Лазер мести магнитнолевитиращ графит

[Joro-01]

Става при стайна температура, няма свръхпроводници, графитеният диск (D=3mm) левитира защото е диамагнетик. Целта на експеримента е да се покаже, че може да се премества само с лазерен лъч. Както се вижда освен да го вести можи и да го завърти...

Подобни опити са правени и преди.

Схема на постановката

http://cdn.physorg.c...itecontrol1.jpg

Снимки на постановката и термографии показващи изменението на температурата на диска във времето, причинено от лазера.

http://cdn.physorg.c...itecontrol2.jpg

Оригиналната статия на английски:

http://phys.org/news/2012-12-magnetically-levitating-graphite-laser.html

Редактирано Декември 30, 2012 от Joro-01

[Skubi]

Интересно е, че принципът на светлинното налягане е познато от много отдавна. Даже и "играчки" са правили въз тази основа.

Но с лазерите вече има възможност да се правят такива електромагнитни-светлинни елементи които могат да се използват в бъдещето...

Но на видео да гледаш, как се движи предмет тласкан от лъч....

Нещо подобна идея имаха за оръдие да правят по-време на Регън....

:-)

[Joro-01]

А тази светлинна мелница - въртележката в стъклото де - я имаше в една старичка но хубава книжка "Да навлезем в науката с игри"

М-даа, така е. Идеята е да може в един момент да се ползва за MEMS актуатори /задвижки/, лазерни пинсети за манипулиране на микро и нанообекти..

Космически платноходи тласкани от фотонно налягане и не само...

[luboznatelnia]

А как се обяснява това явление от физиката ? Предполагам че магнитната възглавница е достатъчно хлъзгава за да реагира графитната пластина на светлинното налягане от лазерният лъч. Може ли експеримента да се повтори в домашни условия ? Предполагам че тази пластина от графит може да се направи от шлайфане на цилиндрично парче от графитена пръчка на батерия ?

[Joro-01]

Ей сега, само да пусна нещо докато не съм забравил:

Първият успешен експеримент за придвижване в кососа с платно, японци го правят, ето повече за IKAROS

[Joro-01]

Само да добавя, макар, че го има в Гугъл, че това е изстреляна на 26 май 2010 г., .. Четете препратката. А, и нещо дето може да го няма там - оранжевите правоъгълници по страните на квадрата /платното/ са течнокристални устройства, които при токов сигнал менят светлоотразителност - грубо напомнящи прост течнокристален дислей /като на ръчен часовник/, но 50 пъти по-тънък и по опростен. Така корабът може да маневрира..

[Doris]

А как се обяснява това явление от физиката ? Предполагам че магнитната възглавница е достатъчно хлъзгава за да реагира графитната пластина на светлинното налягане от лазерният лъч. Може ли експеримента да се повтори в домашни условия ? Предполагам че тази пластина от графит може да се направи от шлайфане на цилиндрично парче от графитена пръчка на батерия ?

Проблемът при експеримента е да се създаде много силно магнитно поле. Иначе обяснението не е в светлинното налягане, а в промяната на температурата в част от пластината. Нагряването променя височината в единия край, което води до нарушаване на равновесието и отместване.

By changing the disk's temperature, the laser can change the disk's levitation height and move it in a controlled direction, which has the potential to be scaled up and used as a light-driven human transportation system.

[Skubi]

Проблемът при експеримента е да се създаде много силно магнитно поле. Иначе обяснението не е в светлинното налягане, а в промяната на температурата в част от пластината. Нагряването променя височината в единия край, което води до нарушаване на равновесието и отместване.

Има материали, които при нагряване си менят магнитните свойства. И това може да има значение....Не случайно е цепната на две пластинката....

:-D

[Doris]

И аз така мисля, променя се диамагнитната възприемчивост локално с температурата.

В момента нямам флаш плеър и не виждам клипчето.

Редактирано Декември 30, 2012 от Doris

[Joro-01]

Извинения за погрешната посока в която поведох.

Фотонното налягане би отблъствало..

Точно, това става. Лазерът причинява локални повишения на температурата, които /на атомно ниво/ водят до увеличаване на броя на възбудените електрони и съответно намаляване на диамагнитния ефект. Следва намаляване на височината, наклон..

[Skubi]

Извинения за погрешната посока в която поведох.

Фотонното налягане би отблъствало..

Точно, това става. Лазерът причинява локални повишения на температурата, които /на атомно ниво/ водят до увеличаване на броя на възбудените електрони и съответно намаляване на диамагнитния ефект. Следва намаляване на височината, наклон..

Корект. Тук лазерният лъч "тегли" пластинката. И това е същинският новум на новината....

[luboznatelnia]

Мисля че това явление има по сложно обяснение . Ако от топлината се появява градиент в дианамагнитването на графита , това няма как да създаде неуравновесени сили външни за графита които да го завъртят или да го бутат , тоест придвижват. А пък и тегленето на графита от лъчът е твърде загадъчно , опровергава предположението че ефекта се поражда от светлинното налягане на лъчът. Допускам да е някаква импровизация с цел атрактивност.

[Joro-01]

Е, атрактивност.. Доколкото науката трябва да се популяризира, инече си е експеримент. Градиента в диамагнетизма създава и градиент /айде разлика/ във височината и понеже "магнитната възглавница" e е много хлъзгава, наклон, който дори не забелязваш може да придвижи кръгчето. Тук съм съгласен донякъде с Дорис, а статията не го казва пряко /казва се само че намалява диамагнетизма/ и от тук нататък пак трябва да се обяснява..

[Doris]

Да, графитчето сърфира по наклона на магитната възглавница.

Нагряването по принцип предизвиква и разлика в плътността и този ефект ще е в обратна посока.

[luboznatelnia]

Просто няма как разлика в температурата да създаде някаква външна сила която би придвижила графита. Представи си че от едната страна на графитът , магнитното му поле намалее. Той просто само ще се наклони в тази посока от земното притегляне и нищо повече, няма да се придвижи накъдето и да било. Пък и тегленето на графита от лъчът , въобще не се обяснява с някакви си температурни разлики.

[luboznatelnia]

Пък и лъчът би нагрял целият графит , а не само негова част. Явлението ако не е нещо ментаж , е неизучено от съвременната физика

[Joro-01]

Сега ще видя..

Редактирано Януари 1, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

In addition to controlling the height of maglev graphite, the researchers found that they could also make the graphite move in any direction and rotate it by changing the site of irradiation. Whereas the laser was aimed right in the center of the graphite disk when controlling its height, aiming it at the edge of the disk changes the temperature distribution, and thus magnetic susceptibility distribution, in such a way that the repulsion force becomes unbalanced and the graphite moves in the same direction as the light beam.

Read more at: http://phys.org/news...-laser.html#jCp

В добавка контролирайки височината на МАГЛЕВ графита, изследователите откриват, че биха могли също да карат графита да се движи във всяка посока или да се върти чрез промяна на мястото на на облъчване......

Така е, статията си го казва, аз пак съм чел диагонално.. Като Ленин

Редактирано Януари 1, 2013 от Joro-01

[Doris]

Пък и лъчът би нагрял целият графит , а не само негова част. Явлението ако не е нещо ментаж , е неизучено от съвременната физика

Хората са показали и термография, вижда се, че графитът е нагрят неравномерно.

Графитът има висока топлопроводност, но и лъчът въздейства само на една част от пластината, а има и топлоотдаване чрез конвекцията на въздуха, така че това, което се вижда не е неочаквано.

Просто няма как разлика в температурата да създаде някаква външна сила която би придвижила графита. Представи си че от едната страна на графитът , магнитното му поле намалее. Той просто само ще се наклони в тази посока от земното притегляне и нищо повече, няма да се придвижи накъдето и да било. Пък и тегленето на графита от лъчът , въобще не се обяснява с някакви си температурни разлики.

Ще се придвижи. По същата причина, по която трупче се хлъзга по наклонена равнина. При накланянето се появява тангенциална компонента на силата на тежестта.

Редактирано Януари 1, 2013 от Doris

[Joro-01]

Само да допълня, че чертичката е за да се вижда, че се върти...

[Joro-01]

Да, винаги ще има температурен гредиент..

[Joro-01]

С други думи това си един вид е топлинна машина. Има и други подобни..

Както ива и други механизми светлинната енергия да се превръща в механична.

[Doris]

А технически погледнато, отместването на графитната пластина си е задвижване със светлина, така че си е съвсем уместно сравняването с устройства, задвижвани от светлинно налягане, още повече, че всичките са атрактивни, както забеляза Любознателния. Но атрактивността в никакъв случай не означава несериозност. Всъщност тя трудно се постига, а това, че предизвиква интерес сред широка аудитория е хубаво.

[Joro-01]

Да, това е начина за популяризиране на наката. Е, ще го правим и тук

Мерси, че оправда поставянето от мен на онзи фотонен платноход

Редактирано Януари 2, 2013 от Joro-01

[Doris]

Онзи фотонен платноход, както спомена е първият космически апарат, изцяло задвижван от слънчева енергия.

Клипчето, което си пуснал е забележително - как под действието на центробежната сила се разтварят платната с общ диаметър 20 метра.

Това е официалната страница на IKAROS:

http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/ikaros.html

А тук има един приятен за четене материал на български:

http://www.cosmos.1.bg/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=955:-18-&catid=18:--&Itemid=27

както и за протичането на успешната мисия на IKAROS:

http://www.kaldata.com/73113/JAXA-получи-сигнал-от-IKAROS.html