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普通的物体也可以磁悬浮!
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一个位于温度高于液氮中的悬浮磁铁上的物体漂浮未免让人们感到奇怪,现今已成为人们所知的超导体是理想的“反磁性体”,外界磁场一定会驱逐它们的。
另一方面,一只青蛙漂浮在一个磁场上(不是在太空中的微重力)可能令许多人(甚至是物理学家)吃惊的。这是对活体在室温环境下的磁悬浮的首批照片。(如果我们对天方夜谭顾的飞毯的印象是不可能地)。事实上,是有可能让每一个地球上始终存在的分子活物带有磁性。当然分子的磁性非常薄弱(比铁磁性弱100万倍);通常在日常生活中不容易察觉,从而产生错觉认为我们周围的材料主要是非磁性。但他们都是带有磁性地。这只是在磁场中进行悬浮所需的这些“磁性”材料强100倍以上的情况下,比如说,超导体产生的磁场。
一个物体是否会在磁场中漂浮是由 磁场 之间的力【F =MdB 】与 重力 的 作用力【mg= DVg】能否取得平衡而决定地:【F =MdB 】~【mg= DVg】
(D)是物质的密度,(V)是体积 和(g) 重力加速度= 9.8m/s。
磁力矩【M =(X/ o)VB】中,使的M带入【F =(X/ o)BVdB】 =【(X/2o)VdB^2】。
因此,“垂直梯度场”(dB^2)所需的磁悬浮要大于【2oDg /X】。
(o)=元素周期表中的排列,(X)对磁场的敏感系数。
分子对的磁场的敏感系数视电子轨道不相容原理而言(X):通常10^-5反磁性材料 和 10^-3顺磁性材料。(D)常常是几克/立方厘米cm3,其达到磁悬浮必须有磁场梯度〜1000 和 10 Tesla^2 /m各自的。拿l=10cm的一般高能磁铁的体积来说,【dB^2 ~ B^2/l】来估计。我们发现的1至10Tesla的已足以令反磁性体在磁场中漂浮。这个结果应该不会感到奇怪,因为我们知道,不到0.1Tesla的磁场足以让超导体在磁场中漂浮或排挤,超导体的(X)=-1,因此B^2磁力增加。
水滴,青蛙,草莓的磁悬浮是已成功的几个例子。我们将看到大量可以漂浮在磁场上的其他材料,从简单的金属(铋和锑),液体(异丙醇,丙酮和液氮)和生活用品,各种聚合物,各种植物与生物(青蛙,鱼类和鼠类)甚至是人?
我们希望我们的照片能帮助得很多,特别是让非物理学家了解存在于我们周围世界的磁性的重要性。例如:它可以在地球上模拟失重的环境,可容纳大型的物体:(动物,甚至人类)。对生物体而言,超强磁场在短时间内并不会造成不良的影响,毕竟医学里的体内成像系统扫描仪的磁场是已知的至少10特斯拉以上的强度。小青蛙在磁场上漂浮看似舒服,过后愉快地回到了生物系研究员的手中。
有一个重要的事情,反磁性的磁悬浮对于任何其他已知的空气悬浮或两级磁铁的漂浮效应不同。在反磁性悬浮的情况下,力作用于整个物体的个别原子和分子上的水平。也尽可能接近科幻小说所描述的反重力装置那样的无惯性推进作用。
对于抗磁磁悬浮的最低标准是
【BdB/dZ】=【μoρg/χ】
*χ是磁化率
*ρ为材料的密度
* g是当地的重力加速度地球上(-9.8•常用)
*μo是自由空间的通透性
* B是磁场
* 【dB/dZ】是磁场的变化的轴率
物体磁悬浮的理想的条件:
*水在1000Tesla^2/m
*石墨在375Tesla^2/m
弱点:
1.)理想的超导材料必须在非自然的低温下运作。
2.)产生超强磁场必须能够有巨大的能量来产生。
3.)超强磁场能干扰仪器的运作,并能够使空气等离子化产生电场消耗能量。
[ 本帖最后由 异形之用心 于 27-8-2009 10:46 PM 编辑 ] |
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发表于 27-8-2009 09:47 PM
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楼主 |
发表于 27-8-2009 09:48 PM
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发表于 12-9-2009 11:37 PM
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好好噢!你有研究?有没有更多资料?![](static/image/smiley/default/loveliness.gif) |
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楼主 |
发表于 13-9-2009 07:19 AM
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回复 4# sooniyee 的帖子
呵呵,我是经过翻译一些国外的网站以及维基百科,百度等资源,加上自己对高中化学的知识,物理等,进行编辑的。![](static/image/smiley/default/biggrin.gif) |
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