This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Еще один достаточно простой опыт с демонстрацией теплопроводности.
Возьмем медную проволоку с утяжелителями на концах. Если подвесить проволоку на кусок льда, то медь разрежет лед, будто нож. Однако если взять обычную нить, то процесс разрезания будет протекать гораздо медленнее.
Вследствие хорошей теплопроводности медной проволоки к ней все время будет подводиться тепло от окружающего воздуха, ввиду чего разрезание происходит сравнительно быстро.
Возьмем медную проволоку с утяжелителями на концах. Если подвесить проволоку на кусок льда, то медь разрежет лед, будто нож. Однако если взять обычную нить, то процесс разрезания будет протекать гораздо медленнее.
Вследствие хорошей теплопроводности медной проволоки к ней все время будет подводиться тепло от окружающего воздуха, ввиду чего разрезание происходит сравнительно быстро.
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
КЕГЭ-14. Вторая часть модулей - Неравенства с модулями.
Рассмотрел различные виды неравенств с модулями и методы их решения.
Рассмотрел различные виды неравенств с модулями и методы их решения.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Нашел еще одну игрушку, в которой плавающие тела ведут себя странно.
Итак, в бутылке белые и синие бусины. При встряхивании одни бусины всплывают, а другие тонут, однако со временем они медленно сходятся на середине. Интересно!
Объяснение:в бутылке содержатся: соленая вода, синие бусины, белые бусины и изопропанол. Этот ряд стоит по убыванию плотности. При встряхивании соленая вода и изопропанол объединяются, создавая неустойчивый раствор, плотность которого находится между плотностью синих и белых бусин. Поэтому синие опускаются, белые поднимаются. Однако раствор быстро распадается на отдельные части соленой воды и изопропанола. Я фигею!
Итак, в бутылке белые и синие бусины. При встряхивании одни бусины всплывают, а другие тонут, однако со временем они медленно сходятся на середине. Интересно!
Объяснение:
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Простой трюк со свечкой, который легко повторить дома.
Если потушить свечку, то от нее поднимается белый дымок, содержащий в себе большое количество парафиновых частиц. Если поднести к дымку открытый огонь, то концентрации этих частиц будет достаточно для того, чтобы огонь прошел прямо по дымку и зажег свечку вновь. Симпатишно!
Если потушить свечку, то от нее поднимается белый дымок, содержащий в себе большое количество парафиновых частиц. Если поднести к дымку открытый огонь, то концентрации этих частиц будет достаточно для того, чтобы огонь прошел прямо по дымку и зажег свечку вновь. Симпатишно!
Лепп Атомы и Люди.pdf
48.2 MB
Литературе тоже должно быть место!
Очень интересная книга от одного из участников Манхэттенского проекта - Ральфа Лэппа.
Автором изложена история возникновения ядерной физики, развитие идей и открытий, историю ядерного и термоядерного оружия и многие смежные темы.
Книга написана очень простым языком и содержит много тонких и неожиданных деталей. Рекомендую!
Очень интересная книга от одного из участников Манхэттенского проекта - Ральфа Лэппа.
Автором изложена история возникновения ядерной физики, развитие идей и открытий, историю ядерного и термоядерного оружия и многие смежные темы.
Книга написана очень простым языком и содержит много тонких и неожиданных деталей. Рекомендую!
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Давайте заглянем на некоторое время в физику магнитных полей.
Известно, что вокруг движущихся заряженных частиц создается особый вид материи - магнитное поле. Следовательно, вокруг провода с током, который и является потоком большого количества заряженных частиц, также образуется магнитное поле. Этот вопрос был изучен Эрстедом в 1819 году.
Если поднести магнитную компаса к проводнику без тока, то проводник и стрелка никак не взаимодействуют. Однако при пропускании электрического тока стрелка поворачивается таким образом, чтобы направления магнитных полей от стрелки и от проводника совпадали.
Для демонстрации данного явления нужны токи порядка нескольких ампер, поэтому в качестве проводника используется медная трубка с большим сечением, чтобы сопротивление было как можно меньше.
Известно, что вокруг движущихся заряженных частиц создается особый вид материи - магнитное поле. Следовательно, вокруг провода с током, который и является потоком большого количества заряженных частиц, также образуется магнитное поле. Этот вопрос был изучен Эрстедом в 1819 году.
Если поднести магнитную компаса к проводнику без тока, то проводник и стрелка никак не взаимодействуют. Однако при пропускании электрического тока стрелка поворачивается таким образом, чтобы направления магнитных полей от стрелки и от проводника совпадали.
Для демонстрации данного явления нужны токи порядка нескольких ампер, поэтому в качестве проводника используется медная трубка с большим сечением, чтобы сопротивление было как можно меньше.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Если поместить проводник, по которому течет электрический ток, в магнитное поле, то он начнет отклоняться. Причиной этому является сила Ампера.
Направление силы Ампера определяется по легендарному правилу левой руки. Берем левую руку, направляем четыре пальца по направлению тока, вектор B должен входить в ладонь, тогда большой палец указывает направление силы. Можете попробовать с векторами из видео.
Применение силы Ампера крайне обширно: любые электродвигатели работают по закону Ампера.
Направление силы Ампера определяется по легендарному правилу левой руки. Берем левую руку, направляем четыре пальца по направлению тока, вектор B должен входить в ладонь, тогда большой палец указывает направление силы. Можете попробовать с векторами из видео.
Применение силы Ампера крайне обширно: любые электродвигатели работают по закону Ампера.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
На видео показана классическая демонстрация закона Ампера.
Если пустить по двум расположенным близко проводникам ток, то они будут притягиваться, если токи направлены в одну сторону, и отталкиваться, если в разные стороны.
Объяснить данное поведение несложно. При прохождении тока каждый из проводников создает вокруг себя магнитное поле, как мы уже видели в опыте Эрстеда. То есть, левый проводник создает магнитное поле, в которое попадает правый, и наоборот. Таким образом, каждый проводник с током оказывается в магнитном поле, в результате чего возникает сила Ампера, притягивающая или отталкивающая их.
Если пустить по двум расположенным близко проводникам ток, то они будут притягиваться, если токи направлены в одну сторону, и отталкиваться, если в разные стороны.
Объяснить данное поведение несложно. При прохождении тока каждый из проводников создает вокруг себя магнитное поле, как мы уже видели в опыте Эрстеда. То есть, левый проводник создает магнитное поле, в которое попадает правый, и наоборот. Таким образом, каждый проводник с током оказывается в магнитном поле, в результате чего возникает сила Ампера, притягивающая или отталкивающая их.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Еще одна демонстрация силы Ампера. Если поместить рамку, по которой протекает ток, в магнитное поле, то на ее стороны начнет действовать сила Ампера, которая будет либо вращать рамку, либо ее растягивать.
Если рамка будет только одна, то она просто займет определенное положение, при котором силы Ампера направляются на ее растяжение, и вращение прекратится.
В электродвигателях используют этот же принцип, однако вместо одной рамки используют сразу несколько рамок, повернутых друг относительно друга. Это позволяет сделать движение непрерывным и плавным.
Если рамка будет только одна, то она просто займет определенное положение, при котором силы Ампера направляются на ее растяжение, и вращение прекратится.
В электродвигателях используют этот же принцип, однако вместо одной рамки используют сразу несколько рамок, повернутых друг относительно друга. Это позволяет сделать движение непрерывным и плавным.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Наряду с силой Ампера существует и другая сила в магнитном поле - сила Лоренца. Она действует на движущиеся заряженные частицы и также подчиняется правилу левой руки.
Если летящая заряженная частица попадет в магнитное поле, то перпендикулярно скорости на нее начнет действовать сила Лоренца, из-за чего частица будет двигаться по дуге окружности. Сила Лоренца не меняет скорость частицы, а только направление движения.
Зеленый лучик в видео - свечение газа от потока электронов, вылетающих из трубки. В отсутствии магнитного поля электроны летят прямо, и мы видим прямой лучик. При включении магнитного поля появляется сила Лоренца, и электроны начинают двигаться по окружности.
Очень рекомендую посмотреть видос целиком, он короткий и интересный!
Если летящая заряженная частица попадет в магнитное поле, то перпендикулярно скорости на нее начнет действовать сила Лоренца, из-за чего частица будет двигаться по дуге окружности. Сила Лоренца не меняет скорость частицы, а только направление движения.
Зеленый лучик в видео - свечение газа от потока электронов, вылетающих из трубки. В отсутствии магнитного поля электроны летят прямо, и мы видим прямой лучик. При включении магнитного поля появляется сила Лоренца, и электроны начинают двигаться по окружности.
Очень рекомендую посмотреть видос целиком, он короткий и интересный!
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
При обсуждении магнитных полей используют термин - магнитная линия. Это такая условная линия, вдоль которой будут выстраиваться бесконечно маленькие магнитики, если их высыпать в достаточном количестве вокруг магнита. Магнитная индукция в любой точке направлена по касательной к магнитным линиям.
В видео показано несколько визуализаций магнитных линий от разных постоянных магнитов. В качестве визуализатора используют просто железные опилки.
В видео показано несколько визуализаций магнитных линий от разных постоянных магнитов. В качестве визуализатора используют просто железные опилки.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Широко известный опыт, который легко повторить самостоятельно.
Берем магнит, батарейку и медную проволоку. Загибаем проволоку в форму рамки с острием на одной стороне и кольцом на другой. Острие помещаем на полюс батарейки, батарейку ставим на магнит. Важно сделать кольцо таким, чтобы оно касалось магнита при вращении.
Объяснение крайне простое - при касании проволоки через нее протекает электрический ток благодаря батарейке. Как мы выяснили ранее, на проводник с током в магнитном поле (которое создает магнит) действует сила Ампера, которая и заставляет рамку вращаться.
Берем магнит, батарейку и медную проволоку. Загибаем проволоку в форму рамки с острием на одной стороне и кольцом на другой. Острие помещаем на полюс батарейки, батарейку ставим на магнит. Важно сделать кольцо таким, чтобы оно касалось магнита при вращении.
Объяснение крайне простое - при касании проволоки через нее протекает электрический ток благодаря батарейке. Как мы выяснили ранее, на проводник с током в магнитном поле (которое создает магнит) действует сила Ампера, которая и заставляет рамку вращаться.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Еще один своеобразный двигатель на батареечно-магнитной тяги. Повторить уже чуть сложнее, но можно.
Медная проволока закручивается в спиральку. Чем плотнее, тем лучше. Затем к полюсам батарейки цепляем по несколько магнитов и толкаем батарейку в спираль. Батарейка с магнитами движется по ней, как поезд по тоннелю.
Вопрос знатокам - до какого момента будет двигаться этот поезд, если оставить медный тоннель замкнутым?
Ответ:пока напряжение на батарейке не станет слишком малым. Принцип работы прост. Сквозь магниты проходит электрический ток, поэтому по тому участку медной проволоки, который располагается между двумя магнитами, течет электрический ток. Как мы помним, вокруг проводника с током появляется магнитное поле. Таким образом, в системе есть два магнитных поля - от участка медной проволоки и от магнитов. Поля взаимодействуют друг с другом, и появляется движущая сила.
Медная проволока закручивается в спиральку. Чем плотнее, тем лучше. Затем к полюсам батарейки цепляем по несколько магнитов и толкаем батарейку в спираль. Батарейка с магнитами движется по ней, как поезд по тоннелю.
Вопрос знатокам - до какого момента будет двигаться этот поезд, если оставить медный тоннель замкнутым?
Ответ:
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Познакомимся с еще одним интересным эффектом - электромагнитной индукцией!
Если поместить замкнутый проводник (подойдет даже кусочек провода, замкнутый сам на себя) в переменное магнитное поле, то по нему потечет электрический ток. Не нужно дополнительных проводов, батареек, гидроэлектростанций... Только замкнутый проводник и переменное магнитное поле.
Подчеркну, что ток будет течь только в процессе изменения магнитного поля. Как только магнитное поле установится неизменным, ток течь перестанет.
Есть три способа создать переменное магнитное поле. Все три продемонстрированы в видео.
1. Изменять магнитную индукцию. Если поле создается магнитом, то можно магнит перемещать. Если поле создается другим проводником с током, то достаточно постоянно менять силу тока.
Обратите внимание, что когда Павел Андреевич перемещает магнит - ток течет. Как только руки останавливаются - ток пропадает.
2. Изменять площадь проводника.
3. Поворачивать проводник.
Если поместить замкнутый проводник (подойдет даже кусочек провода, замкнутый сам на себя) в переменное магнитное поле, то по нему потечет электрический ток. Не нужно дополнительных проводов, батареек, гидроэлектростанций... Только замкнутый проводник и переменное магнитное поле.
Подчеркну, что ток будет течь только в процессе изменения магнитного поля. Как только магнитное поле установится неизменным, ток течь перестанет.
Есть три способа создать переменное магнитное поле. Все три продемонстрированы в видео.
1. Изменять магнитную индукцию. Если поле создается магнитом, то можно магнит перемещать. Если поле создается другим проводником с током, то достаточно постоянно менять силу тока.
Обратите внимание, что когда Павел Андреевич перемещает магнит - ток течет. Как только руки останавливаются - ток пропадает.
2. Изменять площадь проводника.
3. Поворачивать проводник.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Если взять магнит и отпустить его, то он испытает нечто вроде обычного падения. А вот если взять магнит и отпустить его в медную трубу, то он почему-то тоже падает, но гораздо медленнее. Это значит, что при падении появляется новая сила, которой без медной трубы не было.
Как мы недавно выяснили, если поместить замкнутый проводник в переменное магнитное поле, то по нему начинает течь ток. Так работает электромагнитная индукция.
Падающий магнит и создает переменное магнитное поле, которое возбуждает в медной трубке токи. Токи в объемных контурах называются токами Фуко. Эти самые токи Фуко создают вокруг себя новое магнитное поле. Получается целая цепочка превращений: падающий магнит создает переменное магнитное поле -> переменное магнитное поле создает токи Фуко -> токи Фуко создают новое магнитное поле. Соль ситуации в том, что это новое магнитное поле начинает 'противодействовать' магнитному полю магнита, результатом чего и является появление тормозящей силы.
Ниче не понятно, но интересно ваще!
Как мы недавно выяснили, если поместить замкнутый проводник в переменное магнитное поле, то по нему начинает течь ток. Так работает электромагнитная индукция.
Падающий магнит и создает переменное магнитное поле, которое возбуждает в медной трубке токи. Токи в объемных контурах называются токами Фуко. Эти самые токи Фуко создают вокруг себя новое магнитное поле. Получается целая цепочка превращений: падающий магнит создает переменное магнитное поле -> переменное магнитное поле создает токи Фуко -> токи Фуко создают новое магнитное поле. Соль ситуации в том, что это новое магнитное поле начинает 'противодействовать' магнитному полю магнита, результатом чего и является появление тормозящей силы.
Ниче не понятно, но интересно ваще!
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Одно из распространенных применений электромагнитной индукции и токов Фуко - магнитный тормоз. Если проносить магнит над металлическими пластинами, то в пластинах будут возбуждаться токи Фуко, которые порождают вокруг пластин новое магнитное поле, тормозящее магнит.
Данное явление активно применяется в электромагнитных тормозах для поездов. Особенно оно актуально для сверхбыстрых поездов, для которых обычные тормоза являются уже крайне плохим решением.
Данное явление активно применяется в электромагнитных тормозах для поездов. Особенно оно актуально для сверхбыстрых поездов, для которых обычные тормоза являются уже крайне плохим решением.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Нашел еще одну демонстрацию силы Лоренца с электронными лучами.
Вот эти два серых кольца называются катушкой Гельмгольца - просто две параллельных катушки медной проволоки. По ним идет ток, создавая вокруг колец магнитное поле, которое будет направлено от центра одного кольца к центру другого.
Из источника вылетает поток электронов, вызывающий свечение газа внутри колбы.
Поток электронов попадает в магнитное поле и начинает отклоняться под действием силы Лоренца. Степень отклонения и направление отклонения регулируется величиной и направлением тока в катушках. Красота же, ну!
Вот эти два серых кольца называются катушкой Гельмгольца - просто две параллельных катушки медной проволоки. По ним идет ток, создавая вокруг колец магнитное поле, которое будет направлено от центра одного кольца к центру другого.
Из источника вылетает поток электронов, вызывающий свечение газа внутри колбы.
Поток электронов попадает в магнитное поле и начинает отклоняться под действием силы Лоренца. Степень отклонения и направление отклонения регулируется величиной и направлением тока в катушках. Красота же, ну!
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Еще одно из применений электромагнитной индукции - плавка и закалка металлов. На видео показана ни хухры-мухры, а целая левитационная плавка!
Принцип работы прост - по катушке из толстенного медного проводника течет переменный ток, который создает переменное магнитное поле. Это поле возбуждает в железяке токи Фуко, которые и нагревают железо, и создают вокруг дополнительное магнитное поле, за счет которого деталь и держится.
Данный способ плавки активно используется в промышленности при работе с химически активными металлами и другими зверями.
Принцип работы прост - по катушке из толстенного медного проводника течет переменный ток, который создает переменное магнитное поле. Это поле возбуждает в железяке токи Фуко, которые и нагревают железо, и создают вокруг дополнительное магнитное поле, за счет которого деталь и держится.
Данный способ плавки активно используется в промышленности при работе с химически активными металлами и другими зверями.
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Помимо левитационной плавки с помощью электромагнитной индукции можно делать и обычную плавку, или, например, закалку.
На видео показан процесс закалки некоей шестерни с помощью электромагнитной индукции. По толстому медному проводнику течет переменный ток, приводящий к возникновению в металле шестерни токов Фуко, которые его и разогревают.
Но кого я этим пытаюсь удивить после уж левитации-то, верно? Однако здесь мы наблюдаем еще один достаточно интересный эффект.
На видео совершенно четко видно, что шестерня сильно нагревается по краям и гораздо меньше в центре. Это указывает на то, что токи Фуко текут в основном по краю металла и практически не заходят в центр. Почему же ток не распределяется равномерно? Оставлю этот вопрос знатокам и отвечу на него в следующем посте!
На видео показан процесс закалки некоей шестерни с помощью электромагнитной индукции. По толстому медному проводнику течет переменный ток, приводящий к возникновению в металле шестерни токов Фуко, которые его и разогревают.
Но кого я этим пытаюсь удивить после уж левитации-то, верно? Однако здесь мы наблюдаем еще один достаточно интересный эффект.
На видео совершенно четко видно, что шестерня сильно нагревается по краям и гораздо меньше в центре. Это указывает на то, что токи Фуко текут в основном по краю металла и практически не заходят в центр. Почему же ток не распределяется равномерно? Оставлю этот вопрос знатокам и отвечу на него в следующем посте!
1/2
Итак, еще один интересный эффект, который является ответом на вопрос во вчерашнем посте - скин-эффект (skin - кожа, поверхностный слой). Его суть очень проста. Если мы пропускаем постоянный ток по проводнику, то ток распределяется равномерно, то есть, в любом участке провода находится примерно одинаковое количество зарядов.
Если же пропускать переменный ток, то ток будет смещаться к краю проводника. На краю провода заряженных частиц будет течь много, а в центре мало. Причем чем выше частота, тем тоньше будет слой, по которому течет электрический ток.
Демонстраций, я, к сожалению, не нашел. Приведу просто картинки.
Если считать 1 слой границей провода, а 20 слой центром, то ток распределится примерно так.
На второй картинке показано, как распределяется ток для разных частот. Получается, что высокочастотный ток полностью располагается на периферии проводника, а низкочастотный - внутри проводника. Это позволяет использовать один и тот же провод для передачи сигналов на двух разных частотах сразу!
Итак, еще один интересный эффект, который является ответом на вопрос во вчерашнем посте - скин-эффект (skin - кожа, поверхностный слой). Его суть очень проста. Если мы пропускаем постоянный ток по проводнику, то ток распределяется равномерно, то есть, в любом участке провода находится примерно одинаковое количество зарядов.
Если же пропускать переменный ток, то ток будет смещаться к краю проводника. На краю провода заряженных частиц будет течь много, а в центре мало. Причем чем выше частота, тем тоньше будет слой, по которому течет электрический ток.
Демонстраций, я, к сожалению, не нашел. Приведу просто картинки.
Если считать 1 слой границей провода, а 20 слой центром, то ток распределится примерно так.
На второй картинке показано, как распределяется ток для разных частот. Получается, что высокочастотный ток полностью располагается на периферии проводника, а низкочастотный - внутри проводника. Это позволяет использовать один и тот же провод для передачи сигналов на двух разных частотах сразу!