王雪純談綜藝化科普:八卦時聊聊非牛頓流體,也挺酷

2020-11-24 科學網

 

王雪純:八卦時聊聊非牛頓流體,也挺酷

本報記者 張蓋倫

7月26日,《加油!向未來》節目組在北京園博園開了一次錄製前的討論會。討論會間隙,製片人王雪純接受了《科技日報》專訪,道出她對這檔科學實驗室類節目的看法。

科技日報:科普類電視節目可以有很多形式,為什麼選擇了以大型科學實驗為主的綜藝化科普呢?

王雪純:我們想將科學原理從教條中解放出來,還原成有意思的現象,並將這個現象誇張化,讓它具有直觀震撼力;同時還希望它生動、有趣和有懸念,體現科學實驗背後的個性。

舉個例子吧。頭髮裡的頭皮屑,單這麼講,你覺得索然無味。但是,如果有人用顯微鏡,把它拍出來,直觀地展現給你,你就知道頭皮屑們有多熱鬧了;如果還有人能把頭皮屑的故事編成一部劇,讓它們有自己的村莊國土,有自己的生老病死、愛恨情仇,你就能更清楚頭皮屑和你自己的關係了。

我們就是想找到生活中那些人們忽略的地方,把其中的科學奧秘挖掘出來。前段時間,我們的節目講了個「口香糖開椰子」。我說,給我一個口香糖,我能砸開一顆椰子。人們會懷疑、半信半疑、甚至不信。帶著這種情緒,帶著一連串問題,公眾就能跟著我們走進實驗。他們會知道軟物質,知道非牛頓流體,進而知道力學的奇妙。如果人們八卦的時候可以談談非牛頓流體,也挺酷的。更重要的是,對一個剛剛探索世界的孩子來說,這可能就埋下了一顆科學的種子。

科技日報:如何去尋找「傳遞知識」與「娛樂綜藝」之間的平衡?

王雪純:這個平衡點,其實是在動態中不停搖擺。我們並沒有十足的把握,說我們已經找準了這個點。當然,我們不希望把每個實驗做成純粹的遊戲,還是希望大家在遊戲化的效果中,體會科學本身的魅力。

科技日報:節目組對收視率有期待嗎?綜藝化科普節目會在電視市場上佔據一席之地嗎?

王雪純:如果說,我們對收視率沒有期待,就好像一個學生對老師說他不希望考出高分一樣。不過,這個考卷的分數,不單單體現在「收視率」這一項指標上。

我們踏上了探索娛樂和科學結合的艱難路途,去滿足公眾在科普上的需求。誠然,從收視來看,《加油!向未來》確實沒法像一些娛樂節目那樣,佔據明顯優勢。但我們節目的傳播度和美譽度很高,還吸引了一批青少年觀眾。

我不能預言電視行業以後的生態,但我可以肯定的是,《加油!向未來》的嘗試,不會是一把火後了無痕跡,而是能起到「星火燎原」的效果。如果未來出現各種形式的《加油!向未來》,甚至有其他科普節目超越我們,都是好事。(科技日報北京7月29日電)

 

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    斯託克斯1845年在牛頓這一實驗定律的基礎上,作了應力張量是應變率張量的線性函數、流體各向同性、流體靜止時應變率為零的三項假設,從而導出了廣泛應用於流體力學研究的線性本構方程,以及現被廣泛應用的納維-斯託克斯方程。
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    當表面受到很大很快的衝擊力時,會變得很硬,具備一定的固體特性。當表面壓力較小,又非常柔軟時,有了液體的性質,此時我們用力擊打「非牛頓流體」,壓力會均勻地傳遞到每一個分子顆粒上,強大的分子間作用力,就會對打擊物體施加一個反作用力,給人的感覺就像在捶打著一堵牆。其實把玉米澱粉和水按2:1混合就能製作成非牛頓流體,它的黏度會因為受到壓力或者是速度而變化,在黏度增加的時候還可能成為類固體狀態。
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  • 有意思的非牛頓流體-口香糖開椰子
    當然,真實的答案就是他們都跟一個聽上去很酷的詞有關係:非牛頓流體。 網上一搜,對「非牛頓流體」的解釋,專業話是:非牛頓流體是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。翻譯成白話就是:用玉米澱粉和水混合在一起揉吧揉吧,形成粘不拉幾的液體,那就叫「非牛頓流體」。
  • 非牛頓流體
    非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。非非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中。絕大多數生物流體都屬於現在所定義的非牛頓流體。人身上血液、淋巴液、囊液等多種體液,以及像細胞質那樣的「半流體」都屬於非牛頓流體。基本定義按照流體力學的觀點,流體可分為理想流體和實際流體兩大類。理想流體在流動時無阻力,故稱為非粘性流體。
  • 非牛頓流體
    非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其 剪應力與剪切應變率之間不是 線性關係的流體。非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中。絕大多數生物流體都屬於現在所定義的非牛頓流體。人身上血液、 淋巴液、囊液等多種 體液,以及像 細胞質那樣的「半流體」都屬於非牛頓流體。非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中。
  • 牛頓流體和非牛頓流體
    從力學分析的角度,一般認為流體和固體的主要差別在於,它們對外力的抵抗能力不同。固體能夠抵抗一定大小的拉力、壓力和剪切力。當外力作用在固體上時,固體將產生一定程度的變形。固體靜止時,可以承受法向應力和切向應力。而流體在靜止時,則不能承受切向應力,微小的剪切刀將使流體產生連續不斷的變形。只有當剪切力停止作用時,流體的變形才會停止。
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    在網上搜索「非牛頓流體」,映入眼帘的是一大堆在特製的流體上奔跑的視頻。這種流體用玉米澱粉和水按一定比例製作而成,具有「遇強而強」的性質。當它受力時,它就會變稠,且所受的力越大,它就變得越稠。於是,人們可以在它上面跑動而不會往下沉。但是,當你靜止不動時,你就會慢慢往下陷。
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    牛頓流體VS非牛頓流體 自然界中許多流體是牛頓流體。水、酒精等大多數純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體;高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。
  • 非牛頓流體能怎麼用你知道嗎?
    不不不,BIV的材質可不是水,而是非牛頓流體。小黑科普時間到:非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。咳咳,說人話就是你輕輕碰一下會感覺它是液體,但是用力敲打的話會感覺它會像石頭一樣堅硬。現在綜藝裡面倒是經常會使用非牛頓流體做遊戲。
  • 非牛頓流體你了解麼?
    當用錘子去重擊牛頓流體之蜂蜜時然而,工業上許多流動均不適用於牛頓流體,對於某些流體,形變率和剪切力呈現一種非線性的關係,這一類流體被稱之為非牛頓流體。所謂的非牛頓流體,用科學的話講,就是其剪應力與剪切應變率之間不是線性關係的流體。換句話說,當我揮拳去打非牛頓流體時,我還真能把它從「水」給揍成「蜂蜜」呢。比如,常見的非牛頓流體就有摻了水的澱粉,相信咱們中國人做餃子和面都有過切身感受,非牛頓流體到底是個什麼感覺呢?
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    ,為了加以區別,這類流體被我們稱之為「非牛頓流體」。如何用Abaqus模擬非牛頓流體?Abaqus自6.9版加入了非牛頓流體的模擬功能,用戶可以在Abaqus/CFD模型中執行一個包含非牛頓流體的流體動力學分析,也可以在Abaqus/Explicit模型中使用非牛頓流體,比如CEL或SPH分析。
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