Левитаци гэдэг нь таталцлын хүчийг даван туулах бөгөөд субьект эсвэл объект сансарт ямар ч дэмжлэггүй байх явдал юм. "Левитаци" гэдэг үг нь "хөнгөн" гэсэн утгатай латин Левитасаас гаралтай.
Хөлөгдөхийг нислэгтэй адилтгах нь буруу, учир нь сүүлийнх нь агаарын эсэргүүцэл дээр суурилдаг тул шувууд, шавж болон бусад амьтад нисдэг бөгөөд хөөрдөггүй.
Физик дэх левитаци
Физикийн левитаци гэдэг нь таталцлын талбар дахь биеийн тогтвортой байрлалыг хэлдэг бол бие нь бусад объектод хүрч болохгүй. Левитаци нь зарим шаардлагатай бөгөөд хэцүү нөхцөлүүдийг агуулдаг:
- Таталцлын болон таталцлын хүчийг нөхөх хүч.
- Сансар огторгуйд биеийн тогтвортой байдлыг хангах хүч.
Гауссын хуулиас үзэхэд статик соронзон орны нөхцөлд хөдөлгөөнгүй бие эсвэл биетүүд хөөрөх чадваргүй байдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та нөхцөлийг өөрчилбөл левитацид хүрч чадна.
Квантын Левитаци
Олон нийт 1991 оны 3-р сард шинжлэх ухааны "Nature" сэтгүүлд нэгэн сонирхолтой зураг нийтлэгдсэнээр квантын левитацийн талаар анх мэдсэн. Энэ нь Токиогийн хэт дамжуулагчийн судалгааны лабораторийн захирал Дон Тапскоттыг керамик хэт дамжуулагч хавтан дээр зогсож байхыг харуулсан бөгөөд шал болон хавтангийн хооронд юу ч байхгүй байв. Зураг бодит болж, түүн дээр зогсож байсан захиралтай нийлээд 120 кг жинтэй хавтан нь Мейснер-Охсенфельд эффект гэгддэг хэт дамжуулагчийн нөлөөгөөр шалнаас дээш хөөрч чаддаг байв.
Диа соронзон хөөрөлт
Энэ нь өөрөө диамагнит, өөрөөр хэлбэл атомууд нь үндсэн цахилгаан соронзон долгионы чиглэлийн эсрэг соронзлох чадвартай материал болох ус агуулсан биеийн соронзон орон дотор дүүжлэх төрлийн нэр юм. талбар.
Диа соронзон хөөргөх үйл явцад гол үүрэг нь дамжуулагчийн диамагнит шинж чанартай байдаг бөгөөд тэдгээрийн атомууд нь гадны соронзон орны нөлөөн дор молекул дахь электронуудын хөдөлгөөний параметрүүдийг бага зэрэг өөрчилдөг. үндсэн чиглэлийн эсрэг сул соронзон орон гарч ирэхэд хүргэдэг. Энэхүү сул цахилгаан соронзон орны нөлөө нь таталцлыг даван туулахад хангалттай.
Эрдэмтэд диамагнитийн хөөрөлтийг харуулахын тулд жижиг амьтад дээр удаа дараа туршилт хийсэн.
Энэ төрлийн левитацийг амьд биетүүд дээр туршилт хийхэд ашигласан. Туршилтын үеэр17 орчим Теслагийн индукц бүхий гадаад соронзон орон, мэлхий, хулгана түр зогссон төлөвт (levitation) хүрсэн.
Ньютоны 3-р хуулийн дагуу диасоронзны шинж чанарыг эсрэгээр, өөрөөр хэлбэл диасоронзны талбарт соронзыг хөөргөх эсвэл цахилгаан соронзон орон дээр тогтворжуулахад ашиглаж болно.
Диа соронзон левитаци нь мөн чанараараа квант хөөргөхтэй адил юм. Өөрөөр хэлбэл, Мейснер эффектийн үйл ажиллагааны нэгэн адил дамжуулагчийн материалаас соронзон орны үнэмлэхүй шилжилт байдаг. Ганц өчүүхэн ялгаа нь диамагнит хөөргөлтийг бий болгохын тулд илүү хүчтэй цахилгаан соронзон орон шаардлагатай боловч квант хөөргөхтэй адил хэт дамжуулагчийг хөргөх шаардлагагүй болно.
Гэртээ та диамагнит левитацийн талаар хэд хэдэн туршилт хийж болно, жишээлбэл, хэрэв танд висмутын хоёр хавтан (энэ нь диамагнит) байвал та бага индукцтэй соронз, ойролцоогоор 1 Т, түдгэлзүүлсэн байдалд байна. Үүнээс гадна 11 Тесла индукц бүхий цахилгаан соронзон оронд та жижиг соронзыг түдгэлзүүлсэн төлөвт тогтворжуулж, соронзонд огт хүрэлгүй хуруугаараа байрлалыг нь тохируулж болно.
Байн байн тохиолддог диамагнет нь бараг бүх инертийн хий, фосфор, азот, цахиур, устөрөгч, мөнгө, алт, зэс, цайр юм. Хүний бие хүртэл зөв цахилгаан соронзон орон дотор диасоронзон байдаг.
Соронзон хөөрөлт
Соронзон хөөргөх нь үр дүнтэйсоронзон орон ашиглан объектыг өргөх арга. Энэ тохиолдолд таталцал болон чөлөөт уналтыг нөхөхөд соронзон даралтыг ашиглана.
Эрншоугийн теоремоор бол таталцлын талбарт объектыг тогтвортой байлгах боломжгүй юм. Өөрөөр хэлбэл, ийм нөхцөлд левитаци хийх боломжгүй, гэхдээ бид диамагнит, эргүүлэг гүйдэл, хэт дамжуулагчийн үйл ажиллагааны механизмыг харгалзан үзвэл үр дүнтэй левитацид хүрч чадна.
Хэрэв соронзон өргөлт нь механик дэмжлэгтэйгээр өргөлтийг хангадаг бол энэ үзэгдлийг псевдолевитаци гэж нэрлэдэг.
Мейснер эффект
Мейснерийн эффект нь дамжуулагчийн бүх эзэлхүүнээс соронзон орны үнэмлэхүй шилжилтийн үйл явц юм. Энэ нь ихэвчлэн дамжуулагчийг хэт дамжуулагч төлөвт шилжүүлэх үед тохиолддог. Энэ нь хэт дамжуулагч нь идеалаас ялгаатай - аль аль нь эсэргүүцэлгүй боловч идеал дамжуулагчийн соронзон индукц өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Энэ үзэгдлийг анх удаа 1933 онд Германы хоёр физикч болох Майснер, Оксенфельд нар ажиглаж, дүрсэлсэн байдаг. Тийм ч учраас квант левитацийг заримдаа Мэйснер-Охсенфельд эффект гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан соронзон орны ерөнхий хуулиас үзэхэд дамжуулагчийн эзэлхүүнд соронзон орон байхгүй үед зөвхөн гадаргын гүйдэл байдаг бөгөөд энэ нь хэт дамжуулагчийн гадаргуугийн ойролцоо орон зай эзэлдэг. Эдгээр нөхцөлд хэт дамжуулагч нь диамагниттай адил биш боловч нэг биш юм.
Meissner эффектийг бүрэн ба хэсэгчилсэн гэж хуваадагхэт дамжуулагчийн чанараас хамаарна. Соронзон орон бүрэн шилжсэн үед Мейснерийн бүрэн эффект ажиглагдана.
Өндөр температурын хэт дамжуулагч
Байгаль дээр цэвэр хэт дамжуулагч цөөхөн байдаг. Тэдний хэт дамжуулагч материалуудын ихэнх нь хайлш байдаг бөгөөд ихэнхдээ зөвхөн хэсэгчилсэн Мейснерийн нөлөө үзүүлдэг.
Хэт дамжуулагчийн хувьд энэ нь материалыг нэг ба хоёрдугаар төрлийн хэт дамжуулагч болгон хуваах соронзон орныг эзэлхүүнээс нь бүрэн салгах чадвар юм. Нэгдүгээр төрлийн хэт дамжуулагч нь мөнгөн ус, хар тугалга, цагаан тугалга зэрэг цэвэр бодисууд бөгөөд өндөр соронзон оронд ч Meissner-ийн нөлөөг бүрэн харуулах чадвартай. Хоёрдахь төрлийн хэт дамжуулагч нь ихэвчлэн хайлш, түүнчлэн керамик эсвэл зарим органик нэгдлүүд бөгөөд өндөр индукц бүхий соронзон орны нөхцөлд соронзон орныг эзэлхүүнээс нь хэсэгчлэн солих чадвартай байдаг. Гэсэн хэдий ч маш бага соронзон орны хүч чадлын нөхцөлд бараг бүх супер дамжуулагч, түүний дотор II төрөл нь Meissner-ийн бүрэн нөлөөг үзүүлэх чадвартай.
Хэдэн зуун хайлш, нэгдлүүд болон хэд хэдэн цэвэр материалууд нь квантын хэт дамжуулалтын шинж чанартай байдаг.
Мохаммедын авсны туршлага
"Мохаммедын авс" гэдэг нь левитаци бүхий нэгэн төрлийн заль мэх юм. Энэ бол үр нөлөөг тодорхой харуулсан туршилтын нэр юм.
Лалын домогт өгүүлснээр Бошиглогч Мухаммедын авс ямар ч дэмжлэг, дэмжлэггүйгээр агаарт байсан. ЯгТиймээс туршлагын нэр.
Туршлагын шинжлэх ухааны тайлбар
Хэт дамжуулалтыг зөвхөн маш бага температурт л хийх боломжтой тул хэт дамжуулагчийг шингэн гели, шингэн азот зэрэг өндөр температурт хийгээр урьдчилан хөргөх шаардлагатай.
Дараа нь хавтгай хөргөлттэй хэт дамжуулагчийн гадаргуу дээр соронзон байрлуулна. Хамгийн бага соронзон индукц нь 0.001 Тесла-аас ихгүй талбайд ч соронзон нь хэт дамжуулагчийн гадаргуугаас 7-8 миллиметрээр дээш өргөгддөг. Хэрэв та соронзон орны хүчийг аажмаар нэмэгдүүлбэл хэт дамжуулагчийн гадаргуу ба соронзон хоорондын зай улам бүр нэмэгдэх болно.
Гадаад нөхцөл өөрчлөгдөж, хэт дамжуулагч хэт дамжуулагч шинж чанараа алдах хүртэл соронз нь хөөрсөөр байх болно.
