Kísérletek szupravezetők - otthon
Következő nagy felfedezés terén a szupravezetés történt 1986-ban voltak: Georg Bednorz és K. Alex Müller fedezte fel, hogy a közös-oxid-lantán bárium réznek szupravezetés rendkívül magas (összehasonlítva a forráspontja folyékony hélium) hőmérséklet - 35 K. A következő év helyett a lantán ittrium lehetett elérni szupravezetés 93 K természetesen hazai szabványok még mindig elég alacsony hőmérsékleten, -180 ° C, de még fontosabb, hogy ezek a küszöb felett 77 K - forráspontja olcsó zhidkog nitrogén. Továbbá hatalmas a szabványok a hagyományos szupravezetők, a kritikus hőmérséklet az anyag YBa2Cu3O7-x (0 ≤ x ≤ 0,65), és számos más kuprátok elérhető szokatlanul magas értékek kritikus mágneses mező és az áramsűrűség. Ez a figyelemre méltó paraméterek kombinációja nem csak lehetővé nagyobb mértékű alkalmazását szupravezetők a szakmában, hanem lehetővé teszik a különböző érdekes és látványos tapasztalatokat, hogy lehet tenni otthon is.
Hogyan válasszuk ki a
nullára
Az első tapasztalatok - az ellenállás mérése szupravezető. Ez tényleg nulla? Mérjük a szokásos Ohm értelmetlen: megmutatja nulla, és ha csatlakozik a rézhuzal. Az ilyen kis ellenállást mérni másképpen: via vezetékek mennek a nagy áram, és mérjük meg a feszültségesést is. Mint egy áramforrás, van egy hagyományos alkáli elem, amely rövidzár ad körülbelül 5 A szobahőmérsékleten, mint a szupravezető szalag mérő és a mérő rézhuzal ellenállása bizonyítani néhány század egy ohmos. Vezetékek hűtjük folyékony nitrogénnel, és azonnal megfigyelni érdekes hatást előtt hagyjuk jelenlegi voltmérő már megmutatta körülbelül 1 mV. Úgy tűnik, ez thermoelectromotive erő, hiszen a mi rendszer számos különböző fémek (réz, forrasztani, acél „krokodilok”) és a hőmérséklet-változások több száz fok (kivonni ezt a feszültséget a későbbi mérések).
Most áram áthalad a hűtött réz: huzal mutatja ugyanezt a rezisztencia csak néhány ezred ohm. És mi a helyzet a szupravezető szalag? Csatlakoztassa az akkumulátort, egy ampermérőt tűt azonnal rohan az ellenkező véglet, de a voltmérő a vallomását sem változik egytizede mV. Ellenállás szalagok folyékony nitrogénben pontosan nulla.
repülőgép
Most viszont, hogy a kölcsönhatás a szupravezető és a mágneses mezőt. Kis területen a szupravezető általában tolni, és az erősebb nem hatolnak be a folyamatos stream, és egy külön „jet”. Ezen kívül, ha mozgunk egy mágnes közelébe szupravezető, az indukált áram az utóbbi, és a maguk területén igyekszik visszatérni a mágnes vissza. Mindez lehetővé teszi a szupravezető vagy ahogy nevezik, kvantum levitáció: mágnes vagy egy szupravezető lehet lógni a levegőben tartott, állandó mágneses mezőt. Ennek ellenőrzéséhez, csak egy kis darab ritkaföldfém mágnesek és szupravezető szalagot. Ha van legalább egy méter szalagot, és neodímium mágnesekkel nagyobb (szoktuk a lemez 40 x 5 mm-es, és a henger 25 x 25 mm), lehetséges, hogy ez egy nagyon látványos lebegés, felemeli a többletsúly a levegőbe.
Az első lépés az, hogy vágja el a szalagot darabokra, és tartsa őket a csomagban elegendő terület és vastagsága. Ragasztás lehet és pillanatragasztó, de ez nem túl megbízható, ezért jobb, forrasztani a szokásos alacsony fogyasztású forrasztópáka a hagyományos forrasztóón. Az eredmények szerint a kísérleteink, ajánlhatunk két lehetőség csomagok. Először - egy tér oldalán szélessége szalag három (36 x 36 mm) a nyolc rétegek, ahol az egymást követő halmozott réteg szalagot merőlegesen övek az előző réteg. Második - nyolcágú „hópehely” szalagról 24 szegmensek 40 mm hosszúságú fektetjük egymásra úgy, hogy az egymást követő szegmens elforgatható 45 fok közötti, az előző és a metszi, hogy a közepén. Az első lehetőség egy kicsit könnyebb gyártani sokkal kompaktabb és erősebb, de a második egy jobb stabilizálása a mágnes és takarékos felhasználása nitrogén miatt felszívódását a nagy különbség a lapok.
Mellesleg, a stabilizációs kell külön tárgyaljuk. Ha befagyasztja a szupravezető, és aztán csak hozza a mágnes a mágnes nem fogja akasztani - leesik a szupravezető. Annak érdekében, hogy stabilizálja a mágnes, meg kell kényszeríteni a mező bejutni a szupravezető. Megteheti ezt kétféle módon: „vmorazhivaniem” és a „behúzás”. Az első esetben a mágnest feletti meleg szupravezető egy különleges támogatást, majd öntse a folyékony nitrogén és távolítsa el támogatást. Ez a módszer jól működik a „tér”, ez alkalmas egykristály kerámia, ha megtalálják. A „hópehely” módszer is működik, bár egy kicsit rosszabb. A második módszer feltételezi, hogy lesz erő megközelíteni a mágnest a már lehűtött szupravezető, míg meg nem ragadja el a pályát. Kerámia egykristály ilyen módszer szinte nem működik: túl sok erőfeszítést szükség. De a mi „hópehely” remekül működik, következetesen lehetővé mágnes lógott különböző pozíciókban (a „tér” is, de a mágnes helyzete nem lehet önkényesen).
ingyenes hover
És már itt is lóg mágnes és fél hüvelyk felett a szupravezető, emlékeztetve Clark harmadik törvénye: „Bármely eléggé fejlett technológia megkülönböztethetetlen a varázslattól.” Miért ne legyen a kép még mágikus -, hogy helyezze a mágnest a gyertyát? Tökéletes egy romantikus vacsorára, kvantummechanikai! Ugyanakkor figyelembe kell venni azt a néhány pontot. Először is, a gyertya egy fém hüvely csúszik le a szélét a mágnes lemez. Ahhoz, hogy megszabaduljon ezt a problémát, akkor a stand-gyertya formájában egy hosszú csavart. A második probléma - forró száraz nitrogén. Ha megpróbálja önteni csak úgy, a gőz jön egy termosz eloltja a gyertyát, így jobb, hogy egy széles tölcsért.
By the way, ahol feltöltik nitrogénnel? Milyen minőségben, hogy a szupravezető? A legegyszerűbb módja két lehetőség: az árok egy összehajtott több réteg fólia és, abban az esetben a „hópelyhek” sapkát az öt-literes palack víz. Mindkét esetben, a tartályt helyeztünk egy darab melamin szivacs. Ez a szivacsos értékesítik a szupermarketekben, és célja a tisztítást, ez - jó hőszigetelő anyag, amely kiválóan ellenáll a kriogén hőmérsékleten.
hideg folyadék
Általában, a folyékony nitrogén biztonságos, de ha alkalmazzuk akkor is szükséges, hogy működtetni óvatosan. Az is fontos, hogy ne zárja be a tartályt szorosan hozzá, vagy pedig lepárlással bennük növeli a vérnyomást, és felrobban! Kell tárolni és szállítani folyékony nitrogénben lehetnek hagyományos acél termosz. Tapasztalataink két literes termosz, tárolják legalább két nap, és a három literes - még hosszabb. Az első napon otthon kísérletek, attól függően, hogy azok intenzitását, tart egy-három liter folyékony nitrogén. Ez olcsó - mintegy 30-50 rubelt literenként.