

　　所需的材料　　　

　　一个宽平底玻璃杯　　　

　　轻脂奶油　　　

　　一瓶天玛利牌（咖啡乳）酒　　　

　　一个羹匙　　　

　　要做的事情　　　

　　向玻璃杯里倒入1厘米深的天玛利酒，再加入薄薄的一层稀奶油。奶油要沿着羹匙的背面慢慢地倒，这样奶油才会均匀地铺在天玛利酒的表面。怎样把仓鼠变成化石？居室客厅里　　　

　　会看到的现象　　　

　　随着奶油和天玛利酒的相互作用，酒表面的奶油会裂开，形成类似多个细胞组成的图案。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　涡旋图案是对流造成的。对流是流体的整体运动，通常由温差（温度的差异）导致的。然而在这个实验里，对流是由两种液体浓度上的差异驱动的，这被称作溶质对流。　　　

　　天玛利酒中的酒精是对流的驱动力。当加入奶油之后，酒精开始向其渗透。当酒精到达表面时，它会改变表面张力，使张力下降。奶油液体没有受到影响的区域仍维持着其较高的表面张力，于是将表面张力低的奶油液体拉向自己。随着表面奶油液体被拉开，天玛利酒便向上运动填充进来。填充区域的表面张力比被拉走的奶油液体表面张力更低。由于产生了对流循环，这个过程会自己持续下去。只要天玛利酒和受影响奶油区域之间的浓度差异存在，这个过程就会持续。　　　

　　表面张力对流被称为马朗格尼对流（Marangoni　convection）。在干燥各种油漆时这种对流作用也会发生。这种对流作用还造成诸如酒杯中飞奔向下的“腿”之类的那些现象（参见本书的实验“酒鬼的腿”）。从天上滚动的云到煎锅里的油中都会见到类似的现象。不过，天玛利酒有点特殊性，因为在其他系统中，对流环是圆形或者是六边形的。　　　

　　附注：　　　

　　我们很高兴把这个实验纳入本书，因为当这个问题在《新科学家》杂志上刚被提出时，没有人知道答案，这让一组研究者对这个