二狗子，你怎麼飄了……_風聞

中科院物理所-中科院物理所官方账号-2018-10-22 10:15

2018-10-22

原創： Cloudiiink中科院物理所

「二狗子，你飄了」

發達的互聯網讓這句東北話傳遍了全國，以前聽見人在吹牛，或許還會説你怎麼吹牛吹上天了呢？現在一個**「飄」**字，就把自大、一個人做事情不切實際和吹牛吹上天多種含義都表現得淋漓盡致，不可謂不形象生動了。

不得不説東北話真的是特別魔性，什麼類似**「扎心了」「滾犢子」「我的心拔涼拔涼」**，小編作為一個土生土長的 lán fāng 人，口音都要被帶歪了。

提起「飄了」，可能太空站最符合大家的第一印象

所以哪天你們在語文試卷上遇到了這樣一道題目：請簡要賞析「二狗子，你飄了」這句話中「飄」字的妙處，千萬也不要覺得意外。

關注中科院物理所，還能跟鬼才小編學語文，沒想到吧（劃掉！）

重新回到正題上，今天我們就來聊聊，怎麼科學地「飄」起來。

阿基米德定律

Archimedes’ Principle

提起漂浮，我們腦子裏最先想到的肯定是浮力，自然也就離不開阿基米德定律。

用錫箔做成的小船飄在了「空氣」中

我們可以看到，用錫箔做成的小船飄在了「空氣」中。難道人類發明了萬有斥力，可以讓小船克服重力，懸浮在半空中[1]？

隨着下方氣體逐漸倒入小船中，小船也慢慢沉了下去

對不起讓你們失望了，人類目前並沒有這種看起來就像科幻片裏面的科技。實際上，在大缸裏面的灌注的氣體是六氟化硫，一種無色無味無毒的氣體。其和空氣最大的區別在它的密度幾乎是空氣密度的5倍。所以當我們從缸底部舀一勺的六氟化硫氣體，倒在小船裏面時，小船就晃晃悠悠地沉下去了。

大家在網上其實也會看到過那種因為海水過於清澈，從而看上去船像浮在空中一樣的照片，兩個都是同樣的障眼法。

意大利，蘭佩杜薩島（Isola di Lampedusa）

氣流懸浮

Aerodynamic levitation

利用氣流，我們也能有很多騷操作，比如，把雞蛋放在高壓鍋的出氣口上

或者讓乒乓球懸停在電吹風的上方

空氣對球的作用力與其重力平衡

氣墊船利用高於大氣壓的空氣，讓船體部分脱離或者全部脱離水面和地面，從而達到減小阻力，高速航行的目的。

誰説水上就不能飆車了

超聲懸浮

Acoustic levitation

超聲懸浮，顧名思義，就是通過超聲波來讓物體懸浮在空中。它的優點在於不需要直接接觸。超聲波一般由超聲換能器產生，由壓電材料製成，將電流轉化為超聲頻率的震盪。

懸浮在節點附近的小液滴

當超聲波在兩個平面之間來回反射時，如果波長和平面之間的距離滿足一定關係，就可以產生駐波。駐波的節點處聲壓為零。當小球偏離一點節點位置時，聲壓就會推動小球重新回到平衡處。超聲懸浮的本質是在高聲強的條件下的一種非線性現象。

超聲懸浮可以實現物體的搬運

1886年，德國科學家 Kundt 就發現了在諧振管內，聲波可以讓一些微小顆粒懸浮起來，從而開啓了人們對於聲波懸浮的研究。到了1964年，Hanson 等人制成了世界上第一台超聲駐波懸浮器。目前超聲懸浮的使用範圍不僅侷限在拾取小物體，更可以讓小生物懸浮起來。只不過對於物體的尺寸仍舊有所限制，不能超過聲波波長的1/4。[2, 3]

二維的聲場示意圖

磁懸浮

Magnetic levitation

我們在日常生活中見到過很多具有磁性的物體，比如磁鐵，比如指南針。我們生活中所有的物體都有磁性，只不過和它們的磁性比起磁鐵，只有其一百萬分之一。所以我們一般認為它們並不具有磁性。但是，如果我們的磁場足夠強，那情況就不太一樣了[4]。

懸浮在磁場中的青蛙，憑藉這隻青蛙，安德烈·海姆成功獲得2000年搞笑諾貝爾物理學獎。後來他靠着石墨烯贏得2010年諾貝爾物理學獎，這就是後話了

在強磁場的作用下，磁場的梯度（準確地來説是磁場平方的梯度）會給物體產生作用力。想要懸浮起一個磁性並不是那麼強的小物體，需要的磁場為1T到10T（不要覺得這個數字很小，我們日常生活中無處不在的地磁場0.000025T到0.000065T之間，一個磁力較強的冰箱貼的磁場強度大小約為0.01T）。如果想要懸浮起比較大的物體，就需要其磁性較強了，比如一點都不允許內部磁場的存在，具有完全抗磁性的超導體。