Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аэродинамическая левитация — Aerodynamic levitation

Аэродинамическая левитация — Aerodynamic levitation

Аэродинамическая левитация — это использование давления газа для левитации материалов, так что они больше не находятся в физическом контакте с каким-либо контейнером. В научных экспериментах это устраняет проблемы загрязнения и зародышеобразования, связанные с физическим контактом с контейнером.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Обзор
  • 2 Аэродинамическая левитация как научный инструмент
    • 2.1 Переохлаждение жидких проб
    • 2.2 Стекло, полученное методом аэродинамической левитации
    • 2.3 Измерения физических свойств
  • 3 См. Также
  • 4 Дальнейшее чтение
  • 5 ссылки

Обзор

Термин аэродинамическая левитация может применяться ко многим объектам, которые используют давление газа для противодействия силе тяжести и обеспечивают стабильную левитацию . Вертолеты и шайбы для аэрохоккея — два хороших примера аэродинамически левитирующих объектов. Однако в последнее время этот термин также стал ассоциироваться с научной техникой, в которой используется конусообразное сопло, обеспечивающее стабильную левитацию сферических образцов диаметром 1-3 мм без необходимости в механизмах активного контроля.

Аэродинамическая левитация как научный инструмент

Эти системы позволяют поднимать сферические образцы в воздух, пропуская газ через расширяющееся коническое сопло. Сочетание этого с непрерывным нагревом лазером CO 2 мощностью> 200 Вт позволяет достичь температуры образца выше 3000 градусов Цельсия.

При нагревании материалов до этих чрезвычайно высоких температур левитация в целом дает два ключевых преимущества по сравнению с традиционными печами. Во-первых, устраняется загрязнение, которое в противном случае могло бы произойти из-за твердого контейнера. Во-вторых, образец может быть переохлажден, т.е. охлажден ниже нормальной температуры замерзания без фактического замерзания.

Переохлаждение жидких проб

Недоохлаждение или переохлаждение — это охлаждение жидкости ниже ее равновесной температуры замерзания, в то время как она остается жидкостью. Это может произойти там, где зарождение кристаллов подавлено. В левитированных образцах гетерогенное зародышеобразование подавлено из-за отсутствия контакта с твердой поверхностью. Методы левитации обычно позволяют охлаждать образцы на несколько сотен градусов Цельсия ниже их равновесных температур замерзания.

Стекло, полученное методом аэродинамической левитации

Поскольку зарождение кристаллов подавляется левитацией и поскольку оно не ограничивается проводимостью образца (в отличие от электромагнитной левитации), аэродинамическая левитация может использоваться для изготовления стеклообразных материалов из высокотемпературных расплавов, которые нельзя получить стандартными методами. Было изготовлено несколько стекол на основе оксида алюминия, не содержащих кремнезема.

Измерения физических свойств

В последние несколько лет также был разработан ряд методов измерения на месте . Следующие измерения могут быть выполнены с различной точностью:

Аэродинамическая левитация на месте также сочетается с:

На самом ли деле существует левитация?

Человека всегда привлекала гипотетическая возможность летать без помощи каких бы то ни было летательных аппаратов. Люди об этом мечтали, сочиняли сказки, передавали из уст в уста легенды о полетах. Но такие ли уж это легенды, или история на самом деле знает случаи полета без помощи приборов — т.н. левитацию?

Маленький Мук летал с помощью волшебных туфлей колдуньи

Начнем с того, что все мы — без исключения — летаем во сне. Считается, что сны о полетах появляются, когда организм выделяет гормон, отвечающий за рост костей и клеток кожи. В то же время на поэтический вопрос «Отчего люди не летают так, как птицы?» наука дает однозначный ответ: «Причина в гравитационном притяжении Земли. Только преодолев силу тяжести, человек сможет подняться в воздух».

Основатель аэрогидродинамики Н.Жуковский писал: «Человек полетит, опираясь не на силу мускулов, а на силу своего разума». Красиво! Афоризм стал девизом первых покорителей Пятого океана. Фраза подразумевает, что человек сможет преодолеть силу притяжения благодаря развитию науки.

Однако «отец русской авиации» даже не подозревал, насколько близко был к истине! Речь идет о способности человека к левитации в момент полного освобождения головного мозга от «засоряющей» его внешней и внутренней информации. И хотя такая девственная чистота кажется совершенно невероятной, факты — упрямая вещь.

Например, в разных частях света сохранились свидетельства о более чем двухсот святых, которые в момент религиозного транса или экстаза возносились над землей. В их ряду «летающий монах» Иосиф Деза (1603-1663) из итальянского города Копертино (более 70 левитаций, документально зафиксированных тогдашними учеными и царствующими особами), монахиня-кармелитка святая Тереза, рассказавшая о необычном даре в автобиографии (1565 г.), Игнатий Лойола, святой Адольфус Лиджори, а также знаменитая кармелитка сестра Мария. Современники Жанны д’Арк рассказывали, что в детстве она иногда по собственному желанию взлетала вверх на глазах у подруг. А когда повзрослела, многие стали обращать внимание на ее необычно плавную и легкую походку: будто она не ходила по земле, а парила над ней.

Из русских левитантов можно назвать преподобного Серафима Саровского, Василия Блаженного. Причем в число официально признанных церковью левитантов не входят ведьмы. Сколько их сожгла на костре святая инквизиция, не поддается учету.

Один из самых известных левитантов — шотландец Дэниел Дуглас Юм (1833-1886). Ученые с мировым именем зафиксировали сотни его левитаций. Но он — далеко не единственный, кто ставил в тупик ученых. Так, в 1934 г. англичанин Морис Вильсон, много лет тренировавшийся в левитации по методике йогов, решил огромными прыжками, взлетая над землей, покорить вершину Эверест. Его замерзшее тело обнаружили в горах на следующий год. До вершины Вильсон не «долетел» совсем немного. Но то, что он смог преодолеть труднейший маршрут без специального альпинистского снаряжения, говорит в пользу левитации.

Читать еще:  Алгоритм работы двигателя автомобиля

Но чаще всего случаи левитации были замечены на Востоке. В отличие от восточных левитантов, западные не стремились специально овладеть искусством левитации и не готовились к полетам. Обычно они взмывали в воздух, будучи в состоянии восторженного религиозного экстаза и даже не думая об этом. Восточные же всю свою жизнь подчиняли искусству управляемого полета.

На Востоке левитацией владели йоги, святые отшельники, а также брахманы и маги. В индийских Ведах, что в буквальном переводе с санскрита означает «знание», содержится даже практическое руководство по левитации, своеобразное ноу-хау, которое описывает, как привести себя в такое состояние, чтобы оторваться от земли.

Наряду с Индией левитация в древности практиковалась также в Тибете. Буддистские тексты повествуют о том, что, после того, как в 527 г. в монастырь Шаолинь пришел индийский основоположник дзэн-буддизма Бодхидхарма, он научил монахов управлять энергией тела — непременному условию для полетов. Пользовались левитацией и сам Будда, и его наставник маг Саммат, которые могли часами оставаться висящими в воздухе.

Характерно, что и в Индии, и в Тибете искусство левитации сохранилось до наших дней. Многие исследователи-востоковеды описывают также феномен «летающих лам». Например, британская путешественница Александра Давид-Неель своими глазами наблюдала, как на высокогорном плато Чанг-Танга один из буддистских монахов, сидя неподвижно с подогнутыми под себя ногами, пролетал десятки метров.

В настоящее время самых больших результатов в области левитации добились те, кто использует методику йогов. За многовековую историю эпохи потери знания и эпохи невежества многое из этой методики оказалось утрачено. Но часть сокровенных знаний все же сохранилась. Одним из их хранителей был индийский гуру Дэви. Его учеником стал наш современник, молодой физик. В 1957 г., перебравшись в США под именем Махариши Махеш Йоги, он выступил проповедником нового философско-религиозного учения Науки Творческого Разума.

Его краеугольный камень — трансцендентальное сознание, которое не ограничено какими-либо рамками и может получать информацию прямо из окружающего мира и от вселенского разума, а не только посредством органов чувств. Махариши утверждает, что способность к левитации заложена в каждом, нужно только научиться пользоваться ею.

В июле 1986 г. в Вашингтоне были проведены первые соревнования «летающих йогов», подготовленных по программе трансцендентальной медитации, о которых много писала пресса и были сняты фильмы. Хотя показанные участниками результаты несравнимы с дошедшими до нас описаниями случаев левитации в прошлом, их, безусловно, можно считать весьма впечатляющими: подъем на 60 см в высоту и перемещение на 1,8 м по горизонтали.

Правда, назвать полетами то, что продемонстрировали «летающие йоги», нельзя. Скорее, это лишь короткие подскоки: неподвижно сидящий в позе лотоса человек вдруг плавно поднимается в воздух, на какое-то время зависает неподвижно, а потом так же плавно приземляется. Ну а на шестых соревнованиях «летающих йогов», проведенных в 1993 г. в Гааге, первенствовал Субха Чандра, поднявшийся над землей максимум на 90 см, пролетевший по горизонтали 187 см и остававшийся в воздухе по 3-4 минуты.

Что же такое левитация — случайность или закономерность? Несмотря на многочисленные случаи таких полетов, она воспринимается как чудо или в лучшем случае как загадочный феномен, граничащий с фантастикой и противоречащий научным законам. И эта оценка не изменится до тех пор, пока не будет найден ответ на главный вопрос: какова природа той силы, которая поднимает человека в воздух? Возникает ли она в самом организме за счет мобилизации каких-то внутренних резервов, его неизвестных, скрытых возможностей, либо ее источник находится вне человека и он лишь «подключается» к нему?

Суждения о физической природе левитации весьма противоречивы. Ряд исследователей полагает, что левитация возникает в результате появления биогравитационного поля, которое создается особой психической энергией, излучаемой мозгом человека. Многие серьезные ученые до недавнего времени отзывались о левитации и антигравитации весьма резко в том духе, что все это «чушь собачья». Сейчас им приходится пересматривать свою позицию.

Все началось с того, что в марте 1991 г. авторитетный научный журнал «Нейчер» опубликовал сенсационный снимок: директор токийской Исследовательской лаборатории сверхпроводимости восседал на блюде из сверхпроводящего керамического материала, и между ним и поверхностью пола был отчетливо виден небольшой зазор. Масса директора вместе с блюдом составляла 120 кг, что не мешало им парить над землей! Это явление позднее получило название «эффекта Мейснера».

Безусловно, назвать это левитацией пока нельзя. Однако это эксперимент может помочь раскрыть тайну левитантов — в том случае, если будет доказано, что зависание в воздухе живых объектов объясняется деятельностью клеточных процессов.

Изучая вопрос левитации, ученые не могли не задаться вопросом: если человек, находясь в состоянии религиозного транса или экстаза, может летать, т.е. преодолевать гравитационное притяжение Земли, означает ли это, что учение о гравитации несостоятельно? Сложный вопрос.

На Востоке учат: чтобы достичь состояния левитации, человек обязан вести аскетический образ жизни. Прежде чем совершить левитацию, адепт на протяжении нескольких дней должен соблюдать пост, а затем выполнить ряд определенных упражнений, цель которых — «пробудить змею» и поднять энергию кундалини по позвоночнику: от самой нижней чакры до самой верхней. Адепт в процессе длительной медитации вначале достигает согласования частот чакр, расположенных в голове, в результате которого наступает полное освобождение мозга от всевозможной внешней и внутренней информации, т.е. отключение разума.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя крайслер стратус

Затем постепенно, начиная с самой нижней чакры, мысленно переходит к чакре с более высокой частотой и гармонизирует их частоты. Достигнув согласования, адепт мысленно переходит к следующей чакре и так далее — до тех пор, пока не приведет к единому значению колебания всех семи чакр. В момент достижения согласования всех частот у адепта наступает состояние просветления, и он способен летать внутри своей ауры.

Ученые, сознание которых не зашорено стандартными знаниями, идут в своих рассуждениях еще дальше. Кристофер Данн, инженер и исследователь, так рассуждает об этом вопросе: «Что такое антигравитация? В моем понимании это средство, используя которое объекты могут подниматься, преодолевая гравитацию Земли. Мы применяем антигравитационные методы каждый день. Когда мы утром встаем с кровати, мы используем антигравитацию. Самолет, ракета, грузоподъемник и лифт — технологии, изобретенные, чтобы преодолеть эффект притяжения.

Чтобы создать антигравитационное устройство, необходимо понимать, что представляет собой гравитация как физическое явление, и, исходя из этого использовать технологии, такие как создание несовпадающих по фазе гравитационных волн, нейтрализующих тяготение Земли. Природа гравитации все еще ускользает от нас. Но, возможно, это понятие слишком усложнено! Что, если нет такой вещи как гравитация? И естественные силы, о которых мы уже знаем, достаточны для объяснения известного явления, которые мы обозначили как гравитация?»

Возможно, такой подход поможет проникнуть в тайну того, что мы называем левитацией.

Ученые с еще более не зашоренным сознанием идут в своих объяснениях феномена левитации еще дальше. Например, профессор Эрик Бергольц из США убежден, что современная человеческая раса — потомки инопланетян, и именно от них люди унаследовали возможность преодолевать путы гравитации. Главное разбудить генную память, и тогда левитация не будет казаться чем-то из ряда вон выходящим, тогда каждый из нас сможет без проблем подняться в воздух и осуществить мечту своего детства: летать не только во сне, но и наяву!

Как бывает почти всегда, истина находится где-то посередине, между наукой и религиозным самосознанием. В данном случае — на стыке разных наук. Наверное, не за горами тот день, когда философы, ученые и инженеры прекратят спорить, соберут и проанализируют богатейшее наследие предков. И непременно найдут способы преодоления земного притяжения и научат нас летать.

КАК СДЕЛАТЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕВИТАЦИИ

Если хотите поэкспериментировать с ультразвуковой левитацией — заставить объекты парить в воздухе используя энергию звуковых волн — не нужно никакого сложного оборудования или дорогих деталей. Подойдут Arduino, драйвер шагового двигателя и переделанный УЗ-датчик расстояния. Конечно такой ультразвуковой левитатор не будет поднимать тяжелые предметы. Но очень увлекательно наблюдать, как маленькие шарики из пенопласта парят как по волшебству.

В отличие от магнитной левитации ультразвуковой метод не требует контрольного контура для стабилизации зависшего объекта. Используя акустическую левитацию, объект просто помещается в один из узлов стоячей акустической волны. И можно сделать так, чтобы несколько предметов зависли друг над другом одновременно, равномерно расположенные по цепочке!

В общем этот проект, основанный на недорогом ультразвуковом датчике, безусловно самый простой из всех аналогичных конструкций.

Разборка ультразвукового датчика

Такие ультразвуковые излучатели используются в датчиках расстояния, например модуль HC-SR04, который можно купить на Али менее чем за 2 доллара.

Эти модули содержат один преобразователь работающий в качестве передатчика (T), и другой, выступающий в качестве приемника (R). В принципе, T-преобразователь является лучшим выбором для использования в качестве фактического передатчика, поэтому купили два датчика и сняли T-преобразователи с каждого из них. (В крайнем случае, вы можете купить только один датчик — преобразователь R также работает достаточно хорошо, как для первых экспериментов.

Разберите один из преобразователей. Не выбрасывайте маленькую сеточку — она окажется полезной в дальнейшем деле. Преобразователи предназначены для работы на частоте 40 кГц, на которой они работают наиболее эффективно. Этот сигнал и будет генерироваться модулем Arduino Nano.

Загрузка кода Arduino

Arduino код выполняет большую часть работы на этапе настройки. Во-первых, он устанавливает все аналоговые порты для вывода. Затем Timer1 настраивается для запуска прерывания сравнения с тактовой частотой 80 кГц. Каждое прерывание просто инвертирует состояние аналоговых портов. Это преобразует прямоугольный сигнал 80 кГц в двухполупериодный цикл 40 кГц.

byte TP = 0b10101010; // Каждый другой порт получает инвертированный сигнал

DDRC = 0b11111111; // Установить все аналоговые порты для вывода

noInterrupts(); // Отключаем прерывания

OCR1A = 200; // Установить регистр сравнения (16 МГц / 200 = прямоугольная волна 80 кГц -> полная волна 40 кГц)

TCCR1B |= (1 без прескалинга

Форум по обсуждению материала КАК СДЕЛАТЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕВИТАЦИИ

Электрофорез «Поток-1» — схема, инструкция и самостоятельное изготовление медицинского прибора.

Читать еще:  Что сделать из одноцилиндрового двигателя

Как работает литий-ионный аккумулятор и чем он отличается по физико-химическим свойствам от других типов. Занимательная теория.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока — занимательная теория работы мотор-колеса.

Левитация (физика)

Левитация в физике — это устойчивое положение объекта в гравитационном поле без непосредственного контакта с другими объектами. Необходимыми условиями для левитации в этом смысле являются: (1) наличие силы, компенсирующей силу тяжести, и (2) наличие возвращающей силы, обеспечивающей устойчивость объекта [1] .

Содержание

Невозможность левитации в статическом электромагнитном поле

Согласно теореме Ирншоу, являющейся прямым следствием закона Гаусса, левитация статических объектов в статическом электромагнитном поле невозможна. Теорема применима не только к точечным зарядам, но и к протяженным упругим телам и говорит, что их свободный подвес в электростатическом, магнитостатическом и (или) гравитационном поле будет всегда неустойчив. Теорема Ирншоу не применима к диамагнетикам.

Тем не менее, в переменном поле электростатической квадрупольной линзы левитация возможна, например, заряженных пылинок, хотя при этом не обеспечивается стабилизация положения пылинок вдоль оси линзы, поскольку равновесие по этому направлению безразличное. Электростатическая фокусировка переменным электрическим полем применяется при фокусировке пучков заряженных частиц и по своей сути аналогична «маятнику Капицы».

Сверхпроводимость и левитация

В марте 1991 года научный журнал «Nature» опубликовал интересную фотографию: на снимке директор Токийской исследовательской лаборатории сверхпроводимости Дон Тапскотт стоял на блюде из сверхпроводящего керамического материала, и между ним и поверхностью пола был отчётливо виден небольшой зазор. Масса директора вместе с блюдом составляла 120 кг, что не мешало им парить над землёй. Фокус состоял в том, что если над сверхпроводником поместить магнит, то он зависнет в воздухе. Это объясняется эффектом Мейснера.

Диамагнитная левитация

Тип левитации в сильном магнитном поле тела, содержащего в себе диамагнетик, например воду. Использует диамагнитные свойства воды, которая под действием внешнего магнитного поля несколько изменяет параметры движения электронов в её молекулах, что приводит к появлению слабого магнитного поля, направленного противоположно исходному. Возникающий эффект отталкивания позволяет преодолевать действие силы тяжести.

Данный тип левитации использовался в опытах на живых объектах. В ходе экспериментов во внешнем магнитном поле с индукцией порядка 17 Тл достигалось подвешенное состояние лягушек и мышей [2] [3] .

То же свойство диамагнетиков можно использовать наоборот, в соответствии со вторым закон Ньютона, или для отталкивания магнита от диамагнетика, или для стабилизации левитации магнита в магнитном поле. Например эффектен эксперимент, в котором магнит висит в поле 11 Тл между большим и указательным пальцами исследователя [4] .

Магнитная левитация

См. также

  • Теорема Ирншоу
  • Левитация диамагнетиков в сильных магнитных полях
  • Магнитостат
  • Гроб Магомета
  • Левитрон
  • Мендоцино мотор

Примечания

  1. E. H. Brandt. Levitation in Physics. Science243, 349 (1989).
  2. Ученые сумели заставить мышь левитировать
  3. Frog, Video on YouTube
  4. http://netti.nic.fi/

054028/images/LeviTheory.pdf Diamagnetically stabilized magnet levitation

Ссылки

  • Квантовая левитация в исполнении израильских учёных

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Левитан, Аркадий Юлианович
  • Левитина, Ирина Соломоновна

Смотреть что такое «Левитация (физика)» в других словарях:

Левитация — Левитация. Литография Louis Figuier. 1887 год. Левитация (от лат. levitas «легкость, легковесность») явление, при котором предмет без видимой опоры парит в пространстве (то есть леви … Википедия

Физика Аристотеля — Греческий философ Аристотель (384 до н. э. 322 до н. э.), ученик Платона, разработал множество физических теорий и гипотез, основываясь на знаниях того времени. Собственно и сам термин «физика» был введён Аристотелем. Письменные труды… … Википедия

Антигравитация — Антигравитация противодействие вплоть до полного гашения или даже превышения гравитационного притяжения гравитационным отталкиванием. Довольно часто (особенно, в научной фантастике) термин «антигравитация» используется некорректно для … Википедия

Мендоцино мотор — Mendocino Motor Мендоцино мотор (en: Mendocino Motor) является электрическим двигателем с магнитной левитацей ротора, и питанием от солнечной энергии. Содержание … Википедия

Мендосинский мотор — Мендосинский бесколлекторный магнитно левитационный солнечный мотор Ларри Спринга, или мендосинский мотор (англ. Larry Spring s Magnetic Levitation Mendocino Brushless Solar Motor) разновидность бесколлекторного электрического… … Википедия

Шнобелевская премия — Викиновости по теме: Антинобелевские премии 2006 … Википедия

Игнобелевская премия — Шнобелевские премии, Игнобелевские премии, Антинобелевские премии (англ. Ig Nobel Prize) пародия на престижную международную награду Нобелевскую премию. Десять Шнобелевских премий вручаются в начале октября, то есть в то время, когда называются… … Википедия

Игнобельская премия — Шнобелевские премии, Игнобелевские премии, Антинобелевские премии (англ. Ig Nobel Prize) пародия на престижную международную награду Нобелевскую премию. Десять Шнобелевских премий вручаются в начале октября, то есть в то время, когда называются… … Википедия

Шнобелевские премии — Шнобелевские премии, Игнобелевские премии, Антинобелевские премии (англ. Ig Nobel Prize) пародия на престижную международную награду Нобелевскую премию. Десять Шнобелевских премий вручаются в начале октября, то есть в то время, когда называются… … Википедия

Сверхпроводимость — Магнит, левитирующий над высокотемпературным сверхпроводником, охлаждаемым жидким азотом Сверхпроводимость свойство некоторых мате … Википедия

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector