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液晶运动灯的工作原理

  自20世纪60年代首次亮相以来,液体运动灯已成为世界各地大学宿舍和青少年卧室的熟悉设施。在美国和许多其他国家,新奇设备已经在流行文化中完全根深蒂固。即使经过这么多年,人们仍在购买运动灯,主要制造商现在提供基本设计的数百种变化!

  在本文中,我们将看看这些流行的设备,以确切了解内部发生了什么,以产生这样一个迷人的显示器。我们还将探讨液体运动灯背后的一些历史,甚至可以让您开始制作自己的基本灯。下次你看到一个运动灯时,你肯定会感到精神恍惚,因为你会知道工作中令人惊奇的过程。

  为了产生漂浮的斑点,运动灯中的两种化合物必须是不混溶的或相互不溶的。所有这些意味着液体A不会溶解在液体B中 - 两者不会混合,因此您会看到两种不同的液体,一种漂浮在另一种上面或内部。

  不混溶化合物的典型例子是油和水。如果你用普通的矿物油和水填充罐子,你会得到一层水层,上面浮着一层油。罐子里的这种水和油的组合具有与商业运动灯相似的外观,其灯关闭; 在冷灯中你会看到两个独立的层。

  当然,关于运动灯的最酷的事情是它们会产生明显的无定形斑点,这些斑点在灯泡的“地球仪”中自行升起和落下。要产生这种效果,您需要非常小心地挑选两种不溶性化合物。在我们的油水罐中,水最终落在底部,因为它的密度远高于油。简而言之,具有更高密度的液体向上推动较低密度的液体(有关更多信息,请查看氦气球如何工作)。

  为了获得漂浮的斑点,你需要两种密度非常相似的物质,这样斑点就可以在上升和下沉之间轻松切换。然后你需要能够改变其中一种化合物的密度,以便有时它比其他化合物更轻(因此漂浮到顶部),有时它更重(因此它会沉到底部)。我们将在下一节中介绍如何执行此操作。

  改变化合物密度的最常用方法是改变温度。加热化合物会激活分子,使它们分散,使化合物密度降低。如果您已阅读温度计的工作原理,您就会知道加热水会使其膨胀很多。再次冷却化合物会增加密度。

  如果你在关闭时看到一个运动灯,你会在地球的底部找到一个坚固的蜡状化合物。该固体化合物仅比周围的液体化合物稍微密集。当你打开地球底部的灯光时,会发生以下情况:

  固体迅速变成液体并膨胀,使其密度低于周围液体。

  现在,温暖的斑点比周围的液体稍微密集,因此它会升到地球的顶部。

  因为它离热源更远,所以斑点稍微冷却,变得比周围的液体更致密(然而它不会冷却到足以变回固体)。

  斑点沉入地球的底部,在那里它会升温到足以再次上升。

  这是一个非常简单的想法,但实际上要平衡所有元素 - 化合物,热源和地球的大小 - 实际上相当复杂,以便斑点不断移动。事实上,生产商用运动灯的公司非常密切地保护其配料,而运动灯爱好者很难再现您在商业模型中看到的显示器。

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