(магнитная) левитация

Явление левитации в
современной физике.
11.06.2014
Ученик 10 класса
МОУ «Лицей №8»
г. Тихвин
Тарасов Владимир.
Вступление.
План.
1) Определение.
2) Виды левитации:
- Электромагнитная;
- Оптическая;
- Акустическая.
3) Заключение.
Определение.
Левитация (от лат. levitas «легкость,
легковесность») — явление, при котором предмет
без видимой опоры парит в пространстве (то
есть левитирует), не притягиваясь к твёрдой или
жидкой поверхности.
Виды левитации.
1) Электромагнитная;
2) Оптическая;
3) Акустическая (звуковая);
Электромагнитная левитация.
Магнит левитирует над охлаждённым
жидким азотом сверхпроводником.
Электромагнитная (магнитная) левитация это метод подъёма объекта с помощью одного
только магнитного поля. Магнитное давление
используется для компенсации ускорения
свободного падения или любых других
ускорений.
Электромагнитная левитация.
Электромагнитная левитация (или эффект
Мейснера) впервые наблюдалась в 1933 году
немецкими физиками Мейснером и Оксенфельдом.
Предпосылкой послужило открытие
сверхпроводимости.
Вальтер Фриц
Мейснер (1882 –
1974)
Электромагнитная левитация.
Сверхпроводимость — свойство некоторых
материалов обладать строго нулевым
электрическим сопротивлением при достижении
ими температуры ниже определённого значения
(критическая температура).
Электромагнитная левитация.
Хейке Камерлинг-Оннес (1853-1926)
Это явление было открыто 8 апреля 1911 года
голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом.
Электромагнитная левитация.
Электромагнитная левитация.
Электромагнитная левитация.
Область применения:
- Транспорт на магнитной подушке (маглев)
- Магнитные подшипники
- Магнитные ветрогенераторы
Электромагнитная левитация.
Маглев (магнитная левитация)
ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГЛЕВ-СИСТЕМ
Высокие эксплуатационные характеристики
Самая высокая скорость (581 км/ч, а на тестах достигалась и
скорость в 1000 км/ч) из всех видов общественного наземного
транспорта, возможность использования подшипников в
агрессивных средах, при высоких или низких температурах.
Экономичность
Высокая износостойкость, низкие эксплуатационные затраты в
связи со значительным уменьшением трения деталей.
Энергоэффективность
Энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у
автомобиля и в пять раз эффекивнее, чем у самолета.
Экологичность
Низкий уровень шума.
Пожаробезопасность
Для охлаждения систем левитации используется негорючий жидкий
азот, отсутствие трения существенно снижает риск возгорания.
Однако, строительство дорог для маглев-поездов обходится очень
дорого, так как обычные железнодорожные пути невозможно
модернизировать. Поэтому такой вид общественного транспорта
можно увидеть только в Японии (линия Линимо) и Шанхае.
Электромагнитная левитация.
Магнитные подшипники.
Магнитные подшипники используются в качестве
ключевых деталей различных устройств и механизмов.
Очевидным преимуществом является снятие проблемы
износа материала (так как нет механического
контакта между деталями). Это открывает простор
для использования таких подшипников в
экстремальных условиях, где затруднены ремонтные
работы ( например, атомная энергетика).
Электромагнитная левитация.
Вертикальные ветрогенераторы.
Вертикальные ветрогенераторы на магнитной
левитации уже находят широкое применение. Именно
использование в них магнитных подшипников делает их
особенно привлекательным способом получения
электроэнергии из энергии ветра. Фактически ротор
ветрогенератора висит в воздухе, опираясь на
подшипники, парящие с помощью магнитной
левитации. Поэтому не тратится энергия на трение
между деталями.
Оптическая левитация.
Оптическая левитация - удержание или
перемещение мелких частиц за счет светового
давления, создаваемого сфокусированным
лазерным лучом.
Оптическая левитация.
В начале прошлого века Эренхафтом был открыт
эффект движения частиц пыли, взвешенных в
воздухе в луче мощной лампы, причем некоторые
частицы двигались не по направлению к источнику
света, а в обратном направлении. Этот эффект,
названный фотофорезом, нельзя было объяснить
действием только силы светового давления.
Движение частиц в направлении распространения
света было названо положительным
фотофорезом, а движение в обратном
направлении – отрицательным фотофорезом.
Оптическая левитация.
Практическое применение:
1) разделение частиц в жидкости;
2) оптическая левитация частиц в воздухе (и в
вакууме);
3) захват и удержание частиц в лазерном луче.
Акустическая левитация.
Акустическая левитация — устойчивое положение
весомого объекта в стоячей акустической волне.
Акустическая левитация.
Акустическая левитация.
Акустическая левитация.
Стоячая волна возникает в особых колебательных
системах, при которых звук отражается от некой
преграды. При этом звуковая волна не просто
отражается, но и накладывается на исходную
звуковую волну, причём расположения
максимальных и минимальных положений
амплитуды должно повторяться.
Акустическая левитация.
Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе,
представляют собой сгущения и разряжения
среды.
Акустическая левитация.
Акустическая левитация является перспективным
направлением исследований в практической
технологической сфере, так как она почти не
зависит от используемых в работе материалов,
что снижает стоимость экспериментов.
Заключение.
Ссылки.
http://ru.wikipedia.org
http://www.metodolog.ru
http://yandex.ru/images
http://yandex.ru/video
http://www.superox.ru
http://www.chuchotezvous.ru