Левитация, или полёты камней и мегалитов в воздухе. высказывания ученых об уменьшении гравитации и левитации (александр матанцев)

Вещества — диамагнетики

Магнитная восприимчивость некоторых диамагнетиков (в нормальных условиях)
Вещество	Магнитная восприимчивость, χ·10-6
Азот, N₂	−12,0
Водород, Н₂	−4,0
Германий, Ge	−7,7
Кремний, Si	−3,1
Вода (жидкая), Н₂O	−13,0
Поваренная соль, NaCI	−30,3
Ацетон, С₃Н₆О	−33,8
Глицерин, С₃Н₈О₃	−57,1
Нафталин, С₁₀Н₈	−91,8
Висмут, Bi, металл	−170
Пиролитический графит, П, С	−85
Пиролитический графит, ⊥, С	−450

Диамагнетики: инертные газы, азот, водород, кремний, фосфор, висмут, цинк, медь, золото, серебро, а также многие другие, как органические, так и неорганические, соединения.

Человек в магнитном поле ведет себя как диамагнетик, то есть отталкивается от магнитного поля.

Антиферромагнетики — магнитные моменты вещества направлены противоположно и равны по силе. Антиферромагнетики практически не притягиваются и ведут себя как слабые парамагнетики.

Металл	Хим. символ	Атомный номер	Плотн. г/(см^3)	Тплав. °С	Уд. теплоемк. Дж/(кг*°К)	Уд. теплопр. Вт/(м*°К)	Тепл. коэф лин. расш. (10^6)/°К	Число Бринеля	Уд. сопрот. мкОм*м	Магнитные свойства
Алюминий	Al	13	2.7	660	923	218	21	25	0.026	Парамагнетик
Барий	Ba	56	3.75	710	285	—	19	4.2	0.5	Парамагнетик
Берилий	Be	4	1.84	1280	1800	184	12	61	0.041	Диамагнетик
Ванадий	V	23	6.11	1900	503	31	8.3	64	0.248	Парамагнетик
Висмут	Bi	83	9.8	271	126	8.4	13.3	9.6	1.16	Диамагнетик
Вольфрам	W	74	19.3	3400	142	167	4.4	262	0.055	Парамагнетик
Гадолиний	Gd	64	7.89	1310	—	8.8	9.7	—	1.4	Ферромагнетик
Галлий	Ga	31	5.92	30	336	29.3	18.1	6.1	0.136	Диамагнетик
Гафний	Hf	72	13.29	2220	138	22	5.9	173	0.351	Парамагнетик
Железо	Fe	26	7.87	1540	453	73.3	10.7	50	0.097	Ферромагнетик
Золото	Au	79	19.3	1063	134	312	14	18	0.0225	Диамагнетик
Индий	In	49	7.3	156	239	72	28.4	0.9	0.09	Диамагнетик
Иридий	Ir	77	22.4	2410	130	146	6.5	170	0.054	Парамагнетик
Иттрий	Y	39	4.47	1525	310	14.6	9.3	60	0.65	Парамагнетик
Кадмий	Cd	48	8.65	320.9	231	92.8	29	21	0.074	Диамагнетик
Калий	K	19	0.86	63	754	97	83.3	0.04	0.065	Парамагнетик
Кальций	Ca	20	1.53	851	650	98	18.5	17	0.04	Парамагнетик
Кобальт	Co	27	8.85	1500	445	69.5	13.5	102	0.064	Ферромагнетик
Лантан	La	57	6.18	920	188	13.8	5.2	37	0.568	Парамагнетик
Литий	Li	3	0.53	180	3285	71	56	—	0.086	Парамагнетик
Магний	Mg	12	1.74	651	1040	170	27	30	0.045	Парамагнетик
Марганец	Mn	25	7.44	1244	477	66.7	22.3	196	1.85	Антиферромагн.
Медь	Cu	29	8.92	1083	386	406	16.6	35	0.017	Диамагнетик
Молибден	Mo	42	10.2	2620	272	150	5.3	153	0.05	Парамагнетик
Натрий	Na	11	0.97	98	1220	134	72	0.07	0.042	Парамагнетик
Никель	Ni	28	8.96	1453	440	75.5	13.2	68	0.068	Ферромагнетик
Ниобий	Nb	41	8.57	2470	268	50	7.2	75	0.15	Парамагнетик
Олово	Sn	50	7.29	231.9	226	63.1	23	5.2	0.113	Парамагнетик
Осмий	Os	76	22.5	3000	129	—	4.6	400	0.095	Парамагнетик
Палладий	Pd	46	12.02	1552	243	70.7	9.5	46	0.108	Парамагнетик
Платина	Pt	78	21.45	1773	134	71.1	9.5	40	0.098	Парамагнетик
Рений	Re	75	21.02	3180	138	52	6.7	135	0.214	Парамагнетик
Родий	Rh	45	12.48	1970	247	88	8.5	102	0.043	Парамагнетик
Ртуть	Hg	80	13.5	-39	138	7.9	182	—	0.958	Диамагнетик
Рубидий	Rb	37	1.53	39	335	35.6	90	0.022	0.12	Парамагнетик
Рутений	Ru	44	12.4	2250	239	—	9.1	220	0.075	Парамагнетик
Свинец	Pb	82	11.34	327	130	35	28.3	3.9	0.19	Диамагнетик
Серебро	Ag	47	10.49	960.5	235	453	18.6	25	0.015	Диамагнетик
Скандий	Sc	21	3	1540	545	11.3	11.4	75	0.66	Парамагнетик
Стронций	Sr	38	2.63	770	737	—	21	14	0.227	Парамагнетик
Таллий	Tl	81	11.85	303	147	35	28	2.7	0.18	Диамагнетик
Тантал	Ta	73	16.6	3000	150	50	6.6	47	0.124	Парамагнетик
Титан	Ti	22	4.52	1670	550	21.9	8.1	73	0.47	Парамагнетик
Торий	Th	90	11.6	1750	113	37	11.5	41	0.13	Парамагнетик
Уран	U	92	19.05	1130	—	26.7	14	244	0.3	Парамагнетик
Хром	Cr	24	7.19	1900	462	88.6	6.2	114	0.13	Антиферромагн.
Цезий	Cs	55	1.9	28	220	18.4	97	0.015	0.19	Парамагнетик
Церий	Ce	58	6.78	795	210	10.9	7.1	20	0.75	Парамагнетик
Цинк	Zn	30	7.14	419.5	336	113	30	42	0.059	Диамагнетик
Цирконий	Zr	40	6.5	1855	277	29.5	6.3	66	0.41	Парамагнетик

Стабильность [ править ]

Теорема Ирншоу доказывает, что при использовании только парамагнитных материалов (таких как ферромагнитное железо) статическая система не может устойчиво левитировать против силы тяжести.

Например, простейший пример подъема с двумя простыми дипольными магнитами, отталкивающими друг друга, очень нестабилен, поскольку верхний магнит может скользить вбок или переворачиваться, и оказывается, что никакая конфигурация магнитов не может обеспечить стабильность.

Однако сервомеханизмы , использование диамагнитных материалов, сверхпроводимости или систем, использующих вихревые токи, позволяют достичь стабильности.

В некоторых случаях подъемная сила обеспечивается магнитной левитацией, но устойчивость обеспечивается механической опорой, несущей небольшую нагрузку. Это называется псевдолевитацией .

Статическая стабильность править

Статическая стабильность означает, что любое небольшое смещение от стабильного равновесия вызывает результирующую силу, которая толкает его обратно к точке равновесия.

Теорема Ирншоу убедительно доказала, что невозможно устойчиво левитировать, используя только статические макроскопические парамагнитные поля. Силы, действующие на любой парамагнитный объект в любых комбинациях гравитационного , электростатического и магнитостатического полей , в лучшем случае сделают положение объекта нестабильным по крайней мере по одной оси, и он может находиться в неустойчивом равновесии по всем осям. Однако существует несколько возможностей сделать левитацию жизнеспособной, например, использование электронных стабилизаторов или диамагнитных материалов (поскольку относительная магнитная проницаемость меньше единицы ); можно показать, что диамагнитные материалы устойчивы по крайней мере вдоль одной оси и могут быть стабильными по всем осям. Проводники могут иметь относительную проницаемость для переменных магнитных полей ниже единицы, поэтому некоторые конфигурации, в которых используются простые электромагниты, управляемые переменным током, являются самостабильными.

Динамическая стабильность править

Динамическая стабильность возникает, когда система левитации способна гасить любое возможное вибрационное движение.

Магнитные поля представляют собой консервативные силы и поэтому в принципе не имеют встроенного демпфирования, и на практике многие схемы левитации имеют недостаточное демпфирование, а в некоторых случаях — отрицательное демпфирование. Это может позволить существовать режимам вибрации, которые могут привести к выходу объекта из стабильной области.

Демпфирование движения осуществляется несколькими способами:

внешнее механическое демпфирование (в опоре), такое как торпеды , сопротивление воздуха и т. д.
гашение вихревых токов (проводящий металл под влиянием поля)
настроенные массовые демпферы в левитирующем объекте
электромагниты управляемые электроникой

Левитирующие растения (левитирующий горшок)

Доставка почтой в г. Москва 190 р.

Курьерская доставка в г. Москва 450 р.

Бесплатная доставка в г. Москва от 2000 р.

Даже у самого заядлого любителя комнатных растений рано или поздно возникает желание внести разнообразие в свою вечнозеленую коллекцию, стоящую на подоконнике. Именно для этих целей современными флористами создаются разнообразные аксессуары для растений и близлежащей к ним территории.

Так, например, обычные фиалки, выставленные на оригинальную подставку для цветов, будут выглядеть уже как композиция, которая имеет полное право претендовать на главную роль в интерьере комнаты. Но искусственными бабочками, божьими коровками и блестящим напылением на листьях уже вряд ли кого удивишь. Сегодня самым оригинальным решением во флористике считаются левитирующие растения. Цветок можно использовать для этих целей и старый, просто поместить его в новый левитирующий горшок.

Что такое ферромагнетики

В отличие от двух перечисленных выше магнетиков, ферромагнетики являются сильномагнитными веществами.

Определение 4

Ферромагнетики – это вещества с высокой магнитной проницаемостью, зависящей от внешнего магнитного поля.

Данные вещества могут иметь так называемую остаточную намагниченность. Выразить зависимость восприимчивости ферромагнетиков от напряженности внешнего магнитного поля можно с помощью функции. Она представлена на схеме ниже:

Рисунок 3

Намагниченность ферромагнетика имеет пределы насыщения. Это указывает нам на природу возникновения намагниченности в таких веществах: она образуется путем смены ориентации магнитных моментов вещества. Для ферромагнетиков также характерно такое явление, как гистерезис.

В магнитном отношении все ферромагнетики делят на мягкие и жесткие. Первые из них имеют высокую магнитную проницаемость и способны легко намагничиваться и размагничиваться. Они имеют широкое применение в электротехнических приборах, основанных на работе переменных полей (например, трансформаторов). Жесткие ферромагнетики имеют сравнительно небольшую проницаемость и намагничиваются трудно. Их используют при производстве постоянных магнитов.

Пример 1

Условие: на схеме выше (рис. 3) показана кривая намагниченности ферромагнетика. Постройте кривую, выражающую зависимость B(H) и определите, возможно ли насыщение для магнитной индукции. Поясните свой вывод.

Решение

Мы знаем отношение вектора магнитной индукции к вектору намагниченности.

B→=J→+μH→.

Из этого можно сделать вывод, что насыщения кривая B(H) иметь не может. Создадим график зависимости напряженности внешнего поля от индукции магнитного поля в соответствии с рисунком выше. Мы получили схему, называемую кривой намагничивания:

Рисунок 4

Ответ: кривая индукции не имеет насыщения.

Пример 2

Условие: выведите формулу восприимчивости парамагнетика при условии, что механизм его намагничивания точно такой же, как механизм электризации полярных диэлектриков. Среднее значение магнитного момента молекул в проекции на ось Z обозначается формулой ρmz=ρmL(β).

Здесь L(β)=cth(β)-1β означает функцию Ланжевена при β=ρmBkT.

Решение

Взяв высокие температуры и небольшие поля, получим следующее:

ρmB≪kT,→β≪1.

Значит, если β≪1cthβ=1β+β3-β345+…, можно ограничить функцию линейным членом и получить, что:

ρmB≪kT,→β≪1.

Возьмем нужную формулу и подставим в нее полученное значение:

ρmz=ρmρmB3kT=ρm2B3kT.

Зная, как связаны между собой напряженность магнитного поля и его индукция, а также приравняв магнитную проницаемость парамагнетика к 1, получим следующее:

ρmz=ρm2μH3kT.

В итоге формула намагниченности будет выглядеть так:

J=nρmz=ρm2μH3kTn.

Поскольку модуль намагниченности связан с модулем вектора (J=χH), мы можем записать результат:

χ=ρm2мn3kT.

Ответ: χ=ρm2мn3kT.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Диамагнетизм

Диамагнетизм отмечает умение объекта формировать магнитное поле, вступающее в сопротивление к внешнему. Поэтому они не притягиваются, а отталкиваются, что приводит к таким поразительным вещам, как левитация диамагнитного материала, если его установить над мощным магнитом.

Пиролитический углерод, левитирующий над постоянным магнитом

По большей части диамагнетизм присутствует во всех материалах, и он всегда слабо влияет на реакцию материала по отношению к магнитному полю. У всех проводников заметен эффективный диамагнетизм, если магнитное поле меняется. К примеру, сила Лоренца на электронах заставит их циркулировать вокруг вихревых токов. Далее токи создадут индуцированное магнитное поле, сопротивляющееся перемещению проводника.


Магнит и магнитные поля	Электрические токи и магнитные поля Постоянные магниты Линии магнитного поля Геомагнетизм
Магниты
Магнитная сила на движущемся электрическом заряде	Величина магнитной силы Направление магнитной силы: Правило правой руки
Движение заряженной частицы в магнитном поле	Электрические и магнитные силы Постоянная скорость формирует прямую линию Круговое движение Спиральное движение Примеры и приложения
Магнитные поля, магнитные силы и проводники	Эффект Холла Магнитная сила на токопроводящем проводнике Вращательный момент на токовой петле: прямоугольный и общий Закон Ампера: создание магнитного поля в длинной прямой проволоке Магнитная сила между двумя параллельными проводниками
Применение магнетизма	Масс-спектрометр Ферромагнетизм Парамагнетизм и диамагнетизм Соленоиды, токовые петли и электромагниты

Физика

Левитация (на Земле или на любом планетоиде) требует восходящей силы, которая нейтрализует вес объекта, чтобы объект не упал (ускорился вниз) или не поднялся (ускорился вверх). Для позиционной стабильности любое небольшое смещение левитирующего объекта должно приводить к небольшому изменению силы в противоположном направлении. небольшие изменения силы могут быть достигнуты градиентным полем (ями) или активным регулированием. Если объект потревожить, он может колебаться вокруг своего конечного положения, но его движение в конечном итоге уменьшается до нуля из-за эффектов демпфирования . (В турбулентном потоке объект может бесконечно колебаться.)

Техники левитации — полезные инструменты в физических исследованиях. Например, методы левитации полезны для изучения свойств высокотемпературных расплавов, поскольку они устраняют проблему реакции с контейнерами и позволяют глубоко переохлаждать расплавы. Бесконтейнерные условия могут быть получены путем противодействия гравитации с помощью силы левитации вместо того, чтобы позволить всему эксперименту свободно падать.

Поднимать

Сверхпроводник, левитирующий постоянный магнит

Магнитные материалы и системы способны притягивать или раздавливать друг друга или вместе с силой, зависящей от магнитного поля и площади магнитов. Например, простейшим примером подъемной силы может быть простой дипольный магнит, расположенный в магнитных полях другого дипольного магнита, ориентированный одинаковыми полюсами, обращенными друг к другу, так что сила между магнитами отталкивает два магнита.

Практически все типы магнитов использовались для создания подъемной силы при магнитной левитации; постоянные магниты, электромагниты, ферромагнетизм, диамагнетизм, сверхпроводящие магниты и магнетизм, вызванный индуцированными токами в проводниках.

Чтобы рассчитать величину подъемной силы, можно определить магнитное давление .

Например, магнитное давление магнитного поля на сверхпроводник можно рассчитать следующим образом:

пmagзнак равноB22μ{\ displaystyle P _ {\ text {mag}} = {\ frac {B ^ {2}} {2 \ mu _ {0}}}}

где — сила на единицу площади в паскалях , — магнитное поле над сверхпроводником в теслах , а = 4π × 10 −7 Н · А −2 — проницаемость вакуума.
пmag{\ displaystyle P _ {\ text {mag}}}B{\ displaystyle B}μ{\ displaystyle \ mu _ {0}}

Использование МЛ

Применения МЛ не исчерпывается демонстрацией, где левитирующая лягушка подвешена в воздухе при помощи сильного МП. Небольшой перечень возможностей использования левитации с воздействием магнитного поля:

на транспорте;
в энергетике;
в летательных аппаратах;
ветряных генераторах;
магнитных подшипниках.

Транспорт с магнитной левитацией

Основной плюс использования маглевов – экономный режим потребления энергии, за счёт снижения трения между рельсами и колёсами в традиционных вариантах. Основные затраты приходятся на преодоление сопротивления воздушных масс. Современное оформление вагонов, практическое отсутствие шумов и вибрации делают этот вид транспорта перспективным.

История супер поездов

В России не производят маглевы, но в Санкт-Петербурге подобные разработки грузовых поездов на магнитной подушке уже ведутся. Ученые создали прототип грузового маглева, в дальнейшем обещают сконструировать и пассажирский.

Страны лидеры – Китай и Япония, представляют свои разработки, которые работают уже не один год. Коммерческая скоростная линия в Шанхае позволяет перемещаться из одной точки в другую со скоростью более 430 км/ч.

Японский вариант

Скоростное первенство по праву достаётся японским поездам подобного типа. Весной 2015 года опытный экземпляр поезда установил рекорд на участке, построенном в префектуре Яманаси. Модель Синкансэн L0 развила на этом участке скорость 603 км/ч. Японцы ведут разработки ещё с 70-х годов прошлого века. Работы ведутся в институте ж/д техники (JRTRI), в тесном сотрудничестве с оператором Japan Railways.

Японский JR-Maglev

Магнитные подшипники

В лазерных установках и в оборудовании, где необходима высокая точность (оптические системы), нашли своё применение магнитные подшипники. Они обладают целой линейкой положительных качеств:

отсутствие трения, потери равны нулю;
повышенная скорость вращения;
низкий коэффициент вибрации;
возможность герметизации;
автоматический электронный контроль.

Газовые турбины, электрогенераторы, работающие на высоких оборотах, криогенные установки – это только некоторые решения для использования таких подшипников.

Бесконтактный магнитный подшипник

Применение в энергетике

Избавление от трения в магнитных подшипниках позволяет говорить о применении магнитной левитации в энергетике. КПД газовых турбин на ТЭС (тепловых электрических станциях) повысился с применением таких деталей. Возможность контролировать и регулировать работу подшипниковых узлов высокооборотных генераторов тока позволила модернизировать и повысить коэффициент автоматизации процесса получения электроэнергии.

Летательные аппараты

Обычный вертолёт тоже можно назвать левитирующим объектом, однако силу земного притяжения он преодолевает с помощью воздушного потока, создаваемого лопастями. Летательные аппараты, использующие МП и движущиеся целенаправленно в разных плоскостях, – это ещё только будущее. В отличие от поездов, проблема конструктивного выполнения стороннего МП находится только в процессе поиска решения.

Самолёт на магнитной подушке

Использование МЛ в ветрогенераторах

Всё дело – в магнитной подвеске, которая значительно увеличивает срок службы генератора. При её наличии ветряная турбина требует гораздо меньших затрат в обслуживании.

Переход транспорта любых видов на МЛ позволит в корне изменить транспортные системы. Кроме коллективного использования таких видов транспорта, возможен переход на индивидуальные системы передвижения человека. Экономия энергии, долговечность вращающихся механизмов, подъём и перемещение грузов – всё это в корне изменит структуру промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также внешний облик планеты.

Исторические верования [ править ]

Легенды о магнитной левитации были распространены в древние и средневековые времена, и их распространение из римского мира на Ближний Восток, а затем в Индию было задокументировано классическим ученым Данстаном Лоу. Самый ранний известный источник — Плиний Старший (I век нашей эры), описавший архитектурные планы железной статуи, которая должна была быть подвешена на магнитном камнеиз свода храма в Александрии. Во многих последующих отчетах описывались левитирующие статуи, реликвии или другие предметы, имеющие символическое значение, а версии легенды появлялись в различных религиозных традициях, включая христианство, ислам, буддизм и индуизм. В некоторых случаях они интерпретировались как божественные чудеса, в то время как в других они описывались как природные явления, ошибочно считающиеся чудесными; один из примеров последнего исходит от святого Августина, который упоминает статую, подвешенную на магнитах, в своей книге «Город Бога».(ок. 410 г. н.э.). Другой общей чертой этих легенд, по словам Лоу, является объяснение исчезновения объекта, часто связанное с его разрушением неверующими в результате нечестивых действий. Несмотря на то, что само явление в настоящее время понимается физически невозможно, так как был первым признано Ирним в 1842 году, рассказы о магнитной левитации сохранились до современности, один из ярких примеров является легенда о взвешенном памятнике в храме Konark Солнца в Восточной Индии .

Сила звука

Несколько лет назад о значительном прогрессе в области научной левитации сообщили учёные из Бристоля. Чтобы удерживать в воздухе физическое тело, они использовали силу звука — так называемые акустические тяговые лучи. С их помощью создаётся силовое поле, которое удерживает предмет в воздухе. Регулируя интенсивность силового поля, объектом можно управлять: звуковые колебания действуют как «акустический пинцет». До сих пор подобным образом удавалось перемещать лишь крошечные предметы, размеры которых не превышали длину волны луча.

Также по теме

Пространственный прорыв: что узнали учёные о четвёртом измерении

Международная группа физиков провела два эксперимента, в ходе которых исследователям удалось зарегистрировать поведение частиц,…

Попытки поднимать более крупные объекты заканчивались неудачей: предметы двигались хаотично, постоянно ускоряясь под действием вращающегося звукового поля.

Но в новом эксперименте физики Бристольского университета стабилизировали тяговой луч, использовав расположенные по кругу акустические воронки. Учёным удалось изменить направление скручивания вихрей и взять под контроль скорость их вращения. После этого расстояние между воронками увеличили. Именно это позволило удержать в воздухе более крупный объект.

При работе с ультразвуковыми волнами в 40 кГц, которые могут воспринимать только летучие мыши, исследователи смогли поднять в воздух двухсантиметровые шары из полистирола — самые большие предметы, которые когда-либо удавалось поднять акустическим тяговым лучом.

Как отмечает Балега, важность эксперимента заключается в том, что у учёных впервые получилось управлять движением относительно крупных объектов. «Пока это шарики диаметром два сантиметра

Результаты определённо могут пригодиться в производстве электроники. Левитация поможет перемещать маленькие части полупроводников в воздухе, избегая твёрдых конструкций, которые, управляя этими элементами, могут их случайно повредить», — заключил собеседник RT

«Пока это шарики диаметром два сантиметра. Результаты определённо могут пригодиться в производстве электроники. Левитация поможет перемещать маленькие части полупроводников в воздухе, избегая твёрдых конструкций, которые, управляя этими элементами, могут их случайно повредить», — заключил собеседник RT.

Лифт [ править ]

Сверхпроводник, левитирующий постоянный магнит

Магнитные материалы и системы способны притягивать или раздавливать друг друга или вместе с силой, зависящей от магнитного поля и площади магнитов. Например, простейшим примером подъемной силы может быть простой дипольный магнит, расположенный в магнитных полях другого дипольного магнита и ориентированный одинаковыми полюсами, обращенными друг к другу, так что сила между магнитами отталкивает два магнита.

Чтобы рассчитать величину подъемной силы, можно определить магнитное давление .

Например, магнитное давление магнитного поля на сверхпроводник можно рассчитать следующим образом:

пмаграммзнак равноB22μ{\ displaystyle P_ {mag} = {\ frac {B ^ {2}} {2 \ mu _ {0}}}}

где — сила на единицу площади в паскалях , — магнитное поле непосредственно над сверхпроводником в теслах , а = 4π × 10 −7 Н · А −2 — проницаемость вакуума. пмаграмм{\ displaystyle P_ {mag}}B{\ displaystyle B}μ{\ displaystyle \ mu _ {0}}

Эксперименты по левитации дома

До того, как сделать левитирующий магнит, можно выполнить небольшой опыт по созданию условий левитации дома. Для этого понадобятся:

шесть кольцеобразных постоянных магнитов с внутренним диаметром 6-8 мм;
обычный графитовый карандаш;
подставка, выполненная из куска поролона размером 120*250 мм;
упор из плексиглаза, оргстекла или другого прочного материала.

Два магнита размещают на карандаше через 100 мм друг от друга. На этом же расстоянии в поролоне закрепляют две пары идентичных магнитов. Тройка магнитов (два на опоре и один на карандаше) должна визуально составлять пирамиду. Регулируя расстояния между магнитами, добиваются левитации карандаша.

Левитация карандаша в домашних условиях

О производителе

Сегодня такие комнатные парящие цветы предлагают сразу две компании.

Отечественный бренд Levitera. Он предлагает покупателям не только несколько различных растений на выбор, но и даже пустые цветочные горшки, которые покупатели могут заполнить самостоятельно по своему желанию.
Шведская компания Flyte. Она также предлагает покупателям различные сорта комнатных растений в левитирующих горшках. Помимо этого, в ассортименте производителя имеются и парящие часы.

Оба производителя выпускают качественную и уникальную продукцию. Разница между их товарами заключается в цене, а также в комплектации, точнее – в разъеме самой вилки-розетки.

Это интересно: Подставки для цветов на подоконник: особенности и виды

Свободное парение

И вот магнит уже висит в полутора сантиметрах над сверхпроводником, напоминая о третьем законе Кларка: «Любая достаточно развитая технология неотличима от магии». Почему бы не сделать картину еще более магической — разместить на магните свечку? Прекрасный вариант для романтического квантово-механического ужина! Правда, надо учесть пару моментов. Во‑первых, свечи в металлической гильзе стремятся сползти к краю диска-магнита. Чтобы избавится от этой проблемы, можно использовать подсвечник-подставку в виде длинного винта. Вторая проблема — выкипание азота. Если попробовать долить его просто так, то идущий из термоса пар гасит свечу, так что лучше использовать широкую воронку.

Восьмислойный пакет сверхпроводящих лент может легко удержать весьма массивный магнит на высоте 1 см и более. Увеличение толщины пакета повысит удерживаемую массу и высоту полета. Но выше нескольких сантиметров магнит в любом случае не поднимется.

Кстати, а куда именно доливать азот? В какую емкость поместить сверхпроводник? Проще всего оказались два варианта: кювета из сложенной в несколько слоев фольги и, в случае «снежинки», крышечка от пятилитровой бутыли с водой. В обоих случаях емкость ставится на кусок меламиновой губки. Эта губка продается в супермаркетах и предназначена для уборки, она — хороший теплоизолятор, который прекрасно выдерживает криогенные температуры.

Холодная жидкость В целом жидкий азот достаточно безопасен, однако при его использовании все-таки необходимо действовать аккуратно

Также очень важно не закрывать емкости с ним герметично, иначе при испарении в них повышается давление и они могут взорваться! Хранить и транспортировать жидкий азот можно в обычных стальных термосах. По нашему опыту в двухлитровом термосе он сохраняется как минимум двое суток, а в трехлитровом — еще дольше. На один день домашних экспериментов, в зависимости от их интенсивности, уходит от одного до трех литров жидкого азота

Стоит он недорого — примерно 30−50 рублей за литр

На один день домашних экспериментов, в зависимости от их интенсивности, уходит от одного до трех литров жидкого азота. Стоит он недорого — примерно 30−50 рублей за литр.

Наконец, мы решили собрать рельс из магнитов и пустить по нему «летящий вагон» с начинкой из сверхпроводника, с обкладками из пропитанной жидким азотом меланиновой губки и оболочкой из фольги. С прямым рельсом проблем не возникло: взяв магниты 20 x 10 x 5 мм и укладывая их на листе железа подобно кирпичам в стене (горизонтальной стене, поскольку нам нужно горизонтальное направление магнитного поля), легко собрать рельс любой длины. Только нужно торцы магнитов смазывать клеем, чтобы они не разъезжались, а оставались плотно сжатыми, без зазоров. По такому рельсу сверхпроводник скользит совершенно без трения. Еще интереснее собрать рельс в форме кольца. Увы, здесь без зазоров между магнитами уже не обойтись, а на каждом зазоре сверхпроводник немного тормозится… Тем не менее хорошего толчка вполне хватает на пару-тройку кругов. При желании можно попробовать обточить магниты и изготовить специальную направляющую для их установки — тогда возможен и кольцевой рельс без стыков.

Советуем изучить Катод — определение и практическое применение

Автор — магистрант НИЯУ МИФИ

Статья «Сопротивление бесполезно!» опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2014).

Устойчивость

Мало только заставить предмет парить и зависать в воздухе. Необходимо добиться его устойчивого состояния, которое бывает:

статическое;
динамическое.

Два этих невесомых состояния имеют некоторые принципиальные различия.

Статическая

Равнодействующие силы, которые возвращают предмет в равновесное положение при любом его отклонении, обеспечивают статическую устойчивость.

Динамическая

Способность устройства, создающего левитацию, подавлять всевозможные вибрирующие движения обеспечивает динамическое устойчивое состояние. Так как само МП не имеет встроенного механизма подавления вибраций, то это делается дополнительно. Для этого используются варианты воздействия:

лобового сопротивления;
действия вихревых токов;
работа управляемых электромагнитов;
гашение вибрации с помощью инерционного демпфера.

Для работы электромагнитов в данном случае применяются БЭУ (блоки электронного управления), которые контролируют процесс смещения и вносят необходимую коррекцию в работу магнитов.