Scientists Just Found Why Electrified Drops DON'T Splash

The Action Lab www.youtube.com

สรุปย่อ

วิดีโอสาธิตและอธิบายปรากฏการณ์ที่น่าทึ่ง: หยดของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าจะไม่กระเซ็นเมื่อกระทบพื้นผิวไดอิเล็กทริก (เช่น แก้ว) แต่จะยังคงกระเซ็นเมื่อกระทบพื้นผิวตัวนำไฟฟ้า (เช่น โลหะ) ปรากฏการณ์นี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจการแพร่กระจายของละอองของเหลวในหลายบริบท เช่น สภาพอากาศ การจาม และเครื่องพิมพ์

  • หยดของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าจะไม่กระเซ็นบนพื้นผิวไดอิเล็กทริกเนื่องจากแรงไฟฟ้าดึงแผ่นของเหลวลงมา
  • หยดของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าจะยังคงกระเซ็นบนพื้นผิวตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากประจุจะสูญเสียไปเมื่อสัมผัสกับพื้นผิว
  • ปรากฏการณ์นี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจการแพร่กระจายของละอองของเหลวในหลายบริบท

ปรากฏการณ์หยดของเหลวที่ไม่กระเซ็น

วิดีโอเริ่มต้นด้วยการแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างหยดน้ำธรรมดาที่กระเซ็นเมื่อกระทบพื้นผิวแข็ง กับหยดน้ำที่มีประจุไฟฟ้าที่ไม่กระเซ็น ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ โดยต่อยอดจากการค้นพบก่อนหน้านี้ที่ว่าหยดน้ำในสุญญากาศก็ไม่กระเซ็นเช่นกัน ผู้บรรยายตั้งข้อสงสัยว่าการชาร์จประจุไฟฟ้าให้กับของเหลวจะทำให้เกิดการกระเซ็นมากขึ้น เนื่องจากของเหลวที่มีประจุมีแนวโน้มที่จะแตกตัวเป็นหยดเล็กๆ เนื่องจากแรงผลักทางไฟฟ้า

การทดลองชาร์จหยดของเหลว

ผู้บรรยายทำการทดลองเพื่อตรวจสอบว่าหยดของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าจะไม่กระเซ็นจริงหรือไม่ เขาใช้เครื่อง Whimsurst เพื่อสร้างประจุไฟฟ้าสถิตสูง และใช้กระบอกฉีดยาและวงแหวนทองแดงเพื่อชาร์จและควบคุมทิศทางการตกของหยดแอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล เขาพบว่าเมื่อชาร์จประจุไฟฟ้าให้กับหยดแอลกอฮอล์แล้ว หยดแอลกอฮอล์จะไม่กระเซ็นเมื่อกระทบพื้นผิวแก้ว ไม่ว่าประจุจะเป็นบวกหรือลบก็ตาม

คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์

ผู้บรรยายอธิบายว่าเมื่อหยดของเหลวกระทบพื้นผิว จะเกิดแผ่นของเหลวบางๆ ยกตัวขึ้น หากเป็นหยดที่เป็นกลาง แผ่นนี้จะขยายตัวและแตกตัวเป็นหยดเล็กๆ ทำให้เกิดการกระเซ็น แต่ในหยดที่มีประจุไฟฟ้า แรงไฟฟ้าจะดึงแผ่นของเหลวลงมา ทำให้แผ่นของเหลวเคลื่อนที่ไปบนพื้นผิวโดยไม่มีอากาศอยู่ระหว่างนั้น จึงไม่เกิดการกระเซ็น แรงไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากประจุไฟฟ้าในหยดน้ำถูกดึงดูดไปยังพื้นผิวกระจกที่เป็นไดอิเล็กทริก

การทดลองบนพื้นผิวตัวนำไฟฟ้า

ผู้บรรยายทำการทดลองเพิ่มเติมโดยปล่อยหยดของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าลงบนแผ่นโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้า เขาพบว่าหยดของเหลวกลับมากระเซ็นเหมือนเดิม ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีที่ว่าแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างประจุไฟฟ้าและพื้นผิวไดอิเล็กทริกเป็นปัจจัยสำคัญในการป้องกันการกระเซ็น เมื่อหยดของเหลวที่มีประจุสัมผัสกับพื้นผิวโลหะ ประจุจะสูญเสียไป ทำให้แรงดึงดูดหายไปและเกิดการกระเซ็น

ความสำคัญและผลกระทบ

ผู้บรรยายเน้นย้ำถึงความสำคัญของการค้นพบนี้ เนื่องจากหยดของเหลวส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวันมักมีประจุไฟฟ้า การทำความเข้าใจว่าประจุไฟฟ้าส่งผลต่อการกระเซ็นอย่างไรจึงมีความสำคัญต่อการศึกษาการแพร่กระจายของละอองของเหลวในหลายบริบท เช่น ละอองฝนในพายุฝนฟ้าคะนอง การจาม และเครื่องพิมพ์ เขาสรุปโดยกระตุ้นให้ผู้ชมแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่อาจได้รับประโยชน์จากการทำความเข้าใจและควบคุมปรากฏการณ์นี้

Summarize any YouTube video in seconds

Get summaries like this one for any video, in your language, with the free Summ app.

Download on the Apple Store
Get it on Google Play

Transcript

YouTube Transcript Generator

0:00 หากคุณชาร์จของเหลวจนมีแรงดันไฟฟ้าถึงหลายพัน โวลต์ จะมีสิ่งมหัศจรรย์เกิดขึ้น นี่ คือหยดน้ำธรรมดาที่ตกลงบน พื้นผิวแข็ง เห็นน้ำกระเซ็นขนาดยักษ์ไหม? และ นี่คือการชาร์จดรอป ไม่กระเซ็น วันนี้ ฉันจะมาสาธิต การค้นพบที่น่าทึ่งล่าสุด และจะมาพูดคุย ว่าเหตุใดของเหลวที่มีประจุจึงไม่กระเซ็น เมื่อ เดือนที่แล้ว ฉันได้แสดงให้คุณเห็นปรากฏการณ์อันน่าทึ่ง และน่าประหลาดใจ ซึ่งก็คือหยด ของเหลวที่ตกลงบนพื้นผิวแข็งใน สุญญากาศ มันไม่กระเด็น มันแค่ทำให้ พื้นผิวเปียก เรื่องนี้ทำให้ฉันประหลาดใจมาก ฉันจึง ทำวิดีโอเพื่ออธิบายว่าทำไมเรื่องนี้ถึง เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามเรื่องราวไม่ได้จบลงเพียง แค่นั้น ความสามารถของหยดน้ำที่ไม่ กระเซ็นในสุญญากาศถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2548 อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2568 ได้มีการตีพิมพ์เอกสารใหม่ที่

0:45 แสดงให้เห็นว่าหยดน้ำที่มีประจุไฟฟ้า ก็ไม่กระเซ็นเช่นกัน หลังจากที่ฉันอ่าน สิ่งนี้ ฉันรู้ว่าฉันต้องทำ วิดีโอติดตามเรื่องนี้เพื่อดูว่านี่ เป็นเรื่องจริงหรือไม่ จริงๆ แล้วการดรอปแบบชาร์จแล้ว ไม่มีการกระจายตัวใช่หรือไม่? แล้วถ้าเป็นเช่นนั้น ทำไม? อีกครั้ง เหมือนกับ สถานการณ์สูญญากาศ ฉันคิดว่า พวกมันจะกระเซ็นมากขึ้นหากมี การชาร์จ เหตุผลที่ฉันพูดแบบนี้ก็ เพราะว่าปกติแล้วเมื่อคุณชาร์จ ของเหลว มันจะกระจายไปทั่วทุกที่ จริงๆ แล้ว ฉันได้ ทำวิดีโอเกี่ยวกับแนวคิดที่ เสนอให้ใช้สเปรย์ไฟฟ้าร่วมกับ เฟอร์โรฟลูอิดสำหรับการบินอวกาศ เห็นไหมว่า ยอดของเฟอร์โรฟลูอิดพุ่งออกมาเป็น ละอองฝอยละเอียดได้อย่างไร สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะหยด ของเหลวมีประจุไฟฟ้า แต่ใน ขณะเดียวกันหยดของเหลวเหล่านั้นก็มีประจุไฟฟ้าเดียวกันกับ หยดของเหลวข้างเคียง ดังนั้นจึง ผลักกันด้วยไฟฟ้า พวกมันจึงบินออกไปและแตกออกเป็น หยดน้ำที่ละเอียดยิ่งขึ้นซึ่งต่างผลักกันออกไป ของเหลวที่มีประจุจึงชอบ

1:32 สร้างหยดเล็กๆ แล้วทำไม ของเหลวที่มีประจุจึงไม่กระเซ็นล่ะ? เอาล่ะ มา ลองทำการทดลองนี้ด้วยตัวเองดีกว่า แล้วดูว่านี่เป็นเรื่องจริงหรือไม่ เพื่อ ที่จะทำสิ่งนี้ ก่อนอื่นฉันต้องตัดสินใจว่า จะชาร์จดรอปส์ของฉันอย่างไร แหล่งกำเนิดประจุไฟฟ้าสถิตย์สูงของฉันคือ เครื่อง Whimsurst เพียงแค่หมุนไม่กี่ครั้งก็สามารถ ชาร์จกระบอกสูบทั้งสองนี้ให้สูงถึง หลายแสนโวลต์ได้ทันที แต่ฉัน ไม่ต้องการแรงดันไฟฟ้ามากขนาดนั้น ดังนั้นฉันจะ หมุนข้อเหวี่ยงเล็กน้อยเพื่อรักษา แรงดันไฟฟ้าให้ต่ำลง จากนั้นฉันจะเกี่ยวอิ เล็กโทรดอันหนึ่งเข้ากับเข็มที่ เชื่อมต่อกับกระบอกฉีดยาที่เต็มไปด้วยแอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล ด้วย วิธีนี้ ฉันสามารถชาร์จหยดยาได้ ในขณะที่ออกจากกระบอกฉีดยา ขณะนี้เพื่อ ให้ประจุสม่ำเสมอบนหยด ฉันจึงเชื่อมต่ออิเล็กโทรดอีกอันเข้ากับ วงแหวนทองแดง ด้วยวิธีนี้ เมื่อฉันชาร์จ หยดน้ำ พวกมันจะถูกดึงดูดไปที่

2:17 แหวนและตกลงไปตรงๆ ตอนนี้ แหวนวงนี้ไม่จำเป็นจริงๆ มันแค่ทำให้ ฉันสามารถกำหนดทิศทางการตกลงและให้ มันตกในจุดที่ต้องการได้ ตกลง. ดังนั้นเมื่อฉัน ชาร์จมัน คุณจะเห็นว่าเข็มเป็นบวก แหวนเป็นลบ [เพลง] แต่ปัญหามันอยู่ตรงนี้ หากฉันหมุน แรงเกินไป หยดก็จะกลายมาเป็น ละอองแอลกอฮอล์ละเอียดๆ โดยพื้นฐานแล้วคือ การพ่นแอลกอฮอล์ด้วยไฟฟ้าไปในอากาศ ดังนั้น ฉันจึงต้องชาร์จหยดให้ พอเพียงที่จะชาร์จได้ แต่ไม่มากเกินไป จนทำให้ละอองไฟฟ้ากระจายไปทั่วทุกที่ เพื่อที่จะ ทำแบบนั้นได้ ฉันจะปล่อยให้หยดน้ำเกาะ ที่ปลายจนกระทั่งมันเกือบจะ หลุดออก จากนั้นฉันจะหมุน ข้อเหวี่ยงของเครื่องจักร Whimsurst อย่างช้าๆ และมันจะ ชาร์จประจุไฟฟ้า การชาร์จพิเศษนี้จะ ทำให้ของเหลวถูกผลักออกจากของเหลวจำนวนมาก

3:03 และหลุดออกไปพร้อมกับการชาร์จ ตอน นี้ฉันต้องลองผิดลองถูกหลายครั้งโดย หมุนข้อเหวี่ยงด้วยความเร็วที่พอเหมาะพอดี ในขณะที่เติม ของเหลวในปริมาณที่พอเหมาะ แต่ ในที่สุดฉันก็ทำได้ ตอนนี้เรามาดูกันว่า มันจะได้ผลจริงหรือไม่ ก่อนอื่น มาถ่ายทำ หยดน้ำธรรมดาที่ตกลงมาใน อากาศที่ระยะประมาณ 400 มิลลิเมตร เราได้รับการสาดน้ำครั้งใหญ่ที่ดี แต่ตอนนี้เรามา ชาร์จพลังแล้วปล่อยให้มันตกลงไปกันดีกว่า น้ำกระเซ็นหายไปหมด นั่นมัน บ้ามาก ไม่ว่า ฉันจะชาร์จประจุบวกหรือ ลบก็ตามก็ไม่สำคัญเช่นกัน นี่คือ

3:48 หยดที่มีประจุบวก และนี่คือ หยดที่มีประจุลบ สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้น ดังนั้น เมื่อใดก็ตามที่หยดน้ำได้รับประจุเพียงเล็กน้อย น้ำ กระเซ็นก็จะหายไป ขณะนี้ ฉันไม่ สามารถเปลี่ยนประจุได้อย่างแม่นยำ แต่ ในเอกสารการวิจัย พวกเขาแสดงให้เห็น ความสัมพันธ์ที่น่าทึ่งระหว่างการกระเซ็นกับ ประจุ ยิ่งประจุสูง การกระเซ็นก็จะน้อยลง หน่วยที่คุณเห็นที่นี่คือ NC จริงๆ แล้วคือ นาโนโอลัม เป็นการวัด ว่ามีประจุไฟฟ้าเท่าไรเมื่อหยดลง ด้วยปริมาณที่น้อยกว่า 0.1 นาโนลัม สาดกระจายก็จะ หายไป แล้วทำไมเรื่องแบบนี้ถึงเกิดขึ้น? เมื่อหยดน้ำกระทบผิวน้ำ แผ่นของเหลวจะยกตัวขึ้นตามธรรมชาติ เนื่องจากมี อากาศติดอยู่ใต้ของเหลว ใน หยดที่เป็นกลาง แผ่นนี้จะแผ่ขยายและ ก่อตัวเป็นหยดเล็กๆ แต่ในการตกแบบมีประจุจะ มีแรงเพิ่มเติมดึง แผ่นกระดูกลงมา ประจุจะถูกดึงดูด

4:35 สู่พื้นผิวเพราะเราทิ้ง มันลงบนกระจก กระจกเป็นวาทกรรม ดังนั้น เมื่อคุณวางสิ่งของที่มีประจุไว้ ใกล้กับไดอะเลคทริก มันจะดึงประจุ เข้าหาสิ่งนั้น เนื่องจากโมเลกุลไดอะเลคทริก หมุนและชี้ ประจุที่ปลายตรงข้ามเข้าหาประจุ นี่เป็นเหตุผลเดียวกับที่ลูกโป่งที่มีประจุไฟฟ้า สามารถยึดติดกับผนังที่เป็นกลางได้ แรงไฟฟ้าจึงดึงแผ่นลามิเนต ลงมาและทำให้มันเคลื่อนที่ไปบน พื้นผิวโดยไม่มีอากาศอยู่ระหว่างนั้น แต่หาก กลไกนี้เป็นจริง นั่น หมายความว่าหากหยดน้ำตกลงบน พื้นผิวอื่นที่ไม่ใช่ไดอะเลคทริก เช่น กระจก ก็จะยังคงกระเซ็นได้ แม้ว่าจะชาร์จไว้แล้วก็ตาม ดังนั้นเรามาลอง ปล่อยประจุไฟฟ้าลงบน พื้นผิวที่มีสภาพนำไฟฟ้า เช่น แผ่นโลหะนี้กันดีกว่า แต่ ก่อนที่เราจะดำเนินการต่อ ฉันอยากจะขอบคุณ ผู้สนับสนุนวิดีโอนี้ Hensen Shaving Henen เป็นหนึ่งใน

5:20 บริษัทมีดโกนที่เจ๋งที่สุดที่มีอยู่ พวกเขา เคยเป็นธุรกิจการบินและอวกาศที่บริหารโดยครอบครัว ซึ่งสร้างชิ้นส่วนต่างๆ บน ยานสำรวจดาวอังคารและสถานีอวกาศนานาชาติ เพราะ ภูมิหลังนี้พวกเขาจึงรู้วิธีสร้าง มีดโกนที่แม่นยำอย่างยิ่ง ใบมีดโกน Hensson AL13 ทำงานได้ดีมากเนื่องจากมี ค่าความคลาดเคลื่อนต่ำมาก จึงสามารถยึด ใบมีดไว้ในมุมเกือบ 30° ที่สมบูรณ์แบบ มีดโกนของเราเป็นเครื่อง CNC ที่มีความแม่นยำ เพื่อ ให้คุณโกนหนวดได้เกลี้ยงเกลา ทุกครั้งโดยไม่ระคายเคือง มีดโกนของ Hensen ถูกสร้างขึ้น ด้วยคุณภาพสูง จึง น่าจะใช้งานได้ตลอดชีวิตของคนส่วนใหญ่ ซึ่ง ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยั่งยืน แม้กระทั่งบรรจุภัณฑ์ที่ปราศจากพลาสติกทั้งหมด ใบมีดมีราคาเพียงประมาณ 10 เซ็นต์ต่อใบ และเมื่อคุณเปรียบเทียบ ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานกับมีดโกนอื่นๆ แล้ว Hensen AL-13 จะมีราคาถูกกว่ามาก

6:06 หากคุณต้องการทดลองใช้ Henen AL-13 ให้ ไปที่ hensenshaving.com/actionlab และใช้โค้ด actionlab เพื่อรับ ใบมีดฟรี 100 ใบเมื่อซื้อ มีดโกน นั่นเป็นการโกนหนวดได้ 3 ถึง 4 ปี เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าสินค้าทั้งสองรายการอยู่ใน รถเข็นของคุณเพื่อให้โค้ดใช้งานได้ ตอนนี้ เรามาเริ่มการทดลองของเรากันอีกครั้ง โอเค มาลองชาร์จดรอปแล้วดูว่าจะ กระจายน้ำไหม ว้า! มันยังกระเซ็นอยู่ นั่นหมายความว่า ทันทีที่ประจุกระทบกับ พื้นผิวโลหะ หยดโลหะจะสูญเสียประจุบนพื้นผิว ดังนั้นจึงไม่ถูกดึงดูดไปยัง พื้นผิวแข็งอีกต่อไป ดังนั้นแผ่นไม้จึง แผ่ขยายออกและกระเซ็นเป็น ปกติ นี่มันบ้าไปแล้ว ฉันไม่เชื่อเลยว่า นี่เพิ่งจะถูกค้นพบ เรื่องนี้ สำคัญมาก ตัวอย่างเช่น ส่วนใหญ่แล้ว หยดน้ำจะมีประจุอยู่จำนวนหนึ่ง

6:53 พวกเขาไม่ค่อยเป็นกลาง ตัวอย่างเช่น ละอองฝนในพายุฝนฟ้าคะนอง มีประจุ ดังนั้น การ รู้ว่าละอองฝนตกลงมาทำให้เชื้อราหรือ สปอร์ของราแพร่กระจายได้อย่างไรจึงถือเป็นสิ่งสำคัญ หรือเมื่อคุณ จามและหยดน้ำตกลงบนพื้นผิว จะ เกิดละอองน้ำเล็กๆ ขณะกระเซ็นหรือไม่ เพราะมี ประจุไฟฟ้าเล็กๆ อยู่บนร่างกายของคุณ เมื่อคุณจาม ในเครื่องพิมพ์ก็ยัง มีการชาร์จหยดหมึกด้วย ดังนั้น ความรู้ดังกล่าว จะช่วยให้ทราบว่าหยดน้ำกระเซ็นใน เครื่องพิมพ์ได้อย่างไร นี่มันบ้าไปแล้ว นั่นหมายความว่า ไม่ว่าหยดน้ำเล็ก ๆ จะพุ่ง ออกไปทุกทิศทางหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับ ปริมาณประจุไฟฟ้าสถิตย์เล็ก ๆ บน หยดน้ำ หรือบนร่างกายของคุณ หรือบุคคลที่ ทำหยดนั้น ซึ่งทำให้การสาดน้ำ มีความซับซ้อนมากขึ้นกว่าเดิม ถึงแม้จะเป็นหยดกลางก็ตาม ดังนั้น ฉันอยาก ทราบว่าพวกคุณนึกถึง แอปพลิเคชันอื่นๆ ที่สามารถ เรียนรู้และควบคุมสิ่งนี้ได้บ้างไหม แจ้งให้ฉันทราบ

7:40 ในส่วนความคิดเห็นว่าพวกคุณคิดอะไร ขึ้นมา และขอบคุณที่รับชม Action Lab อีกตอนหนึ่ง ฉัน หวังว่าคุณจะสนุกกับมัน หวังว่าคุณจะได้เรียนรู้ อะไรบางอย่าง หากคุณทำได้แล้วอย่าลืม กดติดตามช่องของฉันและพบกันใหม่ ครั้งหน้าครับ [ดนตรี]

Share

YouTube Video Summaries