水滴本身是在一刻不停地往下落
有过基础的物理常识应该知道,要想克服地球重力,实现液体水的悬浮,必须使水的密度小于或者等于空气的密度,而在标准大气压下,空气的密度为1.293g/L,水的密度为1000g/L,水的密度远远大于空气的密度,所以,在空气中实现液体水的悬浮是不可能的,只有在真空的失重环境下才能实现水的悬浮。
在地球环境下,水滴永远都在地球的重力下一刻不停地下坠,但在特殊的光线和特殊音箱频率的配合下,能够看到水滴悬停在空中的视觉现象。
特殊光线在“作祟”——频闪灯作用下产生的错觉
先解释一下为什么是特殊光线的作用。相对特殊光线的是普通光线,普通光线就比如我们平时使用的电灯,是持续不断的常亮,所以我们能够看到水滴的自由下落运动。
而在《加油!向未来》撒贝宁的实验中,我们看到的是水滴的悬浮或者上升,而不是自由落体,正是因为节目中提到了一个特殊光线“频闪灯”,频闪灯属于间歇性光源,是一亮一熄,在频闪灯熄的时候我们看不到水滴,亮的时候才能看到水滴的位置。
水滴“悬浮”和“倒流”是如何实现的
要想实现水滴在下落过程中的悬浮,就必须使光源的间隙时间与水滴下落到各个位置的时间间隔相等,或者是它的整数倍。
要想实现水滴在下落过程中的倒流,就必须使光源的间隙时间小于水滴下落到各个位置的时间间隔。
频闪所隔的时间称为周期,它的倒数称为频率,频闪在日常生活中的应用有:检验电风扇的转动速度,转动稳定性,还可以用来测量水滴流的流速、方向以及飞弹的运动轨迹等。