Силни магнитни полета

Силно магнитно поле. Тяхната подготовка и експерименти с тях

В светлината на съвременното познание, ние вярваме, че структурата на атома, е значително по-динамичен, т.е.. Д. Атомът е система, в която най-заредените тела се въртят около централното ядро, свойствата на атома са изцяло зависими от броя на електроните и вида на техните орбити. Следователно свойства, такива като, например, магнитните моменти, спектрите на свързване сила и м. G. могат да се променят, ако се открие средство за тревожно движение на орбиталните електрони. Най-ефективно може да се направи като действа върху един атом от външно магнитно поле.

вътрешно магнитно поле, генерирани в атом електрон орбитален движението е много голям, но ако това би било възможно да се получи външното поле на същата величина, очевидно е, че движението на електроните би променило значително след енергията на облигации ще бъде от същия порядък между тях, и поле смущение създадена; В този случай ние ще трябва да се очаква да се получат значими резултати. Въпреки това, когато се обръщаме към оценка на големината на областта в рамките на атома, ние откриваме, че дори и най-слабо свързани електрони, се доближават един милион гауса. Такова поле е около 30 пъти по-голяма, отколкото обикновено се получава в лабораторията. предмет moegoI

изследване е да се разработи метод за получаване на сфери на този порядък.

Обичайният начин на създаване на силно магнитно поле - използването на електромагнит, напрегнатостта на полето, но със силно ограничено поради насищане на желязо. Увеличение поле може само прекомерно увеличаване на теглото на магнита и ток се използва. Най-големият магнит, строен някога, този магнит е професор по Памук: диаметърът на желязната си ядро ​​е почти 1 метър (в пространството между полюсите може да устои души) и за работата му изискваше огромен ток. магнитното поле нараства много бавно с увеличаване на размера на електромагнита, а дори и професор Памук магнит създава повече от 60 000 гауса поле в количество, достатъчно за извършване на експерименти.

Установено е, че по-успешен метод е използването на рулони. В същото време тя изисква много високи токове, като стойността на полето в бобината е пропорционална на вълнуващо ток. Очевидно е, че е необходимо създаването на нови масиви по този начин да се увеличи тока, но ние се срещне с трудности, тъй като, от една страна, имаме нужда от източник на много висок ток, и от друга страна, на ток в този случай е значително ограничен топлинен шок намотка.

Един начин да се намали топлинната ефект може да бъде разсейване на топлина като изолация; друг метод - охлаждане на бобината до много ниска температура. В същото време значително намалява съпротивлението при някои метали е дори паднаха до нула, когато металът се превърна в свръхпроводник. В този случай, за да трудността е фактът, че магнитното поле, генерирано от бобината ще унищожи държавата на свръхпроводящи и бързо ще се увеличи устойчивостта на стойност, близка до нейната стойност при стайна температура. Нито един от тези методи не изглежда доста обещаващо, а дори и да приложи най-ефективния начин, е малко вероятно да бъде позволено да се създаде поле, не повече от 50 000-60 000 гауса. Ако приемем, че възможността за получаване на ефективен намотка с вътрешен диаметър 1 cm, след това изчисление показва, че за създаването на такава област намотка на 1 000 000 гауса изискват мощност от 50 000 кВт и бобина загрява в продължение на 1 сек до 10000 ° С; ясно е, че не можем да работим с такава голяма топлина.

Основната идея на нашия метод за решаване на проблема е да се направи целия живот на областта е много кратко, така че през това време бобината не може да прегрее. На практика това е 0.01 секунди. Разбира се, такова състояние, създава нова серия от предизвикателства, на първо място, изисква много висок ток, и второ, всички измервания трябва да се направи в един много кратък vremeni.Nashi първите експерименти са извършени с използването на батерията, която е с много нисък капацитет и ниско вътрешно резистентност. По този начин ние бяхме в състояние да получи поле от 100 000 гауса чрез зареждане на батериите за няколко минути, а след това ги пръскане в продължение на 0,01 секунди; но по-нататъшно увеличение на полето не е възможно, тъй като се оказа, че е трудно да прекъснете бързо ток на няколко хиляди ампера.

В нашите следващи експерименти, когато той пое по-голяма власт, ние използвахме AC генератор еднофазни (вж. Фигура). Добре известно е, че такава машина дава много големи електрически удари късо съединение, което е обичайна практика внимателно да се избягва, тъй като това може да доведе до сериозна катастрофа. Нашата машина е специално проектирана с противоположни цели, така че да е възможно да се получи специално високи токови импулси при късо съединение. Отне основно преразглеждане и строги изчисления на проекта, тъй като електродинамични сили може лесно да доведе до разкъсване на намотките.

Обикновено на ток в намотка никога не остава постоянна, но в определен апарати структури би могла да получи сегашната вълна с плосък връх, което прави статичното магнитно поле за няколко хилядни от секундата.

Най-голямата трудност, която срещнахме бе фактът, че бобините се стреми да се измъкнат от електродинамични сили се опитват да се увеличи диаметъра им. Ние сме разработили метод за укрепване на рулони конструирани превръзки и намотката е оформен да електродинамични сили заедно със силите на реакция от страна на лентата редуцира до единна (хидростатичен) налягане на мед. (Бобина за генериране на импулсни магнитни полета е показано отляво). Заредете външния кожух настоящото бобина достигне 140 тона.

Администрация е организирана така, че с помощта на различни устройства с натискане на един бутон, експериментът се извършва автоматично и форма на вълната, показващ текущите стойности в бобините, позволявайки по този начин да се измери на магнитното поле.

След това трябваше да се преодолеят трудностите, причинени от стачката в внезапно спиране на генератора. Когато ъгловата скорост на котвата верига, която тежи 2,5 тона, намалени с 10% за 0.01 секунди и има голям въртящ момент, който се стреми да се превърне цялата машина към основата. За да се избегнат последиците от това въздействие върху нашите измервания, бобината е поставен на 20 м от генератора, така че измерването приключи преди разклащане достигна намотка.

Най-кратката продължителност на експеримента доведе до известни затруднения при наблюдение и измерване, но на цялото това време загубата беше компенсирано с печалба в стойността на този феномен се наблюдава в много силни полета; Той също така дава голямо предимство, че практически елиминира ефекта от промените в температурата на различни явления, като за 0.01 секунди температура остава повече или по-малко постоянен.

Към днешна дата, ние сме изследвали влиянието на силни магнитни полета на различни явления, като например проучване Зееман ефект, ние открихме, че разделянето на линиите е толкова голям, че да може да се използва обикновена призма спектрограф на наличието на голям коефициент на блендата, и времето на експозиция може да бъде намалена до 0,01 сек без значително намаляване на точността на резултатите.

Друга област на изследвания е изучаването на магнитострикция. В конвенционални полета, този феномен е известен само на феромагнитни материали, но в силни полета, ние открихме, че е съвсем очевидно в различни други материали, като бисмут, калай и олово, които имат кристална структура ниска симетрия. бисмутни кристали в силни магнитни полета са опънати в посока на оста триъгълна и се пресоват в посока, перпендикулярна на нея.

Очевидно е, че изучаването на различни явления в силни магнитни полета, не е за много кратко време, отваряйки възможност за широк спектър от научни проблеми, но това изисква специално оборудване и машини.