câmpuri magnetice puternice

câmp magnetic puternic. PREPARARE ȘI EXPERIMENTE CU ACESTEA LOR

În lumina cunoștințelor contemporane, considerăm că structura atomului, este substanțial dinamic, adică. E. Un atom este un sistem în care corpurile încărcate sunt rotite în jurul miezului central, proprietățile atomului depind în totalitate de numărul de electroni și tipul orbitele lor. În consecință, proprietăți, cum ar fi, de exemplu, momentele magnetice, spectrele forței de cuplare și m. G. Poate fi modificat, dacă este găsit un mijloc de mișcare tulburătoare a electronilor orbitali. Cel mai eficient se poate face prin acționarea unui atom de un câmp magnetic exterior.

Câmpul magnetic intern generat în mișcarea orbitală atom de electroni este foarte mare, dar dacă ar fi posibil să se obțină câmpul magnetic extern aceeași magnitudine, este evident că mișcarea electronilor s-ar fi schimbat semnificativ deoarece energia de legătură ar fi de aceeași ordine între ele, și câmpul perturbație creat; În acest caz, ne-ar trebui să se aștepte să obțină rezultate semnificative. Cu toate acestea, atunci când ne întoarcem la estimarea magnitudinii câmpului în interiorul atomului, descoperim că, chiar și cele mai slab legate de electroni, se apropie de un milion de gauss. Un astfel de câmp este de aproximativ 30 de ori mai mare decât în ​​mod normal, obținută în laborator. subiect moegoI

studiu a fost de a dezvolta o metodă de obținere domenii de acest ordin de mărime.

Modul obișnuit de a produce un câmp magnetic puternic - utilizarea unui electromagnet, intensitatea câmpului electromagnetic, dar cu sever limitată datorită saturării de fier. Creșterea câmp poate doar creșterea excesivă greutatea magnetului și este utilizat curent. Cel mai mare magnet construit vreodată, acest magnet este un profesor de bumbac: diametrul miezului de fier este de aproape 1 metru (în spațiul dintre polii pot sta oameni) și pentru activitatea sa necesar un curent imens. Magnetic crește câmp foarte încet, cu creșterea dimensiunii electromagnetului și chiar magnet profesorul Bumbac creează mai mult de 60.000 de câmp gauss într-o cantitate suficientă pentru a efectua experimente.

Sa constatat că mai mult succes metoda este utilizarea de bobine. În același timp, este nevoie de curenți foarte mari, deoarece valoarea câmpului în bobina este proporțională cu curentul de interesant. Este evident că este necesară crearea de câmpuri mari în acest mod de a crește curent, dar ne întâlnim cu dificultăți, deoarece, pe de o parte, avem nevoie de o sursă de curent foarte mare, iar pe de altă parte, curentul în acest caz este în mod substanțial bobina de șoc termic limitată.

O modalitate de a reduce efectul termic ar putea fi disipare a căldurii ca izolarea; o altă metodă - răcirea bobinei la o temperatură foarte scăzută. În același timp, reduce semnificativ rezistența în unele metale este chiar au scăzut la zero, în cazul în care metalul a devenit un supraconductor. În acest caz, la dificultatea a fost faptul că câmpul magnetic generat de bobina ar distruge starea supraconductoare rapid și ar crește rezistența la o valoare apropiată de valoarea sa, la temperatura camerei. Nici una dintre aceste metode nu pare a fi destul de promițătoare, și chiar dacă implementează cel mai eficient mod, acestea sunt puțin probabil să li se permită să creeze un câmp, nu mai mult de 50 000-60 000 gauss. Presupunând că posibilitatea de a produce bobina eficace având un diametru interior de 1 cm, apoi, arată calcul că pentru crearea unui astfel de bobină câmp 1 000 000 gauss necesită putere de 50 000 kW și o bobină încălzită timp de 1 sec până la 10000 ° C; este clar că nu putem lucra cu un astfel de căldură mare.

Ideea de bază a metodei noastre de rezolvare a problemei a fost de a face durata de viață a câmpului este foarte scurt, astfel încât în ​​acest timp bobina nu poate supraîncălzi. În practică, acest lucru este de 0.01 secunde. Desigur, o astfel de condiție creează o nouă serie de provocări, în primul rând, necesită un curent foarte mare, și în al doilea rând, toate măsurătorile trebuie să se facă într-un foarte scurt primele experimente vremeni.Nashi au fost realizate cu utilizarea bateriei, care are o capacitate foarte scăzută și internă scăzută rezistență. În acest fel, noi am fost capabili de a obține un câmp de 100 000 gauss prin încărcarea bateriilor pentru câteva minute, și apoi descărcarea acestora timp de 0,01 secunde; dar o creștere suplimentară a câmpului nu a fost posibil, așa cum sa dovedit, este dificil să-și întrerupă rapid curentul de câteva mii de Amperi.

În experimentele noastre ulterioare, atunci când a fost nevoie de mai multă putere, am folosit un generator de curent alternativ cu o singură fază (a se vedea. Figura). Este bine cunoscut faptul că o astfel de mașină oferă o foarte mare impulsuri de curent de la un scurt-circuit, care este o practică comună cu atenție evitată, deoarece acest lucru poate provoca un accident grav. Masina noastra a fost special conceput cu obiective opuse, astfel încât a fost posibil să se obțină în mod specific impulsuri de curent mare la scurt-circuit. A fost nevoie de o revizuire majoră și calculele de proiectare riguroase ca forțele electrodinamice ar putea duce cu ușurință la ruperea înfășurărilor.

De obicei curentul într-o bobină nu rămâne constantă, dar la un anumit structuri de aparate ar putea primi undă curent cu un top plat, ceea ce face câmpul magnetic static pentru câteva miimi de secundă.

Cea mai mare dificultate pe care am întâlnit a fost faptul că bobinele încearcă să rupă din forțele electrodinamice încearcă să crească diametrul lor. Am dezvoltat o metodă de consolidare a rulourilor de oțel bandaje construite și bobina este configurată pentru forțele electrodinamice împreună cu forțele de reacție din partea centurii redusă la o presiune uniformă (hidrostatică) la cupru. (Coil pentru a genera câmpuri magnetice pulsatorii este indicat în stânga). Load exterior tubaj prezent bobina ajunge la 140 de tone.

Administrația a fost aranjată astfel încât, cu ajutorul diferitelor dispozitive prin apăsarea unui singur buton, experimentul a fost efectuat în mod automat, iar forma de undă care arată valorile curente în bobinele, permițând astfel să se măsoare câmpul magnetic.

Apoi, a trebuit să depășească dificultățile cauzate de greva într-o oprire bruscă a generatorului. Când viteza unghiulară a circuitului armătură, care are o greutate de 2,5 tone, redus cu 10%, timp de 0,01 secunde, și există un cuplu mare, care tinde să transforme întreaga mașină la fundație. Pentru a evita efectele acestui impact asupra măsurătorilor noastre, bobina a fost plasat 20m de la generator, astfel încât măsurarea se termină înainte de agitare bobina ajunge.

Durata scurta a experimentului a dus la anumite dificultăți în observarea și măsurarea, ci pe tot timpul pierderea a fost compensată de o creștere a valorii fenomenului observat în domenii foarte puternice; Ea a dat, de asemenea, marele avantaj că a eliminat practic efectul modificărilor temperaturii asupra diferitelor fenomene, ca de 0,01 temperatură sec a rămas mai mult sau mai puțin constantă.

Până în prezent, am studiat influența câmpurilor magnetice puternice la diferite fenomene cum ar fi Zeeman studiul efectului, am constatat că despicarea liniilor este atât de mare încât poate folosi un spectrograf prismă obișnuit care are un raport mare deschidere, iar timpul de expunere poate fi redusă la 0,01 sec fără a reduce în mod semnificativ acuratețea rezultatelor.

Un alt domeniu de cercetare a fost studiul magnetostricțiune. În câmpurile convenționale, acest fenomen este cunoscut numai materialelor feromagnetice, dar în domenii puternice, am constatat că este destul de evident într-o varietate de alte materiale, cum ar fi bismut, staniu și plumb, care au o structură cristalină de simetrie scăzută. cristale de bismut în câmpuri magnetice puternice sunt întinse în direcția axei trigonala și sunt comprimate în direcție perpendiculară pe aceasta.

Este evident că studiul diferitelor fenomene în câmpuri magnetice puternice, există un timp foarte scurt, deschizând posibilitatea unei game largi de probleme științifice, dar este nevoie de echipamente si utilaje de construcții.