• 115896
  • 790
  • 45
Нравится блог?
Подписывайтесь!

Физический эксперимент

Продолжаем тему эмпирических суждений =))

Левитация - возможна, нужно только сильно захотеть.

На видео мы наблюдаем илююстрацию так называемого эффекта Мейснера. Наблюдаемого при соприкосновении сверхпроводника и магнита.

Причина эффекта Мейснера заключается в том, что магнит обладает свойством создавать внутри сверхпроводника собственное «зеркальное отражение», так что настоящий магнит и его отражение начинают отталкиваться друг от друга. Еще одно наглядное объяснение этого эффекта — в том, что сверхпроводник непроницаем для магнитного поля. Он как бы выталкивает магнитное поле. Поэтому, если поместить магнит над сверхпроводником, силовые линии магнита при контакте со сверхпроводником исказятся. Эти силовые линии и будут выталкивать магнит вверх, заставляя его левитировать, что мы и видим в ролике. Магнит Летает.

 

Вообще тема сверхпроводников очень интересна. Явление сверхпроводимости открыл в 1911 г. Хейке Камерлинг-Оннес. Суть его состояла в том, что некоторые вещества при охлаждении до температуры ниже 20 К (20° выше абсолютного нуля) теряют всякое электрическое сопротивление. Как правило, при охлаждении металла его электрическое сопротивление постепенно уменьшается. (Дело в том, что направленному движению электронов в проводнике мешают случайные колебания атомов. При уменьшении температуры размах случайных колебаний уменьшается, и электричество испытывает меньшее сопротивление.) Но Камерлинг-Оннес, к собственному изумлению, обнаружил, что сопротивление некоторых материалов при определенной критической температуре резко падает до нуля.

Физики сразу поняли важность полученного результата. При передаче на большие расстояния в линиях электропередачи теряется значительное количество электроэнергии. Но если бы сопротивление удалось устранить, электроэнергию можно было бы передавать в любое место почти даром. Вообще, возбужденный в замкнутом контуре электрический ток мог бы циркулировать в нем без потерь энергии миллионы лет. Более того, из этих необычайных токов несложно было бы создать магниты невероятной мощности. А имея такие магниты, можно было бы без усилий поднимать громадные грузы.

Несмотря на чудесные возможности сверхпроводников, применять их очень непросто. Держать большие магниты в баках с чрезвычайно холодными жидкостями очень дорого. Чтобы сохранять жидкости холодными, потребуются громадные фабрики холода, которые поднимут стоимость сверхпроводящих магнитов до заоблачных высот и сделают их использование невыгодным.

Но однажды физикам, возможно, удастся создать вещество, которое сохранит сверхпроводящие свойства даже при нагреве до комнатной температуры. Сверхпроводимость при комнатной температуре — «святой Грааль» физиков-твердотельщиков. Получение таких веществ, по всей вероятности, послужит началом второй промышленной революции. Мощные магнитные поля, способные удерживать на весу машины и поезда, станут настолько дешевыми, что даже «планирующие автомобили», возможно, окажутся экономически выгодными. Очень может быть, что с изобретением сверхпроводников, сохраняющих свои свойства при комнатной температуре, фантастические летающие машины, которые мы видим в фильмах «Назад в будущее», «Особое мнение» и «Звездные войны», станут реальностью.

В принципе вполне представимо, что человек сможет надевать специальный пояс из сверхпроводящих магнитов, который позволит ему свободно левитировать над землей. С таким поясом можно было бы летать по воздуху, подобно Супермену. Вообще, сверхпроводимость при комнатной температуре явление настолько замечательное, что изобретение и использование таких сверхпроводников описано во множестве научно-фантастических романов.

Десятки лет физики безуспешно искали вещества, которые обладали бы сверхпроводимостью при комнатной температуре. Это был утомительный скучный процесс — искали методом проб и ошибок, испытывая один материал за другим. Но в 1986 г. был открыт новый класс веществ, получивших название «высокотемпературные сверхпроводники»; эти вещества обретали сверхпроводимость при температурах порядка 90° выше абсолютного нуля, или 90 К. Это открытие стало настоящей сенсацией в мире физики. Казалось, распахнулись ворота шлюза. Месяц за месяцем физики соревновались друг с другом, стремясь установить новый мировой рекорд сверхпроводимости. Какое-то время даже казалось, что сверхпроводимость при комнатной температуре вот-вот сойдет со страниц научно-фантастических романов и станет реальностью. Но после нескольких лет бурного развития исследования в области высокотемпературных сверхпроводников начали замедляться.

В настоящее время мировой рекорд для высокотемпературных сверхпроводников принадлежит веществу, представляющему собой сложный оксид меди, кальция, бария, таллия и ртути, которое становится сверхпроводящим при 138 К (-135 °С). Эта относительно высокая температура все еще очень далека от комнатной. Но и это — важный рубеж. Азот становится жидким при температуре 77 К, а жидкий азот стоит примерно столько же, сколько обычное молоко. Поэтому для охлаждения высокотемпературных сверхпроводников можно использовать обычный жидкий азот, это недорого. (Разумеется, сверхпроводники, остающиеся таковыми и при комнатной температуре, совсем не потребуют охлаждения.)

Неприятно другое. В настоящее время не существует теории, которая объясняла бы свойства высокотемпературных сверхпроводников. Более того, предприимчивого физика, который сумеет объяснить, как они работают, ждет Нобелевская премия. (В известных высокотемпературных сверхпроводниках атомы организованы в четко выраженные слои. Многие физики предполагают, что именно слоистость керамического материала дает возможность электронам свободно передвигаться внутри каждого слоя, создавая таким образом сверхпроводимость. Но как именно и почему это происходит — по-прежнему загадка.)

Недостаток знаний вынуждает физиков искать новые высокотемпературные сверхпроводники по старинке, методом проб и ошибок. Это означает, что пресловутая сверхпроводимость при комнатной температуре может быть открыта когда угодно — завтра, через год, или вообще никогда. Никто не знает, когда будет найдено вещество с такими свойствами и будет ли оно найдено вообще.

Но если сверхпроводники при комнатной температуре будут открыты, их открытие, скорее всего, породит громадную волну новых изобретений и коммерческих приложений. Обычными, возможно, станут магнитные поля, в миллион раз более сильные, чем магнитное поле Земли (которое составляет 0,5 Гс).

Если человечество получит возможность использовать эффект Мейснера, то можно вообразить шоссе будущего с покрытием из такой специальной керамики. Тогда при помощи магнитов, размещенных у нас на поясе или на днище автомобиля, мы сможем волшебным образом парить над дорогой и нестись к месту назначения без всякого трения или потерь энергии.

Эффект Мейснера работает только с магнитными материалами, такими как металлы. Но можно использовать сверхпроводниковые магниты и для левитирования немагнитных материалов, известных как парамагнетики или диамагнетики. Эти вещества сами по себе не обладают магнитными свойствами; они обретают их только в присутствии и под воздействием внешнего магнитного поля. Парамагнетики притягиваются внешним магнитом, диамагнетики отталкиваются.

Вода, к примеру, диамагнетик. Поскольку все живые существа состоят из воды, они тоже могут левитировать в присутствии мощного магнитного поля. В поле с магнитной индукцией около 15 Т (в 30 000 раз более мощном, чем магнитное поле Земли) ученым уже удалось заставить левитировать небольших животных, таких как лягушки. Но если сверхпроводимость при комнатной температуре станет реальностью, можно будет поднимать в воздух и крупные немагнитные объекты, пользуясь их диамагнитными свойствами.

Shamall Tefekkür tefekkur_shamall
I dare do all that may become a man, who dares do more is non.
11 июня 2010, 17:25
617

Загрузка...
Loading...

Комментарии

Занятно. Источник?
Видео увидел в киви. О мейснере писал сам. Приложения сверхпроводников копипастил с сайта и отличного форума по квантовой физике. Quan-tech.
Клёво. Мне понравилось. Спасибо.
Madboy
0
0
понравилось сенкс познавательные вещи делаешь =)
Да было интересно. В школе аналогичный эксперимент рассказывали, но двигали больше по Куперовскую пару и про Боголюбова.
В те времена не сильно интересовало, было непонятно "слипание".
Спасибо, понравилось ^^

Оставьте свой комментарий

Спасибо за открытие блога в Yvision.kz! Чтобы убедиться в отсутствии спама, все комментарии новых пользователей проходят премодерацию. Соблюдение правил нашей блог-платформы ускорит ваш переход в категорию надежных пользователей, не нуждающихся в премодерации. Обязательно прочтите наши правила по указанной ссылке: Правила

Также можно нажать Ctrl+Enter

Популярные посты

СМИ – ассистент провокаторов? Как гости из соседних стран сеют раздор в Казахстане

СМИ – ассистент провокаторов? Как гости из соседних стран сеют раздор в Казахстане

Инцидент с пьяным киргизским гостем на борту Air Astana, наверное, остался бы только во внутренних сводках авиакомпании, если бы г-н Доган, не поднял громкий крик о государственном языке.
openqazaqstan
17 авг. 2017 / 14:43
  • 12020
  • 177
Дайте Байбеку сломать и переделать город. Он хочет шагнуть вверх, а не бабло украсть

Дайте Байбеку сломать и переделать город. Он хочет шагнуть вверх, а не бабло украсть

Я в тогдашней Алма-Ате родился, вырос. В школу начал ходить пешком. Весь центр опползал. Все эти знаковые места помню как ещё не знаковые места. Никаких этих ностальгических страданий у меня нет.
Aidan_Karibzhanov
21 авг. 2017 / 16:25
  • 5645
  • 34
Казахский национализм раньше выглядел несовременно. Теперь он другой

Казахский национализм раньше выглядел несовременно. Теперь он другой

Националисты стали совсем другими. По-английски хорошо говорят, русскую классику цитируют. Очень современные, образованные, адекватные. А после Крыма в националисты уже чуть ли не любой казах готов был записаться.
Aidan_Karibzhanov
16 авг. 2017 / 16:52
Имеющий уши да услышит. Латиница касается только казахского языка

Имеющий уши да услышит. Латиница касается только казахского языка

Президент Назарбаев наконец-то разъяснил для всех, кто ещё не понял, очевидный вопрос, который всем в Казахстане очевиден. Елбасы повторил: на латиницу мы переводим казахский язык, и это не означает отказ от русского языка.
openqazaqstan
18 авг. 2017 / 16:23
  • 3504
  • 52
Подземная Акмечеть Бекет-Ата в Атырауской области – одно из самых сакральных мест

Подземная Акмечеть Бекет-Ата в Атырауской области – одно из самых сакральных мест

Его отцом был Мырзагул, матерью Жания, оба глубоко верующие. По рассказам, Бекет-Ата обладал богатырской силой, что в том числе помогало выбивать мечети в крепких скалах.
theYakov
21 авг. 2017 / 17:21
  • 2910
  • 3
«Доехать до Алтын Орды» – как мошенники обманывают алматинцев

«Доехать до Алтын Орды» – как мошенники обманывают алматинцев

Из множества грустных откровений постепенно сложился перечень самых распространённых уловок охотников за нашими деньгами. В нём ожидаемо лидировали профессиональные попрошайки.
caravan_kz
16 авг. 2017 / 15:05
  • 2405
  • 4
Надо научиться видеть скрытые экономические процессы за вспышкой национального гнева

Надо научиться видеть скрытые экономические процессы за вспышкой национального гнева

При полном отсутствии бюджетного жилищного строительства, целые аулы оседают в ветхих домишках, сквозь заборы которых насмешливо возвышаются башни "коктемов", "риц карлтонов" и "есентаев".
niyazov
19 авг. 2017 / 11:16
  • 2564
  • 67
«Нас и здесь неплохо кормят», или почему я не собираюсь уезжать из Казахстана

«Нас и здесь неплохо кормят», или почему я не собираюсь уезжать из Казахстана

Я всегда теряюсь, когда слышу этот вопрос, потому что я так и не сумел выразить причину одной фразой. Давайте рассмотрим популярные варианты, и я объясню, что именно мне в них не нравится.
convoluted
21 авг. 2017 / 12:29
В Кокшетау строят два парка для молодёжи. Будут учтены интересы и любителей спорта

В Кокшетау строят два парка для молодёжи. Будут учтены интересы и любителей спорта

Общая площадь парка составляет 25 гектаров. На территории предусмотрено устройство прогулочных дорожек, площадок для установки аттракционов и павильонов различного назначения, цветников.
zhasakmola
17 авг. 2017 / 17:13
  • 2181
  • 1