Айналдыру тұрақтандырылған магниттік левитация - Spin-stabilized magnetic levitation

Туралы қысқаша демонстрация және шағын түсініктеме Левитрон фирмалық спин-тұрақтандырылған магниттік левитациялық құбылысты көрсететін левитациялық жоғарғы құрылғы.

Айналдыру тұрақтандырылған магниттік левитация Бұл құбылыс туралы магниттік левитация осылайша айналатын магнит немесе магниттер массиві магниттік күштер арқылы басқа магниттің немесе магниттер массивінің үстінде қозғалады және айналу әсерінен тұрақтылыққа ие, бұл өте жылдам емес және өте қажет емес. прецессия.

Құбылыс бастапқыда арқылы ашылды өнертабыс арқылы Вермонт өнертапқыш Рой М. Харриган 1970 жылдары. 1983 жылы 3 мамырда Харриган а Америка Құрама Штаттарының патенті ол осы құбылысқа негізделген өзінің түпнұсқа левитациялық құрылғысын тапты.[1][2] Харриганнан тәуелсіз, Пенсильвания штатындағы Джозеф Чиффо есімді өнертапқыш дәл осындай жаңалықты 1984 жылы жазық магнитті қолданды, бұл геометрия, оның предшественниктің ыдыс-аяқ дизайнынан едәуір алға жылжуын дәлелдеді. Чиффоның дизайны, 1991 жылғы «МАГНЕТТЕР СІЗДІҢ БОЛАШАҒЫҢЫЗДА» мерзімді басылымында жарияланған,[3] әрі қарай Харриганнан ерекшеленді, ол салмақталмаған шыңды біріктірді.[4][5] Harrigan технологиясы толығымен немесе Чиффоның тегіс негіздегі инновациясымен бірге жаппай сатылатын левитинг ойыншығының дамуына негіз болды жоғарғы сауда маркасымен сатылды 'Левитрон '.

2012 жылы[6] және 2014 ж[7] Макс Майклисис Levitron маркалы магниттік шыңдарды 45 ° және 90 ° көлбеу бұрыштарымен жұмыс істейтіндігін айтты (яғни айналдыру осі көлденеңінен).

Физика

Эрншоу теоремасы статикалық конфигурациясына мүмкіндік бермейді тұрақты магниттер тұрақты магнитті немесе басқа материалдарды тұрақты түрде левитациялау үшін парамагниттік немесе ферромагниттік қарсы ауырлық. Бұл теорема дұрыс конфигурацияланған магниттік негізден және оған сәйкес келетін магниттік шыңнан тұратын құрылғыларға қолданылмайды, дегенмен, айналу шыңының статикалық емес сипаты гироскоп оның тороидты болуын болдырмау үшін магнит өрісі магниттік базаның қарама-қарсы қарсылық өрісінің бағытымен бір бағытта толық теңестіруден (яғни: жоғары айналдыру арқылы). Бұл гироскопиялық қасиет шыңдармен біріктірілген прецессия оның бағытына динамикалық жауап беруге мүмкіндік береді тороидты түрде оның негізгі магнитінің пішінді өрісі және үстіңгі жағында әрекет ететін күштер (гравитациялық, магниттік және гироскопиялық) тепе-теңдікте болатын кеңістіктегі кеңістіктегі орталық нүктеге қатысты қалады, осылайша жоғарғы жағы минималды энергия жақсы.[8] (қараңыз: магниттік левитация )

Зертханада эксперименттік қондырғылар айналу жиілігін өлшеп, оны қозғаушы катушканы қолдана отырып, шыңдарды белгісіз кезеңдерге көтере алады. Алайда температураның өзгеруі тұрақтылыққа әсер етуі мүмкін, ал қоршаған орта температурасын бақылаусыз магниттің температуралық коэффициентіне байланысты шың бірнеше сағаттан немесе бірнеше күннен кейін төмендейді.[8]

Магниттік тұрақтылықтың физикасы ұқсас магниттік градиент ұстағыштар.[8]

Көлбеу немесе көлденең осьті көтеру алдымен сэр Майкл Берри сипаттаған прецессиялық «микро тұзаққа» «макро қақпан» қою арқылы жүзеге асырылады.[9] және Симон, Хефлингер және Риджуэй.[8] Макротрапон Левитронның үстінде орналасқан екі магниттік «V» және магниттік магниттің тіркесімі арқылы жасалады. Тартқыш маятниктің бауы сияқты әрекет етеді.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ АҚШ патенті 4,382,245
  2. ^ «Сіздің болашақтағы магниттер».
  3. ^ Rod Driver (1999-09-22). «Таңғажайып өнертабыс және патенттің бұзылуы (2-ші бөлімнің 1-бөлігі)». Providence журналы.[өлі сілтеме ] Alt URL
  4. ^ Rod Driver (1999-09-23). «Өзінің өнертабысын сәтсіз аяқтаған патент (2-ші бөлімнің 2-бөлігі)». Providence журналы.[өлі сілтеме ] Alt URL
  5. ^ Майкл М.М. Левитронның көлбеу тәжірибелері. Am. J. физ. 80, 949-954, 2012 ж
  6. ^ Майкл М.М. Левитронның көлденең осі - физиканы көрсету. 49 (1), 67-74, 2014 ж.
  7. ^ а б в г. Мартин Д. Симон, UCLA физика кафедрасы, Ли О. Хефлингер, С. Л. Риджуэй (1997). "Айналдыру тұрақтандырылған магниттік левитация". Американдық физика журналы. Алынған 2006-12-06.CS1 maint: бірнеше есімдер: авторлар тізімі (сілтеме)
  8. ^ Берри. Левитрон. Айналдыруға арналған адиабаталық тұзақ. Проф. Roy. Лондон сериясы А 452,1207-1220, 1996 ж