Teorin? med?iaga apie magnetin? levitacij?. Magnetin? levitacija - kas tai ir kaip ?manoma

?odis „levitacija“ kil?s i? angli?ko „levitacijos“ - pakyla, kyla ? or?. T. y., Levitacija yra ?veikiantis gravitacijos objektas, kai jis kyla ir nesijaudina palaikymo, neprad?damas i? oro, nenaudojant reaktyviosios sukibimo. Fizikos po?i?riu levitacija yra stabili objekto pad?tis gravitaciniame lauke, kai kompensuojama sunkumas, ir yra gr??inimo j?ga, u?tikrinanti objekto stabilum? erdv?je.

Vis? pirma, magnetin? levitacija yra objekto k?limo technologija naudojant naudojant Magnetinis laukas Kai magnetinis poveikis objektui naudojamas kompensuoti laisvojo kritimo ar kit? pagrei?i? pagreit?. Tai yra apie magnetin? levitacij?, kad ji bus aptarta ?iame straipsnyje.

Magnetinis objekto sulaikymas stabilios pusiausvyros b?senoje gali b?ti realizuotas keliais b?dais. Kiekvienas i? b?d? turi savo savybes, ir kiekvienas gali b?ti pateiktas skunde, pavyzd?iui, „tai n?ra tikras levitacija!“, Tod?l taip bus. Tikroji levitacija gryna forma yra nepasiekiama.

Taigi, „Irnshaw“ teorema ?rodo, kad naudojant tik feromagnetik?, ne?manoma stabiliai laikyti objekto gravitaciniame lauke. Nepaisant to, pasitelkiant servomechanizmus, diamagnetus, superlaidininkus ir s?kurio sroves, galima pasiekti levitacijos pana?um?, kai kai kurie mechanizmai padeda objektui i?laikyti pusiausvyr?, kai jis i?kyla vir? magnetin?s j?gos palaikymo. Ta?iau viskas yra tvarkinga.

Elektromagnetin? levitacija su steb?jimo sistema

Taikant schem?, remiantis elektromagneto ir fotochelio pagrindu, galima priversti levito ma?us metalinius objektus. Daiktas garsinama ore tam tikru atstumu nuo elektromagneto, pritvirtinto ant stovo. Elektromagnetas gauna gali?, kol fotoelementas, pritvirtintas prie stovo, yra spar?iai populiar?jan?io objekto atspalvis, o ?viesa patenka ? j? i? nejudan?iai fiksuoto valdymo ?altinio, tai rei?kia, kad objekt? reikia pritraukti.

Kai objektas yra gana pakeltas, elektromagnetas i?jungtas, nes ?iuo metu erdv?je judantis ?e??lis, judantis erdv?je, patenka ? fotoelement?, blokuodamas ?altinio ?vies?. Objektas pradeda kristi, ta?iau neturi laiko kristi, nes elektromagnetas v?l ?sijung?. Taigi, pakoregav? nuotraukos jautrum?, galite pasiekti efekt?, kai objektas, atrodo, pakabins vienoje oro vietoje.

Ties? sakant, objektas nuolat krinta, tada v?l ?iek tiek pakyla elektromagnetinis. Pasirodo, levitacijos iliuzija. Remiantis ?iuo principu, „levitacini? gaubli?“ darbas yra pagr?stas - gana ne?prastais suvenyrais, kur prie pasaulio pritvirtinta magnetin? plok?t?, su kuria stende pasl?ptas elektromagnetas s?veikauja.

Grafito juosta i? paprasto pie?tuko yra diamagnetas, tai yra, med?iaga, ?magnetinama prie? i?orin? magnetin? lauk?. ? tam tikros s?lygos Magnetinis laukas yra visi?kai i?stumtas i? diamagnetikos med?iagos, pavyzd?iui, grafito juosta turi didel? magnetin? jautrum? ir pradeda garuoti vir? neodimio magnet? net tada kambario temperat?ra.

Siekiant magneto efekto stabilumo, jis tur?t? b?ti surinktas ? ?a?ki? lentos model? (magnet? stulp?), tada grafito strypas neslyst? nuo „magnetini? sp?st?“ ir bus renkamas.

Tarp „Vismuth“ plok?teli? gali pakabinti tik 1 t indukcija, o magnetiniame lauke, kurio indukcija yra 11 t, galima stabilizuoti ma?o neodimio magneto tarp pir?t? „levitacij?“, nes tarp pir?t? galima stabilizuoti ma?o neodimio magneto „levitacij?“, nes t. ?mogaus rankos yra diamagnetas, pavyzd?iui, vanduo.

?inoma gana pla?iai paplitusi patirtis su levituojan?ia varle. Gyv?nas yra tvarkingai dedamas vir? magneto, kuris sukuria daugiau nei 16 t ir varli? magnetin? indukcij?, parodan?i? diamagnetines savybes, i? tikr?j? u???la ore nedideliu atstumu nuo magneto.

Oksido plok?tel? au?inama iki skysto azoto temperat?ros. ?iomis s?lygomis plok?tel?. Jei dabar pad?kite neodimio magnet? ant stendo vir? plok?t?s, o tada i?traukite stov? i? po magneto, tada magnetas pakabins ore - jis bus renkamas.

Magnetui u?tenka net nedidelio ma?daug 1 MTL magnetin?s indukcijos, esan?ios ant plok?tel?s, pakelta per at?aldyt? auk?t? keli? milimetr? superkonduktori?. Kuo didesn? magneto indukcija, tuo didesnis jis pakils.

Faktas yra tas, kad viena i? superlaidininko savybi? yra stumti magnetin? lauk? i? superlaid?ios faz?s, o magnetas, pradedant nuo ?io magnetinio lauko prie?ingos krypties, tarsi pavir?ius ir toliau garuoja per at?aldyt? superlaidinink?, kol jis iki jo iki jo I?eina i? superlaid?ios b?senos.

Vortos srov?s (Foucault srov?s), apvyniotos kintan?iais magnetiniais laukais masiniuose laidininkuose, taip pat gali laikyti objektus levitacin?je b?senoje. Pvz., Kintama srov? gali levituoti per u?dar? aliuminio ?ied?, o aliuminio diskas garuos vir? kintamos srov?s rit?s.

Paai?kinimas yra toks: pagal Lenzo d?sn?, kuris yra indukuojamas diske arba ?iede, srov? sukurs tok? magnetin? lauk?, kad jo kryptis trukdys jo prie?astis, tai yra kiekviename virpesi? periode Kintama srov? Induktoriuje, masiniame laidininke, bus sukeltas prie?ingos krypties magnetinis laukas. Taigi masinis tinkamos formos laidininkas ar rit? gal?s vis? laik? levituoti, kol ?jungta kintama srov?.

Pana?us sulaikymo mechanizmas pasirei?kia, kai jis j? numeta ? vid? Vario vamzdis- Sukelt? s?kuri? srovi? magnetinis laukas yra nukreiptas prie?ais magneto magnetin? lauk?.

Andrey yra viskas

Ties? sakant?
Kai kurie dalykai, nes gele?iniai nagai yra ?inomi d?l savo magnetini? savybi?, ta?iau kod?l varl?s tur?t? kilti magnetiniame lauke? Triukas yra gauti stipr? magnetin? lauk?. „Varl?s levitui“ pagaminti negalite naudoti jokio seno ferito magneto.

Varl?s, kaip ir viskas, kas aplink ir m?s? viduje, sudaro milijonai ir milijardai atom?. Kiekviename i? ?i? atom? yra elektron?, esan?i? aplink centrin? branduol?, ta?iau kai atomai yra magnetiniame lauke, elektronai ?iek tiek perkelia j? orbit?. ?ie poslinkiai suteikia atomus savo magnetin? lauk?, nes kai varl? dedama ? labai stipr? magnetin? lauk?, j? i? esm?s sudaro daugyb? ma?? magnet?. Ir tai neturi nieko ypatingo varl?ms. Visos med?iagos, ?skaitant bra?kes, vanden? ir auks?, tam tikru mastu yra „diamagnai“, ta?iau kai kurios i? j? yra patogesn?s levitacijai nei kiti.

Varl?s yra patogios ne tik tod?l, kad k?ne yra didelis vandens kiekis, o tai yra gera diamagnetin? med?iaga, bet ir tod?l, kad jos lengvai dedamos ? vamzdinio elektromagneto vid?. Elektromagnetai sunaudoja daugiau elektros srov?s ?tampos, kad sukurt? ypa? stipr? magnetin? lauk?, kuris taip ?magnetina varl?, ?magnetinim? prie?inga kryptimi, palyginti su taikomu lauku. Tai rei?kia, kad ?magnetinta varl? yra i?stumta i? auk?to magnetinio lauko srities ir kyla.

Patik?k savo akimis:
Ma?a varl? (gyva!) Ir vandens rutulys yra pritaikytas ?32 mm vertikaliame kartaus solenoido kanale, esan?iame magnetiniame lauke apie 16 Tesla, esan?io auk??iausiame lauko laboratorijos Neimigeno laboratorijoje.
Auk?tos magneto superlaidininko, esan?io auk??iau esan?io auk??iau esan?io auk??iau esan?io skysto azoto r?ko, vaizdas sunkiai gali nustebinti ?iomis dienomis - tai tapo ?inoma, kad superlaidininkas yra ideal?s diamagnetai, o magnetinis laukas tur?t? juos i?si?sti. Kita vertus, ?terptos vandens ir ?al?io, esan?ios magneto viduje, nuotraukos (ne laive erdv?laivis), ?iek tiek nelogi?ka ir galb?t nustebins daugyb? ?moni? (net fizik?). Tai yra pirmasis gyv? organizm? magnetinio levitacijos steb?jimas, taip pat pirmosios diamagnetik? ? levit? paveiksl?liai esant normaliai, kambario temperat?rai aplinka(Jei neatsi?velgiate ? Muhammado karsto skryd?io istorij? kaip tokius ?rodymus, ?inoma). Ties? sakant, kiekviena med?iaga gali b?ti pla?iai naudojama, o visi gyvi daiktai ?em?je visada yra molekulinio magnetizmo. Molekulinis magnetizmas yra labai silpnas (milijonai kart? silpnesnis u? feromagnetizm?) ir paprastai nepasteb?tas kasdienis gyvenimas Taigi, sukuriant klaiding? ?sp?d?, kad aplink mus esan?ios med?iagos daugiausia yra nemagnetin?s. Bet jie visi yra magnetiniai. Paprasta, kad magnetiniai laukai, reikalingi visoms ?ioms „nemagnetin?ms“ med?iagoms panaikinti, tur?t? b?ti ma?daug 100 kart? daugiau nei, tarkime, superlaid?i? atveju.

Ar objektas magnetiniame lauke B bus ar neliestas, yra nustatomas pagal pusiausvyr? tarp magnetin?s j?gos f = m ? b ir mg = rV g sunkumo, kur r -yra med?iaga, v -prailginimas ir g = 9,8 / s 2. Magnetinis momentas M = (ch / m 0) V.B. , taigi f = (ch / m 0) B.V. ? B = (ch / 2m 0) ? B 2. Taigi vertikalus lauko ? B 2, reikalingo levitacijai reikalingas, gradientas tur?t? b?ti didesnis nei 2m 0 r g / ch. Molekulinis ch jautrumas paprastai yra 10–5 diamagnetams ir 10–3 paramagnetikams ir, kadangi r da?niausiai keli g / cm 3, j? magnetinei levitacijai reikia atitinkamai ~ 1000 ir 10 t 2 / m lauko gradient?. Laikydami L = 10 cm kaip tipi?k? stipriojo magnet? lauko ir ? B 2 ~ B 2 / L dyd? kaip vertinim?, mes nustatome, kad 1 ir 10T eil?s laukai pakanka, kad b?t? sukurta para ir diamagnetin? levitacija. ?is rezultatas netur?t? b?ti staigmena, nes, kaip mes ?inome, ma?esni nei 0,1T magnetiniai laukai gali levituoti superlaidinink? (ch = -1), o auk??iau pateikt? formuli? magnetin? j?ga padid?ja B 2.

Mokslin?je fantastikoje galios laukai atlieka kit? funkcij?, i?skyrus tai, kad atspindi streikus i? radiacijos ginkl?, b?tent, jie tarnauja kaip atrama, leid?ianti ?veikti traukos gali?. Filme „Atgal ? ateit?“ Michaelas Foxas va?iuoja ant „Hoverboard“ arba „Skylan?ios lentos“; ?is dalykas viskuo primena ?prast? riedlent?, o tik „va?iuoja“ oru, vir? ?em?s pavir?iaus. Fiziniai ?statymai„Tie, kuriuos ?iandien ?inome, neleid?ia realizuoti tokio pana?aus anti -gravitacijos ?renginio (kaip pamatysime 10 skyriuje). Bet ateityje galite ?sivaizduoti, kad bus sukurta kiti prietaisai - spar?iai did?jan?ios lentos ir spar?iai did?jantys automobiliai ant magnetin?s pagalv?s; ?ios ma?inos leis mums lengvai pakelti ir laikyti didelius daiktus pagal svor?. Ateityje, jei „superlaidumas kambario temperat?roje“ taps ?perkama tikrov?, asmuo gal?s pakelti objektus ? or?, naudodamas magnetini? lauk? galimybes.

Jei ? kit? magneto ?iaurin? stulp? atne?ime ?iaurin? nuolatinio magneto ?iaurin? stulp?, magnetai bus atstumiami vienas nuo kito. (Jei pasuksime vien? i? magnet? ir nune?tume j? ? pietin? stulp? ? kito ?iaurin? stulp?, bus pritraukti du magnetai.) Tas pats principas - tai, kad to paties magnet? polikai gali b?ti taisomi - Gali b?ti naudojamas pakilti i? ?em?s su did?iuliais svoriais. Jau keliose ?alyse statoma techni?kai pa?angi? traukini? statyba ant magnetin?s pakabos. Tokie traukiniai ne?ami ne keliais, o vir? j? ma?iausiai atstumu; Ant svorio juos laiko paprasti magnetai. Atrodo, kad traukiniai i?auga ore ir, nes d?l nulin?s trinties gali atsirasti rekordinio grei?io.

Pirmasis pasaulyje komercin? automatija Transporto sistema Magnetin?je pakaboje ji buvo prad?ta 1984 m. Britanijos mieste Birmingeme. Ji sujung? terminal? Tarptautinis oro uostas Ir netoliese esanti gele?inkelio stotis. Magnetin?s pakabos traukiniai taip pat veikia Vokietijoje, Japonijoje ir Kor?joje, nors dauguma j? n?ra skirti dideliam grei?iui. Pirmasis auk?to grei?io komercinis traukinys ant magnetin?s pakabos prad?jo vaik??ioti po ?anchajaus greitkelio atkarp?; ?is traukinys juda greitkeliu grei?iu iki 431 km/h. Japoni?kas traukinys ant magnetin?s pakabos „Yamanasi“ prefekt?roje, pagreitintas iki 581 km/h grei?io - tai yra, jis jud?jo daug grei?iau nei ?prasti ratai.

Ta?iau magnetin?s pakabos ?renginiai yra labai brang?s. Vienas i? b?d? padidinti j? veiksmingum? yra superlaidinink? naudojimas, kuris, au?indamas iki artimo temperat?ros iki absoliu?iai nulio, visi?kai praranda elektrin? atsparum?. Superlaidumo rei?kin? 1911 m. Atrado ?ygis Camerling-Onnes. Jos esm? buvo ta Absoliutus nulis) Praraskite vis? elektros atsparum?. Paprastai, kai metalas v?sta, jo elektrinis atsparumas pama?u ma??ja. Faktas yra tas, kad atsitiktiniai atom? svyravimai trukdo laidininkui nukreipti elektron? jud?jim?. Ma??jant temperat?rai, atsitiktini? virpesi? apimtis ma??ja, o elektra patiria ma?iau atsparumo.) Ta?iau, kai nustebimas, sukelian?ios-onnes nustat?, kad kai kuri? med?iag? atsparumas tam tikroje kritin?je temperat?roje smarkiai suma??ja iki nulio.

Fizikai i?kart suprato rezultato svarb?. Perduodant didelius atstumus elektros linijose, prarandama nema?ai elektros energijos. Bet jei pasiprie?inimas b?t? pa?alintas, elektra gali b?ti perkelta ? bet kuri? viet? beveik u? niek?. Apskritai, susijaudin?s u?dara grandin? Elektros srov? gal?t? cirkuliuoti joje neprarandant energijos milijonams met?. Be to, i? ?i? nepaprast? srovi? b?t? lengva sukurti ne?tik?tinos galios magnetus. Ir tur?dami tokius magnetas, galima lengvai pakelti did?iul? apkrov?.

Nepaisant stebukling? superlaidinink? galimybi?, jomis naudotis labai sunku. Dideli? magnet? laikyti rezervuaruose su ypa? ?altais skys?iais yra labai brangu. Norint i?saugoti ?altus skys?ius, reik?s mil?ini?k? ?alt? gamykl?, kurios padidins superlaid?i? magnet? kain? ? auk?t? dangaus auk?t? ir j? naudojim? bus naudojamas nepelningas.

Bet vien? kart? fizikai gali sukurti med?iag?, kuri i?laikys superlaid?i? savybes net kaitindami iki kambario temperat?ros. Superlaidumas kambario temperat?roje yra „?ventasis Gralis“ patvirtinimo fizik?. Toki? med?iag? gavimas grei?iausiai bus antrosios pramon?s revoliucijos prad?ia. Galingi magnetiniai laukai, galintys laikyti automobilius ir traukinius i? svorio, taps tokie pig?s, kad net „planuoti automobilius“ gali b?ti ekonomi?kai pelningi. Gali b?ti, kad i?radus superlaidininkus, kurie i?laiko savo savybes kambario temperat?roje, fantasti?kos skraidymo ma?inos, kurias matome filmuose „Atgal ? ateit?“, „Speciali nuomon?“ ir “. ?vaig?d?i? karai", Taps realybe.

I? esm?s yra gana stabilus, kad ?mogus gal?s d?v?ti special? dir?? i? superlaid?i? magnet?, o tai leis jam laisvai levituoti vir? ?em?s. Tokiu dir?u galima skristi per or?, kaip supermenas. Apskritai, kambario temperat?ros rei?kinys yra toks nuostabus, kad toki? superlaid?i? i?radimas ir naudojimas apra?ytas daugelyje mokslin?s fantastikos roman? (pvz., Roveli? serij? apie pasaul?, kur? 1970 m. Suk?r? Larry Niven).

De?imtme?ius fizikai nes?kmingai ie?kojo med?iag?, kuri? kambario temperat?roje b?t? superlaidumas. Tai buvo nuobodus nuobodus procesas - jie ie?kojo bandym? ir klaid?, patyr? vien? med?iag? po kitos. Bet 1986 m. Jis buvo atidarytas Nauja klas? Med?iagos, vadinamos „auk?ta temperat?ra superlaidininkais“; ?ios med?iagos ?gijo superlaidum? esant ma?daug 90 ° auk??iau nei absoliu?iai nuliui, arba 90 K. ?is atradimas tapo tikru poj??iu fizikos pasaulyje. Atrod?, kad vart? vartai atrod? atsidar?. M?nesio po m?nesio fizikai var??si tarpusavyje, bandydami nustatyti nauj? superlaidumo rekord?. Jau kur? laik? net atrod?, kad superlaidumas kambario temperat?roje ruo??si palikti mokslo ir gro?in?s literat?ros roman? puslapius ir taps realybe. Ta?iau po keleri? met? greito tyrim? vystymosi auk?tos temperat?ros superlaid?i? srityje jie prad?jo sul?tinti.

?iuo metu pasaulinis auk?tos temperat?ros superlaid?i? rekordas priklauso med?iagai, tai yra sud?tingas vario oksidas, kalcis, bario, talia ir gyvsidabris, kuris tampa superlaidu 138 K (-135 ° C). Tai santykinai Auk?ta temperat?ra Vis dar labai toli nuo kambario. Bet tai yra gera linija. Azotas tampa skystas esant 77 k temperat?rai, o Skystas azotas Tai kainuoja ma?daug taip pat, kaip ir ?prastas pienas. Tod?l, nor?dami atv?sinti auk?t? superlaid?i? temperat?r?, galite naudoti paprast? skyst? azot?, tai yra nebrangu. (?inoma, superlaidininkams, kurie taip i?lieka kambario temperat?roje, visai nereik?s v?sinti.)

Kitas kitas. ?iuo metu n?ra teorijos, kuri paai?kint? auk?tos temperat?ros superlaid?i? savybes. Be to, verslumo fizikas, kuris gal?s paai?kinti, kaip jie dirba Nobelio premija. (Gerai ?inomuose auk?to lygio superlaidininkuose atomai yra suskirstyti ? ai?kiai i?reik?tus sluoksnius. Daugelis fizik? teigia, kad tai yra sluoksni? sluoksnis keramin? med?iaga Leid?ia elektronams laisvai jud?ti kiekvieno sluoksnio viduje, taip sukuriant superlaidum?. Bet kaip tiksliai ir kod?l tai vyksta - vis dar m?sl?.)

Tai, kad tr?ksta ?ini?, priver?ia fizikus ie?koti nauj? auk?tos temperat?ros superlaidinink? senamadi?ku b?du, bandymo ir klaid? metodu. Tai rei?kia, kad gars?j? superlaidum? kambario temperat?roje galima rasti bet kuriuo metu, per metus ar niekada. Niekas ne?ino, kada bus rasta toki? savybi? med?iaga ir ar ji i?vis bus rasta.

Bet jei superlaidininkai kambario temperat?roje yra atidaryti, j? atidarymas grei?iausiai sukels did?iul? nauj? i?radim? ir komercini? program? bang?. Magnetiniai laukai gali tapti ?prasti, milijon? kart? stipresni u? ?em?s magnetin? lauk? (kuris yra 0,5 g).

Viena i? vis? superlaidinink? b?ding? savybi? vadinamas Meisnerio efektu. Jei u?d?site magnet? vir? superlaidininko, magnetas pakabins ore, tarsi palaikyt? tam tikra nematoma j?ga. [Meyser poveikio prie?astis yra ta, kad magnetas turi galimyb? sukurti savo „veidrod?io atspind?“ superlaidininko viduje, kad tikrasis magnetas ir jo atspindys prad?t? atsitraukti vienas nuo kito. Kitas vizualinis ?io efekto paai?kinimas yra tas, kad superlaidininkas yra nepa?eid?iamas magnetiniam laukui. Atrodo, kad jis stumia magnetin? lauk?. Tod?l, jei dedate magnet? vir? superlaidininko, i?kreiptos magneto elektros linijos, kai lie?iant superlaidinink?, i?kreipiami superlaidininku. ?ios elektros linijos pastums magnet? ? vir??, priversdamos j? ? levit?.)

Jei ?monija gauna galimyb? naudoti Meisnerio poveik?, tada galite ?sivaizduoti ateities greitkel? su tokios specialios keramikos padengimu. Tada, padedami magnet?, pastatyt? ant dir?o ar automobilio dugno, mes galime stebuklingai pakilti per keli? ir skub?ti ? kelion?s tiksl? be jokios trinties ar neprarandant energijos.

„Meisner“ efektas veikia tik su magnetin?mis med?iagomis, tokiomis kaip metalai, ta?iau j?s galite naudoti superlaid?ius magnetus, kad levitacijos b?t? levitacijos nevnetin?s med?iagos, vadinamos paramagnetikais ar diamagnetais. ?ios med?iagos neturi magnetini? savybi?; Jie juos ?gyja tik esant i?oriniam magnetiniam laukui ir ?takoje. Paramagnetik? traukia i?orinis magnetas, diamagnetai atstumiami.

Pavyzd?iui, vanduo yra diamagne. Kadangi visi gyvi b?tyb?s susideda i? vandens, jie taip pat gali levit?, esant galingam magnetiniam laukui. Lauke, kuriame magnetin? indukcija yra ma?daug 15 ton? (30 000 kart? galingesn? nei ?em?s magnetinis laukas), mokslininkai jau buvo priversti priversti ma?us gyv?nus, tokius kaip varl?s. Bet jei superlaidumas kambario temperat?roje taps realybe, bus ?manoma pakelti didelius nemagnetinius objektus ? or?, naudojant j? diamagnetines savybes.

Apibendrinant, mes pa?ymime, kad galios laukai tokioje formoje, kurioje paprastai juos apib?dina fantastin? literat?ra, neatitinka keturi? pagrindini? s?veik? m?s? visatoje apra?ymo. Ta?iau galima manyti, kad asmuo gal?s imituoti daugyb? ?i? i?rast? lauk? savybi?, naudodamas daugialypius skydelius, ?skaitant plazmos langus, lazerines u?uolaidas, anglies nanovamzdelius ir med?iagas, turin?ias kintam? skaidrum?. Bet i? tikr?j? toks skydas gali b?ti pl?tojamas tik po keli? de?imtme?i? ar net per ?imtmet?. Ir jei aptiktas superlaidumas kambario temperat?roje, ?monija tur?s galimyb? naudoti galingus magnetinius laukus; Galb?t su j? pagalba bus ?manoma pakelti automobilius ir traukinius ? or?, kaip matome fantasti?kuose filmuose.

Atsi?velgdamas ? visa tai, energijos laukus priskiriu 1 -os klas?s ne?manomumo klasei, tai yra, a? juos apibr??iau kaip ka?kok? ne?manom? ?i? dien? technologijoms, ta?iau ?gyvendinau modifikuot? form? per kit? ?imtmet? ar apie tai.

/ 13
Blogiausia Geriausia

Pirmoji pasaulyje komercin? automatizuota transporto sistema ant magnetin?s pakabos buvo ?steigta 1984 m. Britanijos mieste Birmingeme. Ji sujung? netoliese esan?i? Tarptautinio oro uosto ir gele?inkelio stoties terminal?. Magnetin?s pakabos traukiniai taip pat veikia Vokietijoje, Japonijoje ir Kor?joje, nors dauguma j? n?ra skirti dideliam grei?iui. Pirmasis auk?to grei?io komercinis traukinys ant magnetin?s pakabos prad?jo vaik??ioti po ?anchajaus greitkelio atkarp?; ?is traukinys juda greitkeliu grei?iu iki 431 km/h. Japoni?kas traukinys ant magnetin?s pakabos „Yamanasi“ prefekt?roje, pagreitintas iki 581 km/h grei?io - tai yra, jis jud?jo daug grei?iau nei ?prasti ratai.

Ta?iau magnetin?s pakabos ?renginiai yra labai brang?s. Vienas i? b?d? padidinti j? veiksmingum? yra superlaidinink? naudojimas, kuris, au?indamas iki artimo temperat?ros iki absoliu?iai nulio, visi?kai praranda elektrin? atsparum?. Superlaidumo rei?kinys buvo rastas 1911 m. ?ygio „Chambers-Onnes“. Jos esm? buvo ta, kad kai kurios med?iagos, au?inan?ios iki temperat?ros ?emiau 20 K (20 ° vir? absoliutaus nulio), praranda vis? elektros atsparum?. Paprastai, kai metalas v?sta, jo elektrinis atsparumas pama?u ma??ja. (Faktas yra tas, kad atsitiktiniai atom? svyravimai laidininko metu nustat? nukreipt? elektron? jud?jim? ? laidinink? - karin?s ?lov?s miesto monet? rinkin?. Ma??jant temperat?rai, ma??ja atsitiktini? virpesi? apimtis, o elektros patirtis ma?iau atsparumo. .) Ta?iau „Owl“ kamera, nor?dama nustebinti, nustat?, kad kai kuri? med?iag? atsparumas tam tikroje kritin?je temperat?roje smarkiai suma??ja iki nulio.

Fizikai i?kart suprato rezultato svarb?. Perduodant didelius atstumus elektros linijose, prarandama nema?ai elektros energijos. Bet jei pasiprie?inimas b?t? pa?alintas, elektra gali b?ti perkelta ? bet kuri? viet? beveik u? niek?. Apskritai, u?daroje grandin?je susijaudinusi elektros srov? gali cirkuliuoti joje neprarandant energijos milijonams met?. Be to, i? ?i? nepaprast? srovi? b?t? lengva sukurti ne?tik?tinos galios magnetus. Ir tur?dami tokius magnetas, galima lengvai pakelti did?iul? apkrov?.

I? esm?s gana ?sivaizduojama, kad ?mogus gal?s d?v?ti special? dir?? i? superlaid?i? magnet?, kurie leis jam laisvai gul?ti vir? ?em?s. Tokiu dir?u galima skristi per or?, kaip supermenas. Apskritai, superlaidumas kambario temperat?roje yra toks nuostabus, kad toki? superlaidinink? i?radimas ir naudojimas apra?ytas daugelyje mokslini? ir fantasti?k? roman?.

De?imtme?ius fizikai nes?kmingai ie?kojo med?iag?, kuri? kambario temperat?roje b?t? superlaidumas. Tai buvo nuobodus nuobodus procesas - jie ie?kojo bandym? ir klaid?, patyr? vien? med?iag? po kitos. Ta?iau 1986 m. Buvo atidaryta nauja med?iag? klas?, vadinama „auk?tosios temperat?ros superlaidininkais“; ?ios med?iagos ?gijo superlaidum? esant ma?daug 90 ° auk??iau nei absoliu?iai nuliui, arba 90 K. ?is atradimas tapo tikru poj??iu fizikos pasaulyje. Atrod?, kad vart? vartai atrod? atsidar?. M?nesio po m?nesio fizikai var??si tarpusavyje, bandydami nustatyti nauj? superlaidumo rekord?. Jau kur? laik? net atrod?, kad superlaidumas kambario temperat?roje ruo??si palikti mokslo ir gro?in?s literat?ros roman? puslapius ir taps realybe. Ta?iau po keleri? met? greito tyrim? vystymosi auk?tos temperat?ros superlaid?i? srityje jie prad?jo sul?tinti.

?iuo metu pasaulinis auk?tos temperat?ros superlaid?i? rekordas priklauso med?iagai, tai yra sud?tingas vario oksidas, kalcis, bario, talia ir gyvsidabris, kuris tampa superlaidu 138 K (-135 ° C). ?i santykinai auk?ta temperat?ra vis dar yra labai toli nuo kambario. Bet tai yra svarbi linija. Azotas tampa skystas 77 K temperat?roje, o skystas azotas kainuoja ma?daug taip pat, kaip ir ?prastas pienas. Tod?l, nor?dami atv?sinti auk?t? superlaid?i? temperat?r?, galite naudoti paprast? skyst? azot?, tai yra nebrangu. (?inoma, superlaidininkams, kurie taip i?lieka kambario temperat?roje, visai nereik?s v?sinti.)

Kitas kitas. ?iuo metu n?ra teorijos, kuri paai?kint? auk?tos temperat?ros superlaid?i? savybes. Be to, verslumo fizikas, kuris gal?s paai?kinti, kaip jie dirba, laukia Nobelio premijos. (Gerai ?inomuose auk?to lygio superlaidininkuose atomai yra suskirstyti ? ai?kiai i?reik?tus sluoksnius. Daugelis fizik? teigia, kad b?tent keramin?s med?iagos sluoksnis leid?ia laisvai jud?ti kiekvieno sluoksnio viduje, taip sukuriant superlaidum?. Bet kaip tiksliai ir ir ir kaip ir ir ir kaip ir ir ir kaip ir ir ir kaip ir ir ir kaip ir, ir kaip ir ir ir kaip ir ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip tiksliai ir ir kaip ir tiksliai ir ir kaip tiksliai ir Kod?l tai vis dar yra paslaptis.)

Tai, kad tr?ksta ?ini?, priver?ia fizikus ie?koti nauj? auk?tos temperat?ros superlaidinink? senamadi?ku b?du, bandymo ir klaid? metodu. Tai rei?kia, kad garsusis superlaidumas kambario temperat?roje gali b?ti atidarytas bet kuriuo metu - rytoj, po met? ar niekada. Niekas ne?ino, kada bus rasta toki? savybi? med?iaga ir ar ji i?vis bus rasta.

Viena i? savybi?, b?ding? visiems superlaidininkams Meissnerio efektas. Jei u?d?site magnet? vir? superlaidininko, magnetas pakabins ore, tarsi palaikyt? tam tikra nematoma j?ga. (MeSer efekto prie?astis yra ta Superlaidininkas yra ne?veikiamas magnetiniam laukui, kaip buvo, magnetinis laukas i?stumiamas, jei pastatysite magnet? vir? superlaidininko, magneto elektros linijos u?darytos su superlaidininku ir magnetas i?liks.

Meissnerio efektas Tai veikia tik su magnetin?mis med?iagomis, tokiomis kaip metalai. Bet j?s galite naudoti superlaid?ius magnetus, kad levituotum?te nemagnetines med?iagas, ?inomas kaip paramagnetika ar diamagnetika. ?ios med?iagos neturi magnetini? savybi?; Jie juos ?gyja tik esant i?oriniam magnetiniam laukui ir ?takoje. Paramagnetik? traukia i?orinis magnetas, diamagnetai atstumiami.

3.4. Magnetostat.

"Magnetostat- ?renginys yra paj?gus

jud?ti magnetiniame lauke

D?l diamagnetinio stumimo

j?gos, veikian?ios visus

Diamagnetika magnetiniuose laukuose "

?vadas. Id?ja naudoti ?em?s magnetin? lauk? kaip palaikym? levitacijai jau yra labai sena. Pana?us prietaisas buvo apra?ytas jo darbuose Jonathan Swift. Ta?iau visi si?lomi juost? ?ra?ymo ?rengini? dizainai, kurie, pasak i?rad?j? id?jos, tur?jo levit? ? Magnetin? ?em?s lauk? d?l Lawrence'o stiprumo, yra labai toli nuo metalo ?sik?nijimo ir turi, kad jie turi ?sik?nijim? ir turi, kad jie b?t? ?sik?nij? ? metal? ir turi, kad jie b?t? ?sik?nij? ? metal? ir turi ?sik?nijim? ? metal? ir turi, kad jie turi metalo ?sik?nijim?. Skai?ius Nei?spr?sti techniniai sunkumai. A? netrukdysiu skaitytojui detal?mis, bet i? karto tai pasakysiu ?is dizainas Magnetostato, kuris bus aptartas antroje straipsnio pus?je, visur yra bet kur ir niekada nebuvo pasi?lytas. Nors jo modelis, skirtingai nei juosta ?vair?s dizainai. Visi gali rinkti ir patirti visus.

I? dalies i?orinio magnetinio lauko elektros linijos i? dalies siekia apeiti diamagnet?

Bet tai ry?kiausia superlaidininkuose. Pradinis magnetinis laukas bando u?daryti ir i?stumti ?i? magnetin? anomalij?. Ir kadangi F1> F2 (?r. 3 pav.), Magnetiniam laukui mes gauname archimed? (FA) stiprumo analog?.

Tiek diamagnetai, tiek superlaidininkai yra pakei?iami magnetiniu lauku, kurio intensyvumas yra didesnis magnetiniame lauke, turin?iame ma?iau intensyvumo. Nat?ralu, kad magnetinio lauko intensyvumas magnetosferoje ?alia ?em?s pavir?iaus ir auk??iau yra skirtingas. Tod?l magnetiniame ?em?s lauke visi diamagnetai ir superlaidininkai taip pat veikia i? ?em?s, o jei ?em?s magnetinis laukas b?t? pakankamai stiprus, tada jis b?t? buv?s pasteb?tas „diamagnetinis levitacija“. Pagrindinis klausimas Tai susideda i? to, ar magnetin?s levitacijos j?ga u?tikrins pakankam? k?limo j?g? orlaivio skryd?iui? Matematin? analiz?:
Tarkime, kad diamagnetinio rutulio laukas yra lygus nuliui. Rutulys yra pagamintas i? ?vino ?vino super anku ir at?aldomas iki 4K. Kai perkelkite rutul?, arba, tiksliau, sferas i? teritorijos, turin?ios didel? lauko stiprum? ? plot? su ?emu, mes turime skirtum? energijos b?senose. Tokiu atveju atliekamas darbas. Kuris yra lygus j?gos darbui kelyje, kuris ?iuo atveju yra auk?tis. Taigi, gali? galite rasti kaip magnetin?s energijos diferencial?.
Magnetinio lauko t?rio energija (SI sistemoje iki kubinio matuoklio) apskai?iuojama kaip
Magnetin?s indukcijos kvadratas, padalytas ? 2 ir ant magnetin?s konstantos
(arba kaip ?tempimo kvadratas, padaugintas i? magnetin?s konstantos ir padalinta i? dviej?, kaip visiems tai labiau patinka)
Mes i?skiriame ?i? i?rai?k? DH, kur H yra auk??io koordinat?.
Mes gauname stiprum? f (veikianti vertikalia kryptimi) kaip lygi:
Magnetin?s indukcijos darbai ? jo auk?t?, padalytas ? magnetin? konstant?.
Lygyje maksimali ?em?s magnetinio lauko indukcija yra 5*10-5 t,
Maksimalus ?em?s magnetinio lauko gradientas yra 2*10e -11 (!!!) t/matuoklis
Mes gauname -10 -9 Niuton? arba ma?daug 0,1 mikrogram? k?limo j?gos per metr? kub.
Kubinis tokio rutulio kilometras pakels 100 gram?, tai yra stiklin? degtin?s. Nuo ?ia kai kuri? solenoid? statyba ?em?je paprastai gali padidinti ?i? vert? ma?daug trimis dyd?io tvarais. Kas yra labai, labai ma?ai. Komentarai Kaip mes matome i? Diamagnetin? levitacija ?em?s magnetiniame lauke, naudojant ideali? diamagnetik?, kuris yra superlaidininkas, yra gana ?manomas, nebent, ?inoma, superlaidus rutulys, kurio skersmuo 1 km, bus ma?iau nei 100 gram?. Taip pat tam tikru mastu galima padidinti ?io aparato k?limo j?g? d?l konstrukcijos pasikeitimo.

Bet vis dar gryna forma, levitacija magnetiniame ?em?s lauke, be statini? n?ra Elektrinis kr?vis, kuris taip pat s?veikauja su ?em?s elektriniu lauku, grei?iausiai nebus ?manoma. Bet Elektrinis laukas Inalformacija auk?tyje ir stipriai susilpn?ja 8–10 km auk?tyje. Deja, nejudantis magnetinis laukas s?veikauja su nejud?jimais. Ka?kas tur?t? jud?ti. Taikymo sritis. Diamagnetinio orlaivio k?limo j?ga i? superlaidininko (idealus diamagnetas) yra tiesiogiai proporcinga orlaivio apvalkalo sri?iai ir atvirk??iai proporcinga orlaivio masei: f = k*(s/m) f Keliant „M-Masse“ orlaivio membranos S-plok?tel?s proporcingumo j?ga Orlaivis i? ?io santykio rodo, kad stumianti j?ga F priklauso nuo teritorijos, orlaivio apvalkalo ir orlaivio mas?s tuo pa?iu metu Daugiau srities Tos daugiau k?limo j?gos. Ta?iau mas?, kuri nat?raliai did?ja did?jant apvalkalo plotui, suma?ina F stiprum?, ta?iau erdv?je, esant nuliui, mas?s padid?jimas, ne toks kriti?kas, palyginti su esam? ?em?s s?lygomis. Esant nuliniam sunkumui, aparato plotas gali b?ti did?iulis, mes esame pasireng? i?skleisti daugialyp? kmetr? „saul?s bur?s“. Superlaidininko naudojimas leis jums gauti stabili? nusp?jam? st?mimo j?g?, nesiejant su „saul?s v?ju“, ir, atsi?velgiant ? magnetostato plot?, superlaidus apvalkalas taip pat gali veikti kaip „saul?s bur?“ ir Papildoma past?m?jimo j?ga (FD) padarys ?? ?rengin? manevringesn?.

Be to, j?ga (FD) prietais? perkels ? apskrit? orbit? aplink saul?, o „saul?s v?jas“ (FS) nugriaus aparat? i? saul?s. Saul?s sistema FS galia (saul?s v?jo ir ?viesos sl?gis) bus minimali ir j? galima pamir?ti. Taip pat turite suprasti, kad ?manoma „suri?ti“ prie magnetinio lauko. Tai gali pakeisti aparat?, mil?ini?kas saul?s bur?s. D?l to, kad „Saul?s plazmos srautas“ i?stumia planet? ir galaktikos magnetinius laukus i? saul?s sistemos vidaus. Saul?s v?jas ir galaktikos sl?gis pasiekiamas, tai ?vyksta nuo 10 iki 100 astronomini? vienet? “, tipi?ko grei?io nuo 300 iki 800 km/s, ir tai neatsi?velgiama ? tai, kad ?is magnetinis laukas taip pat turi ir a Tvir?iau su ja polinkis jud?ti aplink besisukan?i? saul?. Ir magnetostato, atsi?velgiant ? jo diamag?, yra „su?al?s“ ? ?? besisukant?, judant? ir persekiojam? saul?to v?jo, magnetinio lauko. ?ia prasme ?is magnetinis laukas gali tapti „Saul?s bur?s“ analogu, skirtu magnetofonui. Dizaino savyb?s. Orlaivio prietaisas yra labai paprastas. Tai bus kamuolys, ta?iau suskirstytas ? a?tuonis ar dar daugiau segment?, o kiekvienas pusrutulis bus padalintas ? keturis segmentus, i? esm?s, taip pat ? futbolo kamuol?. Orlaivis kontroliuojamas „?jungti“ ir „atjungti“ atskir? rutulinio luk?to segment?. Segmento ?traukimas rei?kia, kad superlaidus lapas yra atitinkamai superlaid?ioje b?senoje. Atjungiant segment? rei?kia, kad superlaidus lak?tas eina nuo superlaid?ios ? normali? b?kl?, padidinant lapo temperat?r?. Nor?dami tai padaryti, tiesiog nuimkite apsaugin? dang? arba kitu b?du, kad gal?tum?te ?ildyti ?? lap?. Jei norime atkurti ekrano superlaid?ius savybes, turime dar kart? atv?sti, ne?traukdami. Saul?s ?viesa

, tuo tarpu segmentas atv?s, tiesiog spinduliuodamas ?ilum? forma Tradiciniai metodai?ildymas, tai yra segment? „i?jungimas“. Segment? dizainas. Kiekvienas segmentas yra siun?iamas: ?viesos ekranas, superlaidininkas, ?iluminis ekranas. U? rutulio ir ertmi? tarp ekran? yra kosminis vakuumas, kuriame visi k?nai intensyviai atv?sinami d?l ?ilumin?s radiacijos i? aparato pavir?iaus. ?ia yra segmento dizainas kontekste.

Segmento „?traukimas“ vyksta d?l ?ilumos perdavimo radiacija, proporcinga pavir?iaus plotui, ir, remiantis Stefano - Bolzmano ?statymu, ketvirtuoju jo temperat?ros laipsniu. Galimas au?inimas vakuume, erdv?s s?lygomis: kaip skys?io ir ?ilumin?s radiacijos i?garinant i? aparato pavir?iaus. Parinktys retai naudoja garintuvus, nes jiems reikia su jais pasiimti „?altne?io“ rezerv?. Daug da?niau jie naudoja radiatorius, kurie padeda „spind?ti“ ?ilum? ? kosmos?. Segmento kaitinimas arba „i?jungimas“ taip pat pasirei?kia nat?raliai, kai ? superlaidinink? patenka ?viesos energija. Tam atspindintis ekranas tur?t? b?ti bent i? dalies skaidrus saul?s spinduliams. Epilogas. Stumian?ios be reaktyviosios j?gos k?rimas yra pagr?stas tuo, kad visi?kai ?manoma skristi tarpplanetin?je ir net tarp?vaig?din?je erdv?je, beveik nemokamai energijos kainai, yra gerai ?inomas diamagnet? i?st?mimo i? magnetinio lauko efektas. Ties? sakant, stumiamo diamagneto i? magnetinio lauko galia yra gerai ?inom? archimed? analogas, ta?iau jau veikia magnetiniame lauke. Ir kadangi diamagnetin? st?mimo j?ga yra Archimed? galios analogas, d?l kurio visi stratostatai yra atmosferoje. Pagal analogij? a? pavadinau aparat?, galint? jud?ti magnetiniame lauke - „Magnetostat“. A? manau, kad jei tam tikru b?du „perbraukite“ magnetostat? su kondensatoriumi, i?spr?site didelio elektrinio kr?vio koncentracijos problem? santykinai dideliu t?riu. Tada magnetostato gal?s levitai ir viduje Elektrinis laukas ?em?. Literat?ra: 1. Modelio dizaineris 1975–2. 1975 m. Vasario m?n. I. Evstratovas. Elektropter-Magnetoner? http://publ.lib.ru/archives/m/%27%27Modelist-kontruktor%27%27/%27%27Mk%27%27,1975.n02.%5BDJVP%5D.Zip 2. Levitacija (fizika) http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%D1%8F_%28%D1 %84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0%29#.d0.94.d0.b8.d0.b0.d0.d0.b0.d0. Bd.d0.b8.d1.82.d0.bd.d0.b0.d1.8f_.d0.bb.d0.b5.d0.b2.d0.b8.d1.82.d0.b0. d0.b8.d1.8f http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%D1%82%D0%B8 %D0%ba%d0%b8#.d0.94.d0.b8.d0.b0.d0.d0.bc.d0.b0.d0.b3.d0.bd.d0.b8.d1.82.d0. Bd.d0.b0.d1.8f_.d0.bb.d0.b5.d0.b2.d0.b8.d1.82.d0.b0.d1.86.d0.b8.d1.8f 4. Archimedo ?statymas. ?odynai ir enciklopedijos akademikams. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/154577 5.Diamagnetizmas Vikipedijos med?iaga - nemokama enciklopedija http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%D1%82%D0%B8 %D0%B7%D0%BC 6. Magnetin? levitacija. http://interjurnal.ru/index.php?opation=com_content&view=article&id=1%3A2010202010-15-13-13-22-49&catid=14%3A201010101020202010101015-15-06-28-28&ITEMID=15? 7. Intergalaktinis magnetinis laukas Yu.N. Gnedinas, Fizikos ir matematikos moksl? daktaras Gao Ras http://www.inauka.ru/astronomy/article99696/print.html 8. Elektrostat. http://zhurnal.lib.ru/l/lemeshko_a_w/aba.shtml 9. Igor afanasyev, dmitry vorontsov anatomija i? palydo darbai 2010