Капитана Америки щит известен тем, что поглощает огромное количество кинетической энергии, от артиллерийского снаряда до удара Халка, сохраняя Кэпа не только в безопасности, но и на ногах. Что тут происходит?
Трудно объяснить, как работает щит, отчасти потому, что он ведет себя по-разному в разных обстоятельствах. Иногда щит бросается и врезается в стену; но иногда он отскакивает от стен, дико рикошетируя. Иногда кажется, что щит легко поглощает огромную силу; но иногда он поврежден атаками самых сильных противников Кэпа.
Однако с научной точки зрения важно помнить, что мы говорим о первом законе термодинамики, говорит Сувен Матхаудху , руководитель программы в отделе материаловедения Исследовательского управления армии США, адъюнкт-профессор материаловедения в Университете штата Северная Каролина и заядлый фанат комиксов. Энергия сохраняется. Он не исчезает, он просто меняет форму.
Когда огромная энергия, такая как удар от Молот Тора , ударяет по щиту Кэпа, эта энергия должна куда-то уходить.
Обычно эту энергию необходимо либо накапливать, либо преобразовывать в тепло или звук. Но читатели комиксов и кинозрители знают, что щит Кэпа обычно не излучает волны тепла или ревущие крики (эта ударная волна от молота Тора Мстители фильм несмотря на).
Это отсутствие тепла и звука означает, что энергия должна каким-то образом поглощаться; атомные связи в щите, который сделан из вибраниум - должны уметь хранить эту энергию в той или иной форме, - говорит Матхаудху.
Например, в комиксах авторитет не меньше, чем Молекула Человека намекает на то, что что-то в молекулярной структуре щита самое странное из всех. Основываясь на своих наблюдениях, Матхаудху отмечает, что щит, по сути, действует как батарея. (В конце концов, источник элементальной силы, который Тони Старк обнаруживает в Железный Человек 2 это также вибраниум .)
Но щит также может функционировать как конденсатор , способный очень быстро обрабатывать большое количество энергии. (Излишне упрощенное объяснение: конденсаторы, такие как вспышка на вашем смартфоне, быстро поглощают и высвобождают энергию; батареи, например, батарейки, поглощают и выделяют энергию с контролируемой скоростью.)
Это означает, что щит Кэпа - это суперконденсатор (возможно, атомы вибраниума собираются подобно графену?), способные функционировать как гибрид батареи и конденсатора.
Но как щит высвобождает всю накопленную энергию?
По словам Матхаудху, если энергия хранится в связях между атомами щита, это может объяснить изменчивость физических характеристик щита.
Лига Справедливости от статического электричества без ограничений
Например, может быть, его суперконденсаторная природа объясняет, откуда щит получает энергию, необходимую для рикошета от нескольких поверхностей, прежде чем вернуться в руку Кэпа (как это часто бывает в комиксах) - или как щит способен высвободить достаточную силу. одним ударом, чтобы разрезать сверхсильную бионическую руку Зимнего солдата (как видно из последнего фильма про капитана Америку).
Отчасти это, конечно, сила Кэпа, но, похоже, сам щит играет роль.
Могут ли крошечные атомы действительно содержать такую энергию? Важно помнить, как много энергия заключена в атомных связях: и атомная бомба, и обычные ядерные энергетические установки питаются за счет расщепления атомов. [ Примечание: Комментатор Сент-Крис обнаружил здесь ошибку - я объединил атомные связи с ядерными. Очень разные. Его комментарий здесь .]
И все мы знакомы с реальными примерами технологий, преобразующих кинетическую энергию в накопленную энергию, такими как маховик и генератор, которые используют трение от нажатия на тормоза в Prius для зарядки аккумуляторов автомобиля.
Как это часто бывает в комиксах, здесь есть крупица научной истины - щит Кэпа просто делает еще один шаг вперед.
Эта статья изначально была опубликована на сайте NC State University Аннотация под именем Почему щит Капитана Америки - это, по сути, звездно-звездный суперконденсатор и перепубликуется с разрешения .
- Вот как выглядит наука в штате Северная Каролина: Энн Росс
- Так выглядит наука в штате Северная Каролина: Дорин Маквей
- Так выглядит наука в штате Северная Каролина: Линси Ромо
Вы следите за Мэри Сью на Твиттер , Facebook , Tumblr , Pinterest , & Google + ?
