المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 شناوري مغناطيسي (272)
شناوري مغناطيسي (272)زنگ تفريح فيزيك
القاي الکترومغناطيسي

 

 

 

يکي از مشخصه هاي شناخته شده براي عموم، پديده شناوري مغناطيسي با ميدان مغناطيسي ثابت، بالاي سطحي است که روي آن قرار گرفته بوده و ميدان ان را از سطح جدا کرده و روي هوا معلق نگه داشته. اين شرايط در دماي نزديک صفر مطلق که شرايط ابررسانايي است، فراهم مي‌شود. ولي جسمي که معلق مانده بنابه همان قانون آهنربا، خودش دو قطب دارد. پس گاهي جاذبه و گاهي دافعه را از قطبين خودش نسبت به سطح که قطب ثابتي دارد، تجربه مي‌کند. در نتيجه بايد نيرويي خارجي وارد کنيم تا جسم معلق را وارد فاز جاذبه نکند و قطب مخالف در بالاي جسم بوده و نيروي آن خنثي شود.

 

در ابررساناها پايداري بدست آمده، حتي اگر آهنربا بچرخد، اين رفتار در بلبرينگ‌ها و ژيروسکوپ‌ها با کارايي بالايي مورد استفاده قرار گرفته است. منشأ شناوري مغناطيسي ابررسانا در قانون فارادي نهفته است؛ يک آهنربا نزديک يک ابررسانا قرار مي‌گيرد، چون برآنيم شار ابررسانايي را افزايش دهيم. ولي رسيدن به صفر مطلق به معناي گذر از مقاومت الکتريکي است. چرا که در جريان الکتريکي بهرحال مقاومت الکتريکي وجود دارد. در نتيجه هر تلاشي براي توليد يک نيرومحرکه الکتريکي در ماده جريان القايي را منجر مي‌شود که آنقدر هست تا افزايش شار را خنثي کند.   اين ساده ترين رفتار، مشخصه ابررساناي نوع يک است که چيزي جز پارامغناطش کامل نخواهد بود. ماده پارامغناطيس اينطور رفتار مي‌کند: به جريان القايي عکس العمل نشان داده و ميدان داخلي که کاملاً ميدان خارجي را خنثي مي‌کند.

 

 اين يعني معلق ماندن! ضريب گذردهي مغناطيسي ۱- خواهد بود. در حالي که ماده معمولي مقداري بسيار کمتر از اين ويژگي پارامغناطش را دارد که به جريان‌هاي اتمي معروفند. براي ابررساناها، شناوري به اين دليل اتفاق مي‌افتد که جريان‌هاي اتمي در آهنرباي ثابت و جريان الکتريکي القايي در ابررسانا، در جهت مخالف هم هستند و چنين جريان‌هايي همديگر را دفع مي‌کنند. 

 

 معمولاً ابررساناهاي تجاري اجازه مي‌دهند مقداري جريان برقرار باشد. اينها ابررساناهاي نوع ۲ هستند. چنين جرياني مي‌تواند گرفتار نقصان در ابررسانا شود که هدف آن پايداري ابرجريان‌ها يا شناوري است. حتي قبل از دماي بالاي ابررسانايي، پديده شناوري با مواد نوع دوم قديمي مورد استفاده قرار گرفته است. در تصاوير زير قطاري را مي‌بينيد که به همين روش معق مانده و بدون اصطکاک با هر سطحي حرکت مي‌کند. در اين قطارها از آهنرباهاي قوي از جنس نوبيوم و تيتانيوم استفاده مي‌شود. چنين قطارهايي به سرعت‌هاي بالايي مي‌رسند و شرايط مکانيکي و حمل و نقل ساده‌اي را فراهم مي‌کنند.

 

 بااين حال، هزينه سردسازي ابررساناها بايد بسيار بيش از آنچه هست کاسته شود. هنوز اين روش در حمل و نقل بين شهر به دليل مصرف بالاي انرژي عمومي و تجاري نشده است.

 

 

شمايه‌اي از آنجه شناوري مغناطيسي بايد براي قطارهاي مونوريل ايجاد کند.

 

 

 يکي از کاربردها و شايد بهتر بگوييم پيشرفت‌هاي ابررسانايي در شتابدهنده هاي ذرات بوده است. در اين ماشين‌هاي غول آسا بلوک‌هاي کوچک طبيعت بهم برخورد مي‌کنند و شما با جنگلي از ذرات پس از برخورد مواجه مي‌شويد. ولي اين ماشين‌هاي پيشرفته دنياي ذرات بنيادي بايد از ابررسانايي براي به خط نگه داشتم باريکه ذرات استفاده کنند تا ذرات معلق در مسير دايره اي شکلي که باز هم ميدان مغناطيسي در به خط نگه داشتنش دخيل است و حتي شتاب دادند آن‌ها، مسير مورد نظر را طي کرده و سپس با رسيدن به شتاب لازم دو باريکه ذرات بهم برخورد کنند. مانند برخورد پروتون-پروتون که چندبار در CERN به انجام رسيد. ويا حتي آزمايشهاي دهه هاي گذشته که ذرات به ناگاه کشف و تعدادشان به صدها عدد رسيد. LHC که همان پروژه جديد سرن باشد، نه فقط شتاب ذرات بلکه، رکورد دماي نزديک صفر مطلق را شکست.

 

 

تصويري از بخش ابررساناي لوله انتقال و شتاب ذرات بنيادي در CERN که بعد از روشن شدن شتابدهنده تا ۱الکترون ولت به دليل انفجار سرد در اين بخش تا مدتي پروژه اين مرکز را متوقف کرد و بعد از بازسازي و بهينه سازي با روش‌هاي جديد بعد از اين تجربه، هب کار خود ادامه داده است. اين اتفاق سال ۲۰۰۸ روي داد.

 


مطالب مرتبط:


ابررسانايي - قطارهاي مغناطيسي (مونوريل) - برخورد دهنده بزرگ هادروني 

1391/11/17لينک مستقيم

فرستنده :
امین HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : سلام اطلاعاتی درمود فرمول هاش دارید چون من میخاستم با استفاده از دو اهنربا کاری شبیه این کنم ولی نمیدونستم باید اهنربا چند تسلا باشد و چقدر از هم فاصله میگیرن ممنون از راهنمایتان
پاسـخ : سلام شما باید ابتدا با الکترودینامیک که در ارشد مهندسی و فیزیک جزو دوره های پایه محصوب میشه آشنا بشید. قبل از آن هم الکترومغناطیس و رساناها و نیم رساناها که در این دو دوره کارشناسی و ارشد ارائه میشه برای معندسی برق و بخصوص فیزیک

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1392/12/10
مـتـن : good

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2381
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2381