Как примагнитить цветной металл


Существуют ли поисковые магниты на золото, серебро, медь? (ответ - НЕТ)

Магнитными свойствами обладают только стали, и то не все. Например, нержавеющие стали аустенитного класса магнит не притягивают, поскольку не обладают ферромагнитными свойствами. Тем не менее, находится достаточное количество энтузиастов, которые считают, что магнитные волны излучаются любым металлом, а потому должен существовать и поисковый магнит для золота и серебра и для некоторых это выражение вполне нормальное для восприятия и практического использования.

ВНИМАНИЕ! МАГНИТОВ ДЛЯ ПОИСКА ЗОЛОТА, МЕДИ, СЕРЕБРА – НЕ СУЩЕСТВУЕТ!

ИХ ПРОСТО НЕТ – НИГДЕ!

В нашей статье мы описываем теорию, как с помощью магнитных полей можно обнаружить цветные и драгоценные металлы. Эта статья – наша фантазия, подкрепленная научными разработками иностранных ученых.

Смотрите также статью – Добыча металлолома из воды (про чермет и поисковый магнит).

Строго говоря, это не магнит, а скорее – электромагнит, при помощи которого можно инициировать и настроить на улавливание соответствующими приборами любые магнитные излучения, даже довольно слабые. Построить такой прибор непросто, но в его эффективности авторы – граждане Австралии – не сомневаются. Потому и запатентовали своё изобретение в своем патентном ведомстве. На основании того, что австралийский грунт мало чем отличается от отечественного, приведём описание устройства и принципа действия такого магнита для золота и серебра. Хотя необходимо повторить – к магнитам, в общепринятом смысле, такая конструкция отношения не имеет.

Действие прибора основано на том известном физическом факте, что при движении любого объекта, генерирующего магнитные колебания в переменном электрическом поле, внутри контура улавливателя происходят изменения, связанные с  перемещением атомов вокруг ядра. Если область генерации электрического поля последовательно перемещать вдоль или поперёк магнитного поля от металлического предмета, в этой области произойдут изменения, интенсивность которых определяет степень и силу взаимодействия двух полей – магнитного и электрического.

Сложность заключается в том, что сильные магнитные поля благородными металлами не создаются. Известно, например, что, по принципу убывания электрохимические потенциалы цветных металлов расположены следующим образом (рассматриваем только интересующий нас участок): медь → ртуть → серебро → палладий → платина → золото. Таким образом, если выражение «притягивается ли медь к магниту» ещё может иметь под собой какие-то основания, то словосочетание «магнит для золота» вообще никакого смысла не имеет. Корректнее говорить об электромагнитной ловушке, которая зафиксирует факт согласованного изменения электрических и магнитных полей в некотором, довольно локальном, металлическом объёме.

Фиксирование изменений, которые происходят в аппарате под влиянием таких полей, улавливаются измерительным контуром. Он представляет собой высокочувствительную пружину, изготовленную из рения – редкого, но абсолютно нечувствительного к температурным изменениям металла. Для работы рениевую пружину необходимо настроить.  Процесс заключается в том, чтобы установить условный ноль прибора, для чего его размещают по возможности дальше от всех металлических предметов. В городской черте такой «поисковый магнит для золота, серебра и иных драгоценных металлов» работать не будет. Впрочем, поисковики значительно чаще ищут золото, платину, медь, серебро и т.п. в старых заброшенных сельских усадьбах…

При любом перемещении прибора аналогичное действие происходит и с электрическим полем, в то время, как магнитное остаётся постоянным по координатам. Поэтому результирующее перемещение пружины также будет различным. Там, где оно окажется интенсивнее всего, практически наверняка располагается его источник – магнитное поле. Другое дело, что такого рода поисковый магнит для цветных металлов не сможет показать, какой именно металл скрыт под толщей древесины или земли. Но то, что металл там есть, прибор покажет точно.

Любой металл можно обнаружить магнитным полем

Принцип работы такого псевдомагнита аналогичен катушкам металлоискателя, с одной лишь только разницей, что “магнит” будет настроен только на 1 металл и это в теории – а как он поведет себя на практике мы не знаем, НО, скорей всего, дешевле, быстрее и проще будет пользоваться обычным металлоискателем для поиска цветмета, так как еще ни один волшебник не придумал магнит для цветных и драгоценных металлов, может быть потомучто волшебников нет!

к содержанию ↑

Как собирать и налаживать

Рениевую пружину найти/купить будет очень сложно, но все остальные части аппарата вполне доступны для изготовления своими руками. Последовательность такова:

  1. Из тонкостенной стальной трубы диаметром не более 16 мм получают стальную ось. Её длина не должна быть менее трёх диаметров, иначе изменение магнитного поля уловить не удастся.
  2. Из тонкой медной или латунной проволоки мастерят рамку. Её размеры авторы описания не приводят, но, исходя из размеров трубчатой оси, она должна быть не менее 200×200 мм. Рамка должна быть достаточно жёсткой.
  3. В трубчатой оси через равные расстояния сверлится три (можно больше) отверстий, в которых размещаются деревянные оси.
  4. Изготавливаются тонкостенные деревянные диски, количество которых должно соответствовать количеству отверстий, просверлённых в оси. Очевидно, диски могут быть и фанерными: имеет значение масса диска, и его абсолютная невосприимчивость к магнитным полям.
  5. Центральные секторы каждого из дисков обклеивают металлической фольгой из того металла, поиск которого будет производиться. Таким образом, поисковый магнит для цветных металлов – меди, золота и серебра (платину ищут гораздо реже) должен иметь три комплекта сменных деревянных дисков.
  6. Рамка с дисками должна иметь возможность свободного перемещения вдоль всей трубчатой оси с фиксацией в определённом месте. Если посадки сопрягаемых деталей выполнены с требующейся точностью, то раскачивания рамки при её передвижении быть не должно.
  7. Для создания магнитной ловушки используют пластины от старого трансформатора, которые упаковывают в контур рамки. Расстояние между смежными пластинами по толщине не должно превышать 1,5 мм, а по длине – 5…6 мм. Такие пластины образуют воспринимающий магнитное излучение экран прибора.
  8. Далее собирают магнитную катушку. Потребуется соленоид из 600 слоёв эмалированного провода, который подключается к источнику переменного тока напряжением. Намотка должна быть многослойной, это снизит паразитную ёмкость катушки, и сделает устройство менее инерционным.
  9. Внутрь катушки вводится ферромагнитный или – что лучше – ферроэлектрический сердечник.
  10. Подключая данную конструкцию через понижающий трансформатор, добиваются постоянного положения рамки с пластинами относительно деревянных дисков. Это и будет условный ноль поискового «магнита» для цветных металлов.

Притягивает ли поисковый «магнит» золото и серебро, проще всего проверить на реальном предмете из этих металлов. Заодно можно будет установить и практическую чувствительность прибора.

Видео о том, как поисковый магнит НЕ магнитит золото, серебро и прочие монеты

Свет может намагничивать немагнитные металлы, предлагают физики

Рисунок 1: простая схема, показывающая механизм нарушения симметрии в плазмонных дисках. Предоставлено: Наньянский технологический университет.

Физики из Технологического университета Наньян, Сингапур (NTU Singapore) и Института Нильса Бора в Копенгагене, Дания, разработали метод превращения немагнитного металла в магнит с помощью лазерного излучения.

Магниты и их магнитные поля обычно создаются циркулирующими токами, такими как те, которые встречаются в повседневных электромагнитных катушках.«Рукоятка» этих катушек - независимо от того, намотаны ли они по часовой стрелке или против часовой стрелки - определяет направление создаваемого магнитного поля.

Ученые предполагают, что когда немагнитные металлические диски освещаются линейно поляризованным светом - светом, не обладающим собственной ручностью - циркулирующие электрические токи и, следовательно, магнетизм могут спонтанно возникать в диске.

Этот метод в принципе может превращать цветные металлы в магниты «по требованию» с помощью лазерного излучения.

Новая теория, разработанная доцентом Джастином Сонгом из школы физико-математических наук НТУ и доцентом Марком Руднером из института Нильса Бора, была опубликована в научном журнале Nature Physics в начале этого месяца.

Формулируя свое предложение, ученые разработали новый взгляд на взаимодействие между светом и материей. Они использовали комбинацию карандашно-бумажных расчетов и численного моделирования, чтобы разработать его.

Asst Prof Song сказал, что их схема является примером того, как новые сильные взаимодействия света и материи могут быть использованы для создания свойств материала «по запросу». Если это будет реализовано экспериментально, это откроет широкий спектр потенциальных применений для ряда высококачественных плазмонных материалов, таких как графен.

Использование плазмонных полей

Принято считать, что свойства многих материалов фиксированы и определяются расположением их атомов на наноуровне.Например, конфигурация атомов в материале определяет, легко ли он проводит электричество или имеет изолирующие / непроводящие свойства.

Сонг и Руднер хотели изучить, как плазмоны - локальные колебания заряда в металлах - и создаваемые ими интенсивные колебательные электрические поля могут быть использованы для изменения свойств материала.

Подобно тому, как свет состоит из фотонов, колебания плазмы состоят из плазмонов, типа квазичастиц.Плазмоны имеют тенденцию колебаться и двигаться в том же направлении, что и поле, которое им движет (например, направление поляризации светового поля).

Однако ученые обнаружили, что когда световое излучение достаточно сильное, плазмоны в немагнитном металлическом диске могут самопроизвольно вращаться либо влево, либо вправо, даже когда они управляются линейно поляризованным светом.

«Это свидетельство того, что внутренние свойства материала были изменены», - сказал ассистент профессор Сонг.«Мы обнаружили, что, когда сильные внутренние поля плазмона изменяют электронную зонную структуру материала, он также трансформирует плазмон, создавая петлю обратной связи, позволяющую плазмону спонтанно проявлять хиральность».

Это хиральное движение плазмона вызвало намагничивание, которое затем сделало немагнитный металлический диск их схемы магнитным.

Ученые говорят, что ключевое наблюдение в их теоретическом анализе состоит в том, что интенсивные плазмонные осциллирующие электрические поля могут изменять динамику электронов в металле.

Доцент Руднер сказал: «С точки зрения электрона в материале электрическое поле - это электрическое поле: не имеет значения, было ли это колебательное поле создано плазмонами в самом материале или светом лазера. материал."

Сонг и Руднер использовали это понимание, чтобы теоретически продемонстрировать условия, когда обратная связь от внутренних полей плазмонов может вызвать нестабильность по отношению к спонтанной намагниченности в системе.Команда ожидает, что этот теоретический подход может быть реализован в ряде высококачественных плазмонных материалов, таких как графен.

Экстренное поведение

Идея использования света для изменения свойств материала в последнее время привлекла большое внимание ученых. Однако многие из опубликованных примеров наделяют материал свойствами, присущими световому облучению (например, при облучении материала светом с круговой поляризацией, материал может приобретать хиральность или хиральность) или количественно усиливают свойство, которое уже присутствовало в материал.

По их словам, исследование Сонг и Руднер, в отличие от этих подходов, пошло намного дальше.

«Мы обнаружили, что плазмоны могут приобретать своего рода« отдельную жизнь »или« возникновение »с новыми свойствами, которых не было ни в металле, на котором размещены плазмоны, ни в световом поле, которое им управляло», - добавил профессор Сонг. Поведение плазмона было эмерджентным в том смысле, что он нарушал внутреннюю симметрию как светового поля, так и металла.

Эмерджентное поведение, когда целое - это больше, чем сумма его частей, возникает, когда множество частиц взаимодействуют друг с другом, чтобы действовать коллективно.Он отвечает за ряд полезных фаз вещества, таких как ферромагнетики и сверхпроводники, которые обычно регулируются температурой. Исследования команды распространяют эту идею на плазмоны и выдвигают, как ими можно управлять с помощью светового излучения.

«На более глубоком уровне есть много фундаментальных вопросов о природе предсказанного нами неравновесного спонтанного нарушения симметрии (« возникновения »), - сказал доцент Руднер.

Асст Проф Сонг, сотрудник Сингапурского национального исследовательского фонда (NRF), согласился с этим, сказав: «Возможно, наиболее значимым выводом нашей работы является то, что она показывает, что коллективные модусы могут демонстрировать отчетливые новые фазы.Если плазмонный магнетизм возможен, какие еще фазы коллективных мод ждут своего открытия? "


Спонтанное намагничивание в немагнитном взаимодействующем металле
Дополнительная информация: Луис Э.Ф. Фоа Торрес. Внезапный поворот, Nature Physics (2019). DOI: 10.1038 / s41567-019-0595-4 Предоставлено Наньянский технологический университет

Ссылка : Свет может намагничивать немагнитные металлы, предлагают физики (2019, 29 июля) получено 26 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2019-07-magnetise-немагнитные-металлы-Physicists.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Черные и цветные металлы | Примеры и списки металлов

В чем разница между черными и цветными металлами? В случае черных металлов (железо = железо) основным металлом является железо. Они составляют значительную часть всех металлов, используемых сегодня. Это стало возможным благодаря их свойствам, которые подходят для многих различных отраслей и сценариев использования.

Цветные металлы, с другой стороны, не включают железо. Это различие сделано потому, что оно приводит к определенному характерному изменению, которого не обеспечивают цветные металлы.

Свойства черных металлов

Черные металлы могут содержать множество различных легирующих элементов. Некоторые примеры - хром, никель, молибден, ванадий, марганец. Они придают черным сталям свойства материала, которые делают их широко используемыми в машиностроении.

Перечень свойств черных металлов:

  • прочный
  • Высокая прочность на разрыв
  • Обычно магнитный
  • Низкая устойчивость к коррозии
  • Серебристый цвет
  • Вторичная переработка
  • Хорошие проводники электричества

Эти качества позволяют использовать их в строительстве долговечных небоскребов.Кроме того, они используются для изготовления инструментов, автомобильных двигателей, трубопроводов, контейнеров, автомобилей, столовых приборов и т. Д.

Примеры черных металлов

Все они имеют разные спецификации, что позволяет использовать их в самых разных областях. Для лучшего обзора мы составили список черных металлов:

Нелегированные стали

Нелегированные стали также известны как углеродистые стали, потому что углерод является легирующим элементом. Да, это немного сбивает с толку, поскольку название предполагает одно, но именно так часто бывает в мире металлов.Хотя присутствуют и другие элементы, их содержание достаточно низкое, чтобы не влиять на свойства материала. Эти элементы - сера, фосфор, кремний и марганец. Сера и фосфор на самом деле могут отрицательно сказаться на качестве стали, но, опять же, не при таком низком содержании.

Хотя термин «нелегированные стали» не часто упоминается в типичной машиностроительной компании как таковой, наши любимые конструкционные стали, такие как S235, S355 и т. Д., Относятся к этой группе.

Нелегированные стали классифицируются по содержанию углерода на стали с низким, средним и высоким содержанием углерода. Каждый из них имеет собственное применение и характеристики различаются. Также доступны разные методы лечения.

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая или мягкая сталь содержит 0,05… 0,25% углерода. Они довольно дешевы и очень хорошо подходят для операций гибки. Поверхностную твердость можно повысить за счет науглероживания.

Широко используются недорогие и ковкие низкоуглеродистые стали.Некоторые примеры включают болты и гайки, поковки, детали средней нагрузки и т. Д.

Примеры низкоуглеродистых сталей: C10E / 1.1121, C15E / 1.1141

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистые стали содержат 0,25… 0,6% углерода. Более высокое содержание углерода увеличивает их прочность и твердость по сравнению с низкоуглеродистыми сталями. При этом снижается пластичность. Увеличение содержания углерода и марганца позволяет производить отпуск и закалку.

Шестерни, валы и оси - все из черных металлов

Среднеуглеродистые стали в основном используются для изготовления различных компонентов автомобильной промышленности, таких как шестерни, оси, валы, а также болты, гайки, винты и т. Д.Стали от 0,4… 0,6% также подходят для всего, что связано с локомотивами и рельсами.

Примеры среднеуглеродистых сталей: C40E / 1.1186, C60E / 1.1221

Высокоуглеродистая сталь

Цифры содержания углерода для высокоуглеродистых сталей варьируются в зависимости от различных источников. Некоторые из них имеют больше подгрупп, в то время как другие останавливаются на высокоуглеродистых сталях, которые начинаются с 0,6% содержания углерода и заканчиваются около 1%. Мы будем придерживаться второй интерпретации.

Это самые прочные из этой группы, что делает их пригодными для применений, где требуется устойчивость к механическому износу материала.Еще одно качество высокоуглеродистых сталей - их способность сохранять форму. Вот почему инструментальная сталь находит множество различных применений в области машиностроения.

С другой стороны, свариваемость, пластичность и ударная вязкость хуже, чем у сталей с меньшим содержанием углерода.

Стали также классифицируются по использованию. Инструментальные стали и высокоуглеродистые стали перекрываются.

Сохранение формы делает их полезными в качестве пружин. Другие варианты использования включают лезвия, рельсовые стали, трос, износостойкие пластины, все виды инструментов и т. Д.

Примеры высокоуглеродистых сталей: C70U / 1.1520, C105U / 1.1545

Легированные стали

Легированные стали составляют еще одну подгруппу черных металлов. Легирующие элементы стали - хром, никель, кремний, медь, титан и т. Д. Каждый из них по-своему влияет на свойства материала. Конечно, их обычно совмещают, поэтому в конечных продуктах есть всего понемногу. Мы обсуждаем, как наиболее распространенные элементы влияют на результат.

Хром

Хром - это элемент, отвечающий за создание нержавеющей стали.Содержание хрома в количестве более 11% делает металл устойчивым к коррозии. Как обсуждалось в статье о материалах износа, защита осуществляется за счет создания слоя окисленного хрома поверх металла. Это означает, что основной металл не контактирует с кислородом, и опасность коррозии значительно снижается.

Таким образом, он готов к использованию без какого-либо защитного покрытия. Вы можете добиться великолепного эстетического результата, выбрав подходящую для вашего применения поверхность из нержавеющей стали.

Кроме того, хром также увеличивает прочность на разрыв, твердость, вязкость, износостойкость и т. Д.

Марганец

Марганец улучшает пластичность, износостойкость и закаливаемость. Последнее осуществляется путем закалки, при которой марганец оказывает значительное влияние. Это снижает опасность образования дефектов в процессе, делая его более стабильным.

Также исключает образование вредных сульфидов железа, повышая прочность при высоких температурах.

Никель
Столовые приборы из нержавеющей стали помогают нам избежать вкуса ржавчины.

Его основная цель - повысить пластичность и коррозионную стойкость в сочетании с другими элементами, а именно с хромом. Когда содержание хрома составляет около 18%, а никеля - 8%, мы получаем чрезвычайно прочные нержавеющие стали.

Кремний

Повышает прочность и эластичность пружин. Еще один значительный эффект - повышение магнитных свойств металла.

Титан

Повышает прочность и коррозионную стойкость, ограничивает размер зерна аустенита.

Ванадий

Образование карбидов ванадия ограничивает размер зерна. Это влияет на повышение пластичности материала.

Он также увеличивает прочность, твердость, износостойкость и ударопрочность. Из-за его эффективности суммы должны быть низкими. В противном случае это может негативно сказаться на свойствах материала.

молибден

Молибден оказывает большое влияние на стальные сплавы при высоких температурах. Он улучшает механические свойства, а также устойчивость к коррозии и действует как усилитель для эффектов других легирующих элементов.

Чугун

Чугун - это сплав железа и углерода с содержанием углерода от 1,5 до 4 процентов. Также присутствуют другие элементы, а именно кремний, марганец, сера и фосфор.

Все мы знаем тяжелые чугунные сковороды 40-летней давности на бабушкиной кухне

. Несмотря на то, что они хрупкие, их твердость делает их износостойкими. Окончательная форма изделия из чугуна достигается путем литья. Этот процесс требует лишь незначительной обработки после обработки, чтобы можно было сформировать необходимую форму.

Свойства чугуна:

  • Отличная литье
  • Сравнительно дешево
  • Высокая прочность на сжатие
  • Хорошая износостойкость
  • Низкая температура плавления

Что такое цветной металл?

Цветные металлы не содержат железа. Они более мягкие и, следовательно, более податливые. Они используются как в промышленности, так и в эстетических целях - драгоценные металлы, такие как золото и серебро, являются цветными. Фактически, все формы чистых металлов, кроме чистого железа, являются цветными.

Свойства цветных металлов

Преимущества цветных металлов делают их пригодными для использования во многих приложениях вместо железа и стали.

Свойства цветных металлов:

  • Высокая коррозионная стойкость
  • Простота изготовления - обрабатываемость, литье, сварка и т. Д.
  • Отличная теплопроводность
  • Отличная электропроводность
  • Низкая плотность (без массы)
  • Цветной
  • Немагнитный

Список цветных металлов

Опять же, мы собираемся предоставить некоторую информацию о каждом металле и его свойствах.Примеры цветных металлов:

Медь

При окислении медь приобретает зеленый цвет.

Медь довольно широко распространена в промышленности. Добавьте сплавы латуни (медь и цинк) и бронзу (медь и олово), и вы, возможно, уже увидите множество применений меди. Если нет, мы можем вам помочь. Для инженеров-механиков наиболее известны подшипники скольжения и втулки.

Тем не менее, свойства меди и медных сплавов позволяют использовать больше:

  • Высокая теплопроводность - теплообменники, нагревательные сосуды, приборы и т. Д.
  • Высокая электрическая проводимость - используется в качестве электрического проводника в электропроводке и двигателях
  • Хорошая коррозионная стойкость - красивая, но дорогая кровля
  • Высокая пластичность - делает материал очень легко формуемым и подходящим для изготовления статуй.

Алюминий

С точки зрения техники, очень особенный и важный металл.Может быть не так полезен в повседневном применении из-за цены, но его сочетание небольшого веса и отличной обрабатываемости делает его основным металлом для яхт, самолетов и многих автомобильных запчастей.

Алюминий также является основным металлом во многих сплавах. Наиболее известными марками алюминия, вероятно, являются дюралюминий, Y-сплав и магналий.

Свойства алюминия включают:

  • Коррозионностойкий
  • Хороший проводник тепла и электричества (но меньше, чем у меди) - в сочетании с пластичностью и ковкостью заменяет медь в некоторых случаях
  • Высокая пластичность и легкий вес
  • Становится твердым после холодной обработки, поэтому требует отжига

Лазерная резка алюминия - это то, что требует опыта и правильного оборудования.Так что внимательно выбирайте субподрядчика для производства.

Свинец

Свойства свинца
Свойства свинца (металла)

Для обычного человека свинец может быть звонком, связанным с пулями (которые теперь не содержат свинца) и газом (который имеет знак «неэтилированный»). Хотя сначала его добавляли в топливо для уменьшения детонации двигателя, оказалось, что он очень вреден для здоровья при испарении в атмосферу.

То же самое и с патронами и с работниками стрельбища, у которых возникли проблемы со здоровьем.Но зачем вообще это добавлять? Потому что свинец - самый тяжелый из обычных металлов. Поскольку он не вступает в реакцию с другими веществами, они все еще используются в батареях и силовых кабелях, резервуарах для кислоты и водопроводах.

Свойства свинца:

  • Очень тяжелая
  • Устойчив к коррозии - не вступает в реакцию со многими химическими веществами
  • Мягкий и податливый

цинк

Цинк сам по себе не имеет большого значения для обычного человека. С другой стороны, как легирующий элемент он имеет широкий спектр применения.Он в основном используется для цинкования стали во всех областях. Цинкование делает материал более устойчивым к коррозии.

Черные или цветные металлы, Fractory позаботится о ваших работах по изготовлению листового металла.

.

Свет может намагничивать немагнитные металлы - ScienceDaily

Физики из Наньянского технологического университета, Сингапур (NTU Singapore) и Института Нильса Бора в Копенгагене, Дания, разработали метод превращения немагнитного металла в магнит с помощью лазера. свет.

Магниты и их магнитные поля обычно создаются циркулирующими токами, такими как те, которые встречаются в повседневных электромагнитных катушках. «Направленность» этих катушек - независимо от того, намотаны ли они по часовой стрелке или против часовой стрелки - определяет направление создаваемого магнитного поля.

Ученые предполагают, что когда немагнитные металлические диски освещаются линейно поляризованным светом - светом, не обладающим собственной ручностью, - в диске могут спонтанно возникать циркулирующие электрические токи и, следовательно, магнетизм.

Этот метод в принципе может превращать цветные металлы в магниты «по запросу» с использованием лазерного излучения.

Новая теория, разработанная доцентом Джастином Сонгом из школы физико-математических наук НТУ и доцентом Марком Руднером из института Нильса Бора, была опубликована в научном журнале Nature Physics в начале этого месяца.

Формулируя свое предложение, ученые разработали новый взгляд на взаимодействие между светом и материей. Они использовали комбинацию карандашно-бумажных расчетов и численного моделирования, чтобы разработать его.

Профессор Сонг сказал, что их схема является примером того, как новые сильные взаимодействия света и материи могут быть использованы для создания свойств материала «по запросу». Если это будет реализовано экспериментально, это откроет широкий спектр потенциальных применений для ряда высококачественных плазмонных материалов, таких как графен.

Использование плазмонных полей

Принято считать, что свойства многих материалов фиксированы и определяются расположением их атомов на наноуровне. Например, конфигурация атомов в материале определяет, легко ли он проводит электричество или имеет изолирующие / непроводящие свойства.

Сонг и Руднер хотели изучить, как плазмоны - локальные колебания заряда в металлах - и создаваемые ими интенсивные колебательные электрические поля могут быть использованы для изменения свойств материала.

Подобно тому, как свет состоит из фотонов, колебания плазмы состоят из плазмонов, типа квазичастиц. Плазмоны имеют тенденцию колебаться и двигаться в том же направлении, что и поле, которое им движет (например, направление поляризации светового поля).

Однако ученые обнаружили, что когда световое излучение достаточно сильное, плазмоны в немагнитном металлическом диске могут самопроизвольно вращаться либо влево, либо вправо, даже когда они управляются линейно поляризованным светом.

«Это свидетельство того, что внутренние свойства материала были изменены», - сказал ассистент профессор Сонг. «Мы обнаружили, что, когда сильные внутренние поля плазмона изменяют электронную зонную структуру материала, он также трансформирует плазмон, создавая петлю обратной связи, позволяющую плазмону спонтанно проявлять хиральность».

Это киральное движение плазмона вызвало намагничивание, которое затем сделало немагнитный металлический диск их схемы магнитным.

Ученые говорят, что ключевое наблюдение в их теоретическом анализе состоит в том, что интенсивные плазмонные осциллирующие электрические поля могут изменять динамику электронов в металле.

Доцент Руднер сказал: «С точки зрения электрона в материале электрическое поле - это электрическое поле: не имеет значения, было ли это колебательное поле создано плазмонами внутри самого материала или светом лазера. материал."

Сонг и Руднер использовали это понимание, чтобы теоретически продемонстрировать условия, при которых обратная связь от внутренних полей плазмонов может вызвать нестабильность по отношению к спонтанному намагничиванию в системе.Команда ожидает, что этот теоретический подход может быть реализован в ряде высококачественных плазмонных материалов, таких как графен.

Экстренное поведение

Идея использования света для изменения свойств материала в последнее время привлекла большое внимание ученых. Однако многие из опубликованных примеров наделяют материал свойствами, присущими световому облучению (например, при облучении материала светом с круговой поляризацией, материал может приобретать хиральность или хиральность) или количественно усиливают свойство, которое уже присутствовало в материал.

По их словам, исследование

Сонг и Руднер, в отличие от этих подходов, пошло гораздо дальше.

«Мы обнаружили, что плазмоны могут приобретать своего рода« отдельную жизнь »или« возникновение »с новыми свойствами, которых не было ни в металле, на котором размещены плазмоны, ни в световом поле, которое им управляло», - добавил профессор Сонг. Поведение плазмона было эмерджентным в том смысле, что он нарушал внутреннюю симметрию как светового поля, так и металла.

Эмерджентное поведение, когда целое - это больше, чем сумма его частей, возникает, когда многие частицы взаимодействуют друг с другом, чтобы действовать коллективно.Он отвечает за ряд полезных фаз вещества, таких как ферромагнетики и сверхпроводники, которые обычно регулируются температурой. Исследования команды распространяют эту идею на плазмоны и выдвигают, как ими можно управлять с помощью светового излучения.

«На более глубоком уровне есть много фундаментальных вопросов о природе предсказанного нами неравновесного спонтанного нарушения симметрии (« возникновения »), - сказал доцент Руднер.

Ассистент проф. Сонг согласился, сказав: «Возможно, наиболее значимым выводом нашей работы является то, что она показывает, что коллективные модусы могут проявлять различные новые фазы.Если плазмонный магнетизм возможен, какие еще фазы коллективных мод ждут своего открытия? »

.

Привлекает предметы из цветных металлов индукцией переменного тока!


Леонард КРОУ

Мастер Магнит


Предупреждение - ходят слухи, что этот магнит «нездоровый», вызывающий неприятные психические / физические ощущения

Леонард Кроу: Дизайн, Строительство & Принципы работы Электромагниты для притяжения Медь, алюминий и другие цветные металлы

[PDF]


Секрет магнитов:

Так как электромагниты обмотки питаются от сети переменного тока, попеременно увеличивающейся и в его центральном сердечнике создается уменьшающееся магнитное поле.когда это переменное поле проходит через набор медных шайб прикрепленный к концу сердечника, большой ток индуцируется в их. Таким образом, шайбы действуют как трансформатор. вторичный.

Наведенный ток устанавливает сильное переменное магнитное поле в шайбах. И направление этого поля таково, что шайбы и сердечник отталкивают друг друга. Если шайбы не были закреплены на месте, они выскочили бы из своих верховых, как только текущая был включен.

Дело в том, что изменяющееся поле в шайбах, в свою очередь, вызовет большой ток в любом металлическом объекте (черном или другом), поднесенном к их. Этот ток, конечно, создает магнитное поле в объект. И направление поля всегда будет таким что часть объекта, контактирующая с внешней стороной комплекта шайб будет двигаться противоположной магнитной полярности с этого лица. Следовательно, объект будет привлекательным.

Строительные магнитные сердечники:

Для начала отрежьте 3-1 / 2 " из почтовой трубки диаметром 2 дюйма. Сделайте каркас для внутренний сердечник магнита, как описано в Деталь «А» . При формировании каркаса три деревянных диска должен плотно прилегать к трубке. Четырехдюймовый деревянный дюбели будут проходить сквозь диски через просверленные и приклеенные отверстия на место, чтобы скрепить сборку.Основной материал позже заполнит "отверстие диаметром" просверленное в центрах дисков.

Теперь вставьте рамку в почтовая трубка, отстоящая от одного конца и заподлицо с другого конца и приклеиваем в этом положении. Три медные шайбы заполнят "место позже (см. , деталь B Вид сбоку).

Установите закрытый конец опустите трубку на стол и приступайте к набивке сердечника ламинация примерно "в ширину и 3-1 / 2" в длину.Ламинации можно снять со старого трансформатора или сделать от 18 до 22 Проволока из мягкого железа калибра, отрезанная прямо на одном конце длиной 3-1 / 2 дюйма. кусочки должны иметь гладкую поверхность в собранном виде.

Затем сдвиньте 3-1 / 2 дюйма длиной, Почтовая трубка диаметром 3 дюйма по центру готовой сборки как можно ближе. Заполните пространство радиально вокруг внутреннего сердечник в сборе с пластинами, подобными ранее используемым широким достаточно, чтобы плотно прилегать и длиной 3-1 / 2 дюйма (см. деталь B Вид с торца)


Намотка катушки:

Для этого шага вам понадобится приспособление аналогичен таковому в Деталь C .Этот деревянный цилиндр с двумя установленными наконечниками имеет длину 3-1 / 2 дюйма. и на 1/16 дюйма больше диаметра, чем диаметр почтовой трубы. Концевые детали распиливают так, чтобы образовались пазы, позволяющие временные стяжки (см. следующий абзац) и металлический Кривошипная рукоятка проходит через центр цилиндра.

Приспособление готово. Центр 12-дюймовые куски соединительного провода в каждом слоте, прижимая их. Катушка будет намотана на это, и провода будут служить для временно удерживайте катушку вместе при снятии с зажимного приспособления.Затем проделайте отверстие в деревянной колодке, зажатой в тисках. Эта будет удерживать приспособление, когда вы будете провернуть другой конец.

Катушка состоит из 600 витки # 14 хлопкового или покрытого эмалью провода магнита 350 поворот. Потребуется около 9 фунтов. Вставьте стержень конец кондуктора в деревянный брусок, воткните первые 6 дюймов, если конец провода питания через паз для пилы, затем начните наматывая проволоку слоями на цилиндр.

Когда 350-й ход достигнув, нажмите на провод длиной 6 дюймов и протяните его через пила-паз. Точку постукивания можно варьировать до 10 поворачивается в любом направлении так, чтобы отвод был в конце слой на том же конце, когда мы запускали катушку. Сейчас продолжайте до завершения 600-го хода и доведите до конца проволоки вытащите тот же конец через паз и отрежьте оставив 6-дюймовую деталь, как раньше.

Окончательная сборка:

Использование проводов ранее вставил, свяжите обмотки между собой. Разберите приспособление и снимаем катушку. Используя широкую хлопковую или льняную ленту, оберните катушка изнутри наружу в перекрывающиеся слои. По завершении нанесите покрытие на внутреннюю и внешнюю стороны катушек. узла 3-дюймовой почтовой трубки с помощью клея. Убедитесь, что провода и место для медных шайб на противоположных концах, вставьте сердечники в катушку и дайте клею высохнуть.

Во время сушки производите толстое деревянное кольцо с внутренним диаметром [?] шириной и внешний диаметр заподлицо с внешней стороной змеевика. Это прокладка между змеевиком и верхом (см. , деталь B, вид сбоку ). Вырезать канавки в прокладку, чтобы провода могли проходить через центр и приклеиваем на катушку.

Теперь с такой же снаружи диаметром как проставку, вырезать "деревянную верхушку".Установите подъемник кольцо в центре из латуни или меди. Дрель другого отверстие для отрезка 6 многожильного 3-проводного провода # 14 для силовой кабель. Проденьте один конец в отверстие и подсоедините катушка ведет к выводам кабеля.

На свободном конце питания шнур пометьте каждый из проводов как подключенных к "началу обмотка »,« отвод »,« конец обмотки ». Это важно для дальнейшего монтировать. Затем приклейте кабель в его отверстие, чтобы соединения не могли быть разорванным путем сгибания.Деревянную столешницу можно прикрепить к разделительное кольцо с помощью латунных шурупов. Следующее покрытие всего магнит с черным изоляционным лаком или эмалью для надежной фиксации хлопчатобумажную или льняную обертку и защищайте ее влажность.

Последняя часть конструкция - формирование и установка медных шайб в пространстве между концами внутреннего и внешнего магнита ядра. Технические характеристики шайб приведены в Деталь D .

Эти медные шайбы закреплен латунными шурупами с плоской головкой, вкручиваемыми внутрь ядро. Вставьте винты во внешнюю шайбу и заполните лишнее пространство между шайбами ​​и внутренним змеевиком кусочками дерева или картона, чтобы последняя шайба была заподлицо с внутренним и внешним сердечником.

Не заменять никаким другим металл вместо медных шайб. Сильный ток, вызванный шайбы требуют, чтобы они были сделаны из очень низкого сопротивление металла.

Подключение к электросети:

Если линия переменного тока подключена между выводами 1 и 2 катушки магнита (см. схему A ), ток потребляемый будет около 20 ампер - довольно много для использования вокруг дома. Соединение клемм 1 и 3 (см. Схема B ) приводит к ток около 4,25 ампера, а сила магнит уменьшается пропорционально. В обоих случаях текущий выполняет мало полезной работы; эта индуктивная цепь отстает примерно 90 * за напряжением.

Это отставание может быть частично смещение за счет добавления сдвигающей фазы емкости 80 мкФ, как показано в модифицированном параллельно-резонансном контуре Схема С . Текущий нарисованный от линии составляет около 4 ампер, при этом текущие токи между клеммами 1 и 2 и клеммами 3 и 4 соответственно, составляют 18,5 ампер и 9 ампер. Эта связь приводит к более более мощный магнит, чем соединения на схемах A или B.

Максимальное магнитное притяжение составляет полученные с помощью последовательно-резонансного контура, показанного на схеме D . В этой связи 17 через всю катушку протекает ток, позволяя катушке выбирать и держите 6 или более монет в полдоллара или равного веса f другие цветные металлы.

Емкость 80 мкФ указанное на схемах C и D, создается путем параллельного несколько меньших конденсаторов. Это должно быть из неэлектролитического типа с номинальным напряжением не менее 250 вольт, если подключен, как на схеме C, или 600 вольт, если подключен, как на Схема D.Могут быть использованы блоки общим объемом менее 80 мкФ, при условии, что они имеют надлежащее номинальное напряжение, но ток, протекающий через обмотку магнита, будет уменьшен.

Высокое напряжение появляется на конденсаторы, и поскольку они склонны сохранять свой заряд после отключения от линии это должно быть заключен в металлический ящик. В качестве еще одной меры предосторожности конденсаторы всегда следует разряжать с помощью инструмента с изолированным перед выполнением каких-либо работ на цепи.

Из-за особенностей магнитного поля вокруг медных шайб, магнит не притянет куски цветных металлов шире, чем их внешний диаметр или натто больше, чем их внутренний диаметр.

Последнее слово предостережения: шайбы пропускают через них значительный ток и горячей. Подключайте магниты только при необходимости.


Материалы:

1 Картонный почтовый тубус, 3-1 / 2 дюйма в длину, прибл.2 дюйма диаметром
1 Картонная почтовая туба, 3-1 / 2 дюйма в длину, прибл. 3 дюйма в диаметре.
4 деревянных дюбеля длиной 3-1 / 2 дюйма, "диам.
1 рулон" широкий хлопок или льняная лента
1 Крючок из латуни или меди (для подъемного кольца)
1 сетевой штекер
1 80 мкФ, 250 или 600 вольт конденсаторная батарея
1 Деревянный или металлический корпус для выше
1 6 длина # 14 многожильный 3-жильный кабель (для шнура питания)
1 6, длина # 14, многожильный 2-жильный кабель (для сетевого шнура)
9 фунтов хлопка № 14 или эмалированный магнитный провод
Разное:
-дюймовый деревянный приклад для центр сердечника рама, магнит сверху и распорное кольцо
1/16" лист меди шайбы
Старый трансформатор ламинирование или проволока из мягкого железа калибра 18-22 для сердечников
Детали для намоточного приспособления
Латунь с плоской головкой, дерево винты
Цемент
Изоляционный лак или эмаль


Схемы A, B, C, D:
Клемма 1 = Начало Обмотка
Клемма 2 = Отвод
Клемма 3 = Конец обмотки


Деталь A:


Деталь B:


Деталь C:


Фрагмент D:



Ваша поддержка поддерживает это Сервис -

КУПИТЬ

The Rex Research Civilization Kit

... Это ваша лучшая ставка и вложение в устойчивое Человечество на Земле ...
Обеспечьте и улучшите свое выживание и геном Передача ...
Все @ rexresearch.com на флэш-накопителе или Скачать!

СТРАНИЦА ЗАКАЗА


.

Смотрите также