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