Levitasiya, subyektin və ya obyektin dəstək olmadan kosmosda olduğu cazibə qüvvəsinin öhdəsindən gəlməkdir. "Levitasiya" sözü "yüngüllük" mənasını verən latın Levitas sözündəndir.
Levitasiyanı uçuşla eyniləşdirmək yanlışdır, çünki sonuncu hava müqavimətinə əsaslanır, buna görə də quşlar, həşəratlar və digər heyvanlar uçur və havaya qalxmır.
Fizikada levitasyon
Fizikada levitasiya cismin qravitasiya sahəsində sabit mövqeyinə aiddir, halbuki bədən digər obyektlərə toxunmamalıdır. Levitasiya bəzi zəruri və çətin şərtləri nəzərdə tutur:
- Qravitasiya cazibəsini və cazibə qüvvəsini əvəzləyə bilən qüvvə.
- Bədənin kosmosda sabitliyini təmin edə bilən qüvvə.
Qauss qanunundan belə çıxır ki, statik maqnit sahəsində statik cisimlər və ya cisimlər havaya qalxa bilmir. Bununla belə, şərtləri dəyişdirsəniz, levitasiya əldə edə bilərsiniz.
Kvant Levitasiyası
Kvant levitasiyası haqqında ilk dəfə ictimaiyyət 1991-ci ilin martında Nature elmi jurnalında maraqlı bir fotoşəkil dərc edildikdən sonra xəbərdar oldu. Tokio Superkeçiricilik Araşdırma Laboratoriyasının direktoru Don Tapskotun keramika superkeçirici lövhənin üzərində dayandığını və döşəmə ilə boşqab arasında heç bir şeyin olmadığını göstərdi. Fotonun real olduğu ortaya çıxdı və üzərində dayanan rejissorla birlikdə təxminən 120 kiloqram ağırlığında olan boşqab Meissner-Ochsenfeld effekti kimi tanınan super keçiricilik effekti sayəsində döşəmədən yuxarı qalxa bilirdi.
Diamaqnit qaldırma
Tərkibində su olan, özü diamaqnit olan, yəni atomları əsas elektromaqnit cərəyanının istiqamətinə qarşı maqnitlənməyə qadir olan material olan cismin maqnit sahəsində asılılıq növünün adıdır. sahə.
Diamaqnit levitasiyası prosesində əsas rolu keçiricilərin diamaqnit xassələri oynayır, onların atomları xarici maqnit sahəsinin təsiri altında molekullarında elektronların hərəkət parametrlərini bir qədər dəyişdirir. əsas istiqamətin əksinə zəif bir maqnit sahəsinin meydana gəlməsinə səbəb olur. Bu zəif elektromaqnit sahəsinin təsiri cazibə qüvvəsinə qalib gəlmək üçün kifayətdir.
Diamaqnit levitasiyanı nümayiş etdirmək üçün alimlər kiçik heyvanlar üzərində dəfələrlə təcrübələr apardılar.
Bu tip levitasiya canlı obyektlər üzərində aparılan təcrübələrdə istifadə edilmişdir. Təcrübələr zamanıtəxminən 17 Tesla induksiyası olan xarici maqnit sahəsi, qurbağaların və siçanların dayandırılmış vəziyyətinə (levitasiyası) nail olundu.
Nyutonun üçüncü qanununa görə, diamaqnitlərin xassələri əksinə istifadə edilə bilər, yəni diamaqnit sahəsində maqniti qaldırmaq və ya onu elektromaqnit sahəsində sabitləşdirmək üçün.
Diamaqnit levitasiyası təbiətcə kvant levitasiyası ilə eynidir. Yəni, Meissner effektinin təsirində olduğu kimi, dirijorun materialından maqnit sahəsinin mütləq yerdəyişməsi var. Yeganə cüzi fərq ondan ibarətdir ki, diamaqnit levitasiyasına nail olmaq üçün daha güclü elektromaqnit sahəsi lazımdır, lakin kvant levitasiyasında olduğu kimi keçiricilərin superkeçiriciliyinə nail olmaq üçün onları soyutmaq qətiyyən lazım deyil.
Evdə hətta diamaqnit levitasiyası ilə bağlı bir neçə təcrübə də qura bilərsiniz, məsələn, iki boşqab vismutunuz varsa (bu diamaqnitdir), aşağı induksiyaya malik maqnit, təxminən 1 T, dayandırılmış vəziyyətdə. Bundan əlavə, 11 Tesla induksiyası olan elektromaqnit sahəsində kiçik bir maqniti asılmış vəziyyətdə, maqnitə ümumiyyətlə toxunmadan barmaqlarınızla vəziyyətini tənzimləməklə sabitləşdirə bilərsiniz.
Tez-tez rast gəlinən diamaqnitlər demək olar ki, bütün inert qazlar, fosfor, azot, silisium, hidrogen, gümüş, qızıl, mis və sinkdir. Hətta insan bədəni düzgün elektromaqnit maqnit sahəsində diamaqnitdir.
Maqnit levitasiyası
Maqnetik levitasiya effektivdirmaqnit sahəsindən istifadə edərək obyekti qaldırmaq üsulu. Bu halda maqnit təzyiqi cazibə qüvvəsini və sərbəst düşməni kompensasiya etmək üçün istifadə olunur.
Earnshaw teoreminə görə, cismi qravitasiya sahəsində sabit saxlamaq mümkün deyil. Yəni belə şəraitdə levitasiya qeyri-mümkündür, lakin diamaqnitlərin, burulğan cərəyanlarının və superkeçiricilərin təsir mexanizmlərini nəzərə alsaq, onda effektiv levitasiyaya nail olmaq olar.
Maqnit qaldırma mexaniki dəstək ilə qaldırma təmin edirsə, bu fenomen psevdolevitasiya adlanır.
Meissner effekti
Meysner effekti maqnit sahəsinin keçiricinin bütün həcmindən mütləq yerdəyişməsi prosesidir. Bu, adətən dirijorun superkeçirici vəziyyətə keçməsi zamanı baş verir. Superkeçiricilərin ideallardan fərqləndiyi budur - hər ikisinin müqaviməti olmamasına baxmayaraq, ideal keçiricilərin maqnit induksiyası dəyişməz qalır.
İlk dəfə bu hadisə 1933-cü ildə iki alman fiziki - Meissner və Oksenfeld tərəfindən müşahidə edilmiş və təsvir edilmişdir. Buna görə də kvant levitasiyası bəzən Meissner-Ochsenfeld effekti adlanır.
Elektromaqnit sahəsinin ümumi qanunlarından belə çıxır ki, keçiricinin həcmində maqnit sahəsi olmadıqda, onda yalnız superkeçiricinin səthinə yaxın yer tutan səth cərəyanı mövcuddur. Bu şərtlər altında superkeçirici diamaqnit kimi davranmasa da, diamaqnit kimi davranır.
Meissner effekti tam və qismən bölünürsuperkeçiricilərin keyfiyyətindən asılı olaraq. Tam Meissner effekti maqnit sahəsi tamamilə yerdəyişdikdə müşahidə edilir.
Yüksək temperaturlu superkeçiricilər
Təbiətdə təmiz superkeçiricilər azdır. Onların superkeçirici materiallarının əksəriyyəti ərintilərdir və əksər hallarda yalnız qismən Meissner effekti nümayiş etdirirlər.
Superkeçiricilərdə materialları birinci və ikinci növ superkeçiricilərə ayıran maqnit sahəsini həcmindən tamamilə çıxarmaq qabiliyyətidir. Birinci növ superkeçiricilər yüksək maqnit sahələrində belə tam Meissner effektini nümayiş etdirməyə qadir olan civə, qurğuşun və qalay kimi saf maddələrdir. İkinci növ superkeçiricilər ən çox ərintilər, eləcə də yüksək induksiyaya malik bir maqnit sahəsi şəraitində maqnit sahəsini öz həcmindən qismən dəyişdirməyə qadir olan keramika və ya bəzi üzvi birləşmələrdir. Buna baxmayaraq, çox aşağı maqnit sahəsinin gücü şəraitində demək olar ki, bütün superkeçiricilər, o cümlədən II tip, tam Meissner effektinə qadirdir.
Bir neçə yüz ərinti, birləşmə və bir neçə təmiz materialın kvant superkeçiriciliyi xüsusiyyətlərinə malik olduğu məlumdur.
Məhəmmədin Tabutu Təcrübəsi
"Məhəmmədin tabutu" havaya qaldırma ilə bir növ hiylədir. Təsiri açıq şəkildə nümayiş etdirən təcrübənin adı belə idi.
Müsəlman əfsanəsinə görə, Məhəmməd peyğəmbərin tabutu heç bir dəstək və dəstək olmadan havada idi. Tam olaraqtəcrübənin adı belədir.
Təcrübənin elmi izahı
Superkeçiriciliyə yalnız çox aşağı temperaturlarda nail olmaq olar, ona görə də superkeçirici əvvəlcədən soyudulmalıdır, məsələn, maye helium və ya maye azot kimi yüksək temperaturlu qazlarla.
Sonra düz soyudulmuş superkeçiricinin səthinə maqnit qoyulur. Minimum maqnit induksiyası 0,001 Tesla-dan çox olmayan sahələrdə belə, maqnit superkeçiricinin səthindən təxminən 7-8 millimetr yuxarı qalxır. Əgər maqnit sahəsinin gücünü tədricən artırsanız, superkeçiricinin səthi ilə maqnit arasındakı məsafə getdikcə daha çox artacaq.
Xarici şərtlər dəyişənə və superkeçirici superkeçirici xüsusiyyətlərini itirənə qədər maqnit qalxmağa davam edəcək.
