太酷了！看光的慢动作

　　数学、物理、化学、生物学、流体力学方面的酷炫动图我们已经看过不少了，今天再看看物理方面的一些新奇事儿，这里将展示更多有趣的物理现象。

　　活塞打火

　　原理：这是一种引火装置，在其中放入小片的引火物，并快速地压下活塞即可引燃。

　　这可以看作是气体绝热压缩的过程，根据理想气体状态方程，绝热过程满足TV(γ-1)=常数，也就是说，随着体积V的压缩，温度T会随之上升。空气的比热容比γ≈1.4，如果将空气的体积压缩为原来的1/5，则温度会升高到原来的2倍左右，大约可达300℃。这一温度足以点燃很多常见易燃物，例如动图中的棉絮。

　　花絮：点燃之后要迅速把活塞抽出，以免火种因为氧气耗尽而熄灭。如果你有兴趣，也可以自己DIY一个。

　　危险：低。打火活塞是一种相对安全的引火方法，它在野外也很实用。注意不要用火棉(gun cotton)或气体燃料来引火，否则活塞可能会被猛喷出来。

　　水之桥

　　原理：两个装满去离子水的烧杯彼此接触，如果此时给它们之间加上数千伏的电势差，那么即使把两个烧杯拉开几厘米距离，二者之间也依然会有一条“水桥”相连。

　　这一现象的具体原理还有待进一步研究，目前普遍认为它是和表层液体发生极化有关。

　　花絮：诶?这个不也是电解水的实验装置吗?不是的哦，电解水的实验通常需要加入离子增强导电性，而这个实验则要求水非常纯净。如果水中溶入了离子，“水桥”的稳定性会变差很多。

　　危险：中高。请勿在家中玩耍高压电君……

　　固体还是液体?

　　原理：玉米淀粉与水的混合液是一种具有胀流性(dilatant)的非牛顿流体，缓缓施力时它表现得像液体，而瞬间施力则会让它呈现固体的模样。

　　你可以把它想象成一团面粉，当你把面粉抓起来的时候，面粉颗粒会缓缓从指缝流走，此时颗粒是分散的，呈现液体的特性，而当你一拳打在面粉上时，颗粒会互相挤压而使阻力增大，呈现固体的特性。

　　花絮：《生活大爆炸》第2季第3集中，Geek们就曾把玉米淀粉液体放在低音喇叭上看它跳舞。不仅如此，人还可以快速跑过加入大量玉米淀粉的流体，但如果站在上面不动则会陷下去。

　　危险： 很低。不过，陷进玉米淀粉浆可能不太容易爬出来，请当心。

　　声波悬浮

　　原理：高声强的声波具有非线性效应，这一效应可对声场中的物体产生压差，将轻小物体悬浮在声波驻波的波节附近。上图中的这次实验在上下左右都设置了超声波相控阵列，从而实现了对物体的三维移动。(更多阅读：声悬浮为什么能让水浮在半空中?)

　　花絮：在原视频中，来自日本的研究者们还用这种装置悬浮了钉子君、螺母君、火柴君、电阻君、二极管君和肥皂泡君……够啦快放人家下来!声悬浮还有更多应用场合，例如利用它可以使液滴脱离容器的影响，由此便可以制备深度过冷的液体，并更好地控制晶体形成的过程。

　　危险：较低。不过，假如硬要造出声场极强的设备来悬浮人类，则有可能造成人体爆炸或严重的内出血……

　　失重

　　原理：液体的压强来源于液体所受的重力，失重状态下液体不再对瓶壁产生压力，因此原本从侧面小孔喷出的水柱在水瓶自由下落时会逐渐消失。

　　花絮：这个实验听起来太简单了?那么让我们来换一种更高大上的解释：根据广义相对论的等效原理，惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的，在瓶子自由下落的参考系中，惯性力消除了瓶子所处局部时空范围内的引力作用，这个瓶子此时已经看不见引力场的存在了。

　　危险：很低。在家也可以进行的物理实验，不过要小心别被瓶子砸到……

　　光的慢动作

　　原理：2014年12月4日的《自然》以封面文章刊登了目前世界上最快的只接收(receive-only)2D超高速摄像机，它的拍摄帧数达到了1000亿帧/秒，即10皮秒1帧(作为参考，真空中的光在 10 皮秒内走过的距离约为3毫米)。上图就是通过这种摄像机拍摄的激光脉冲被镜面反射的过程，整个过程实际只经历了300皮秒(三百万亿分之一秒)。

　　花絮：在这篇论文中，研究者们还用这个技术演示了一个伪超光速实验：一排光波像海浪一样斜着拍到屏幕上，则光斑是以超光速扫过屏幕的。不过，这并没有什么用……这类光斑或影子都是无法超光速地传递信息的。

　　危险：对一般人不构成安全威胁，同时也是生活中完全没有机会观察到的现象……能够追上光速的摄像技术将再次推进基础物理学的研究发展，这可能招致某地外文明的扑灭(误)。

　　蓝光

　　原理：这是在桑迪亚国家实验室环形核心研究反应堆(Annular Core Research Reactor)拍摄到的切伦科夫辐射(Cherenkov radiation)。介质中的光速是小于真空中光速的，因此它完全可以被其他高速运动的粒子超越。类似于超音速时会产生激波，当带电粒子的速度超过介质中的光速时，就会在运动路径两侧产生切伦科夫辐射。这种辐射的能量主要在紫外波段，而人眼可以观察到的部分通常呈现蓝紫色的辉光(更多阅读：切连科夫辐射是怎么一回事?)。

　　花絮：宇宙空间中的某些高能粒子的运动速度可接近光速，因此它们在进入地球大气层时也会产生这种辐射。这种蓝紫色的闪光仅持续数纳秒，亮度只有夜空背景的万分之一。我们不能直接看到这种闪光，不过它依然能被切伦科夫望远镜的超快光电传感器捕捉到。

　　危险：高。一般要到高能放射源的旁边才会出现切伦科夫辐射肉眼可见的情况，所以还是不要亲眼欣赏为好……