Allow a drop of liquid to fall onto

Allow a drop of liquid to fall onto the surface of a bowl of the same liquid and you know intuitively what to expect. The two should coalesce, right?

The process is actually a little more complicated. Back in 1899, the English physicist, Lord Rayleigh, discovered that droplets can bounce off each other.

With the invention of high speed photographic techniques, physicists discovered that before coalescing, a droplet that has fallen onto a surface of the same liquid, first bounces and then settles before finally coalescing. All in the blink of an eye.

Then in 2005, Yves Couder, at the Universite Paris 7 Denis Diderot, and a few pals, discovered how to make droplets sit on a liquid surface indefinitely. The trick is to vibrate the surface.

Today, Pablo Cabrera-Garcia and Roberto Zenit at the Universidad Nacional Autonoma de Mexico in Mexico publish a fascinating video showing some of their experiments with this effect (hi-res mpg download 40MB, low-res mpg download or YouTube).

These guys first show how droplets of tap water mixed with a little soap first bounce on an ordinary non-vibrating surface and then coalesce. They then show how to keep the droplets on the surface indefinitely by placing their bowl of water on a vibrating loudspeaker.

They find some interesting effects with clusters of droplets of the surface, saying they can pack more droplets onto the surface when the vibrations induce nonilinear standing waves called Faraday waves.

Cabrera-Garcia and Zenit offer no explanation for what they find. However, Couder says that when a droplet falls onto the surface, it traps a thin layer of air beneath it and this stops it coalescing immediately.

The droplet coalesces with the surface only when this air escapes. But vibrating the surface allows this layer to stay in place indefinitely.

What would be interesting, of course, is to see whether it is possible to control the movement of the droplets on the surface. That ought to be possible using interference patterns, like these here, which can generate all kinds of shapes on the surface of water.

Steerable droplets could have considerable application in chemistry and microfluidics.

This video is an entrant into the Gallery of Fluid Motion competition, an annual event run by the Fluid Dynamics Division of the American Physical Society. We’ll look at the best ones as they appear on the arXiv in the coming weeks.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ให้หยดของเหลวลงบนพื้นผิวของน้ำของเหลวเดียวกัน และคุณรู้สังหรณ์ใจคาดหวัง สองควรรวม coalesce ขวาการมีความซับซ้อนจริงน้อยมาก กลับใน physicist อังกฤษ พระราคาย่อมเยา พบว่า หยดสามารถตีกลับออกจากกัน มีการประดิษฐ์ความเร็วสูงการค้นพบเทคนิคการถ่ายภาพ physicists ที่ก่อน coalescing หยดที่ตกบนพื้นผิวของของเหลวเดียวกัน เด้งก่อน แล้ว ชำระก่อนสุดท้าย coalescing ทั้งหมดในชั่วพริบตาจากนั้น ในปี 2005, Yves Couder, Universite ปารีส 7 Denis Diderot และ pals กี่ พบวิธีทำหยดนั่งบนพื้นผิวของเหลวไม่มีกำหนด เคล็ดลับคือ vibrate ผิววันนี้ ปาโบล Cabrera การ์เซียและปณิธาน Roberto ที่ Universidad Nacional Autonoma เดอเม็กซิโกในเม็กซิโกประกาศแสดงบางการทดลองของพวกเขาด้วยผลนี้ (ดาวน์โหลด hi-res mpg 40MB ดาวน์โหลด low-res mpg หรือ YouTube) วิดีโอน่าสนใจคนเหล่านี้ก่อนแสดงว่าหยดน้ำประปาผสมกับสบู่เล็กน้อยเด้งแรก บนพื้นผิวสำหรับธรรมดาไม่มีระบบสั่นแล้ว coalesce จากนั้นจะแสดงวิธีการหยดบนพื้นผิวโดยไม่จำกัดเวลา ด้วยชามน้ำของพวกเขาบนลำโพงสั่นที่มีพวกเขาพบบางลักษณะพิเศษที่น่าสนใจกับกลุ่มของหยดของพื้นผิว ว่า พวกเขาสามารถแพ็คขึ้นไปหยดลงบนพื้นผิวเมื่อสั่นสะเทือนก่อให้เกิดคลื่นยืน nonilinear เรียกว่าฟาราเดย์คลื่นการ์เซีย Cabrera และปณิธานให้ไม่อธิบายสิ่งที่พวกเขาค้นหา อย่างไรก็ตาม Couder บอกว่า เมื่อเป็นหยดน้ำตกลงบนพื้นผิว มันกับดักบางชั้นของอากาศที่อยู่ข้างใต้ และนี้หยุด coalescing ทันที หยด coalesces กับผิวเมื่อหนีอากาศนี้เท่านั้น แต่พื้นผิวระบบสั่นช่วยให้ชั้นนี้จะอยู่ในสถานที่อย่างไม่มีกำหนดอะไรจะน่าสนใจ แน่นอน อยู่เพื่อ ดูว่า มันสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของหยดบนพื้นผิว ที่ควรจะเป็นไปได้โดยใช้รูปแบบการรบกวน เช่นนี้ที่นี่ ซึ่งสามารถสร้างรูปร่างบนพื้นผิวน้ำทุกชนิด Steerable หยดอาจมีโปรแกรมประยุกต์จำนวนมากในเคมีและ microfluidics วิดีโอนี้เป็น entrant การเข้าแข่งขันเก็บน้ำมันเคลื่อนไหว กิจกรรมประจำปีโดยกองพลศาสตร์ของสังคมอเมริกันที่มีอยู่จริง เราจะดูที่ดีที่สุดที่ปรากฏใน arXiv ที่ในสัปดาห์ผ่านมา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อนุญาตให้ลดลงของของเหลวที่จะตกอยู่บนพื้นผิวของชามของของเหลวเดียวกันและคุณรู้ว่าสังหรณ์ใจสิ่งที่คาดหวัง ทั้งสองควรจะเชื่อมต่อกันใช่มั้ย? กระบวนการเป็นจริงเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ซับซ้อนมากขึ้น ย้อนกลับไปในปี 1899 นักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษลอร์ดเรย์ลีพบว่าหยดสามารถกระเด็นแต่ละอื่น ๆ . กับการประดิษฐ์ของเทคนิคการถ่ายภาพความเร็วสูงฟิสิกส์พบว่าก่อนที่จะหลอมรวม, หยดที่ได้ลดลงไปบนพื้นผิวของของเหลวเดียวกันตีกลับเป็นครั้งแรกที่ แล้วตัดสินก่อนที่จะหลอมรวม ทั้งหมดในพริบตา. จากนั้นในปี 2005 Yves Couder ที่มหาวิทยาลัยปารีส 7 Denis Diderot และเพื่อน ๆ ไม่กี่ค้นพบวิธีที่จะทำให้หยดนั่งบนพื้นผิวที่มีสภาพคล่องไปเรื่อย ๆ เคล็ดลับคือการสั่นสะเทือนพื้นผิว. วันนี้ปาโบลกาเบรรา-การ์เซียและโรเซนิตที่ Universidad Nacional Autonoma de Mexico ในเม็กซิโกเผยแพร่วิดีโอที่น่าสนใจแสดงบางส่วนของการทดลองของพวกเขากับผลกระทบนี้ (ความละเอียดสูงดาวน์โหลด MPG 40MB ต่ำ res แกลลอน ดาวน์โหลดหรือ YouTube). พวกเหล่านี้เป็นครั้งแรกแสดงให้เห็นว่าหยดน้ำประปาผสมกับการตีกลับสบู่เล็ก ๆ น้อย ๆ เป็นครั้งแรกบนพื้นผิวที่ไม่สั่นสามัญและเชื่อมต่อกันแล้ว จากนั้นพวกเขาแสดงให้เห็นว่าเพื่อให้หยดน้ำบนพื้นผิวไปเรื่อย ๆ โดยการวางชามของน้ำบนลำโพงสั่น. พวกเขาพบผลที่น่าสนใจบางอย่างกับกลุ่มของหยดของพื้นผิวที่บอกว่าพวกเขาสามารถแพ็คละอองมากขึ้นบนพื้นผิวเมื่อการสั่นสะเทือนทำให้เกิด nonilinear คลื่นยืนเรียกว่าคลื่นฟาราเดย์. Cabrera-การ์เซียและเซนิตมีคำอธิบายสำหรับสิ่งที่พวกเขาไม่พบ อย่างไรก็ตาม Couder กล่าวว่าเมื่อตกหยดลงบนพื้นผิวที่มันดักชั้นบาง ๆ ของอากาศอยู่ข้างใต้และนี้จะหยุดมันหลอมรวมได้ทันที. หยด coalesces ที่มีพื้นผิวเท่านั้นเมื่อหนีอากาศ แต่การสั่นสะเทือนช่วยให้ผิวชั้นนี้จะอยู่ในสถานที่ไปเรื่อย ๆ . สิ่งที่จะเป็นที่น่าสนใจของหลักสูตรคือการดูว่ามันเป็นไปได้ที่จะควบคุมการเคลื่อนไหวของหยดน้ำบนพื้นผิว ที่ควรจะเป็นไปได้โดยใช้รูปแบบการรบกวนเช่นนี้ที่นี่ซึ่งสามารถสร้างทุกชนิดของรูปทรงบนพื้นผิวของน้ำ. หยด Steerable อาจมีการประยุกต์ใช้มากในทางเคมีและ microfluidics. วิดีโอนี้เป็นผู้เข้าแข่งขันลงในแกลลอรี่ของการแข่งขันการเคลื่อนไหวของเหลวดังกล่าว เป็นงานประจำปีที่ดำเนินการโดยพลศาสตร์ของไหลกองกายภาพสังคมอเมริกัน เราจะดูที่คนที่ดีที่สุดที่พวกเขาปรากฏบน arXiv ในสัปดาห์ที่ผ่านมา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ให้หยดของเหลวลงบนพื้นผิวของถ้วยของของเหลวเดียวกันและรู้สังหรณ์ใจในสิ่งที่คาดหวัง ทั้งสองจะเชื่อมต่อกันใช่ไหม

กระบวนการเป็นจริงเพียงเล็กน้อยที่ซับซ้อนมากขึ้น ใน 1899 , อังกฤษ นักฟิสิกส์ ลอร์ดเรย์ลี พบว่าหยดสามารถตีกลับออกจากกัน

ด้วยการประดิษฐ์ของความเร็วสูง เทคนิคการถ่ายนักฟิสิกส์ค้นพบว่าก่อน coalescing , หยดที่ร่วงหล่นลงบนพื้นผิวของของเหลวเหมือนกัน เด้งแรกจนได้ ก่อนที่สุดท้าย coalescing . หมดในพริบตาเลย

จากนั้นในปี 2005 ที่ couder ที่ universite ปารีส 7 เดอนี ดีเดอโรและไม่กี่ Pals , ค้นพบวิธีที่จะทำให้หยดนั่งบนพื้นผิวของของเหลว ไปเรื่อยๆ เคล็ดลับคือสั่นผิว

วันนี้ปาโบล การ์เซีย และ โรแบร์โต้ ชอบแล้วเซนิตที่ Universidad Nacional อ ตโนม่า เดอ เม็กซิโก ในเม็กซิโก เผยแพร่วิดีโอที่น่าสนใจแสดงการทดลองของพวกเขากับ Effect นี้ ( hi res MPG ดาวน์โหลดตนเองต่ำ RES MPG ดาวน์โหลดหรือ YouTube ) .

พวกแรกแสดงให้เห็นว่ามีน้ำผสมสบู่เล็กน้อยก่อนเด้งที่ไม่ธรรมดา พื้นผิวที่สั่นและประสานกันพวกเขาแสดงให้วิธีการเพื่อให้หยดบนผิวไปเรื่อย ๆโดยการวางชามของน้ำบนลำโพงสั่น

พวกเขาพบผลที่น่าสนใจกับกลุ่มของหยดพื้นผิว บอกว่า พวกเขาสามารถแพ็คหยดเพิ่มเติมลงบนพื้นผิว เมื่อแรงสั่นสะเทือนทำให้เกิดคลื่นยืนเรียก nonilinear ฟาราเดย์คลื่น

มาก และเซนิต การ์เซีย เสนอไม่มีคำอธิบายสำหรับสิ่งที่พวกเขาพบอย่างไรก็ตาม couder กล่าวว่า เมื่อหยดร่วงลงบนพื้นผิว มันดักชั้นบางของอากาศภายใต้มันและหยุดมัน coalescing ทันที

coalesces หยดกับพื้นผิวเมื่อนี้เครื่องหนี แต่สั่นพื้นผิวช่วยให้ชั้นนี้จะอยู่ในสถานที่ไปเรื่อย ๆ .

จะมีอะไรน่าสนใจ แน่นอนเพื่อดูว่ามันเป็นไปได้ที่จะควบคุมการเคลื่อนไหวของหยดบนพื้นผิว ที่ควรจะได้ใช้รูปแบบการรบกวนแบบนี้ ซึ่งสามารถสร้างทุกชนิดของรูปร่างบนพื้นผิวของน้ำ

steerable หยดอาจมีมากการประยุกต์ใช้ในทางเคมีและไมโครฟลูอิดิก .

คลิปนี้เป็นผู้เข้าชมการแข่งขันเคลื่อนไหวของไหลเหตุการณ์ประจำปีที่ดำเนินการโดยกองพลศาสตร์ของไหลของกายภาพสังคมอเมริกัน เราจะดูที่ที่ดีที่สุดที่พวกเขาปรากฏบน arxiv ในสัปดาห์ที่ผ่านมา .