Влияние магнитного поля на металл

Обновлено: 20.09.2024

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Полетаев Владимир Алексеевич, Потемкин Дмитрий Александрович

Рассматривается проблема влияния магнитного поля на механические свойства металла . Описан процесс, который может возникнуть в металле под действием магнитного поля . Приведены данные по изменению плотности дислокаций в металле под действием магнитного поля .

Текст научной работы на тему «Энергетический анализ влияния магнитного поля на механические свойства стали»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ

ПОЛЕТАЕВ В. А., д-р техн. наук, ПОТЕМКИН Д. А., асп.

Рассматривается проблема влияния магнитного поля на механические свойства металла. Описан процесс, который может возникнуть в металле под действием магнитного поля. Приведены данные по изменению плотности дислокаций в металле под действием магнитного поля.

Ключевые слова: магнитное поле, магнитная анизотропия, механические свойства металла, импульсная магнитная обработка.

POWER ANALYSIS OF MAGNETIC FIELD INFLUENCE ON STRESS-STRAIN PROPERTIES OF STEEL

POLETAYEV V.A., Ph.D., POTYOMKIN D.A., postgraduate

The article deals with the problem of magnetic field influence on stress-strain properties of metal. It describes the process occurring in metals under the magnetic field action. The data on changes in metal dislocation density under magnetic action are listed.

Key words: magnetic field, magnetic anisotropy, stress-strain properties of metal, impulse magnetic treatment.

Проблема влияния магнитного поля на механические свойства металла тесно связана с процессами, происходящими при намагничивании магнетиков. Достаточно заметно это влияние проявляется в магнитомягких материалах с Нс < 3,5 А/м. В этом случае можно создать увеличение магнитного поля с напряженностью Н0 >>НС.

Технически достижимо даже при отсутствии специального охлаждения с помощью соленоидов получить магнитное поле напряженностью Н0 ^105 + 106 А/м. В конкретном случае при обработке магнитным полем пильчатой гарнитуры чесальных машин поле Н; внутри зуба уменьшается не более чем на порядок. Это дает объемную плотность магнитной энергии ^5 ^105^106Дж/м3. Данная величина является основной для сравнения с другими энергетическими показателями процесса намагничивания, в частности: энергией магнитной анизотропии; энергией магнитострикции; энергией доменных стенок; энергией границ зерен; энергией дефектов и дислокаций 1. Сравнение плотностей этих видов энергии с плотностью магнитной энергии W0 дает возможность выявить основные причины и механизм влияния магнитного поля на механические свойства магнетика (металла).

Магнитная анизотропия определяется мерой энергии, которая необходима для поворота вектора намагниченности от трудной к легкой оси намагничивания кристалла. Порядок этой величины определяется константой К1 = (3^5)-104Дж/м3 (для углеродистой стали с содержанием углерода 1 %). Если исходить только из соотношения энергий W0 и энергии анизотропии Wa, то, поскольку W0 >> Wa, насыщение, безусловно, должно достигаться. Проверка кривой намагничивания на участке насы-

щения на линейность (парапроцесс) дает возможность определить влияние магнитного поля на дислокации (дефекты). Считается [5], что именно на этом участке намагничивание идет за счет разрушения (размножения) дислокаций при вращении вектора (спинов) спонтанной намагниченности.

Основным процессом, который может привести к разрушению межзеренных (межблочных) границ, является процесс вращения однодоменных зерен мартенсита [3]. Если обозначить через г3 радиус зерна, Игр - толщину его границы, у « еху и еХ2 и еу2 - деформацию сдвига, то отношение максимальной энергии вращения к поверхностной энергии будет определяться формулой 4 2

Л = В| Цзп г3 = в|И|Гз

\Л/П 20 у 24пГз2Иф О у2 3Иф

При В; = 1 Тл, Н; = 106 А/м, у2 = 10-7, Игр = 10-5 м, г3 = 10-4 м, С = 1010 Н/м2 получается, что W0/Wn = 1, т.е. магнитная энергия вращения и энергия сдвига будут одного порядка. Если заменить модуль сдвига С модулем Юнга, то W0 и Wп будут одного порядка при условиях углового рассогласования в несколько минут. Из формулы (1) видно, что решающее влияние на соотношение энергий оказывает величина углового сдвига у между решетками зерен (фрагментов, блоков). Полученные данные говорят о высокой вероятности этого процесса, который, очевидно, является необратимым, так как связан с разрушением граничной структуры.

Другим аналогичным механизмом внутренних изменений структуры является разрушение границ зерен, блоков и фрагментов при движении доменных стенок. Давление, которое оказывает стенка на границу, определяется

плотностью магнитной энергии в единице объема W0 = БД [2]. Оценка плотности упругой энергии границы определяется величиной Егр = Су0, где у0 - угол разориентирования (деформация сдвига) решеток соседних зерен (субзерен, блоков); С - модуль сдвига. Угол разори-ентирования зерен очень различен. Если для углеродистой стали С = 1010 МПа, то для зерна с углом разориентирования у0 и 3° и 0,05 рад. Егр = 2,7-107 Дж/м3.

Явление магнитострикции означает возникновение механических (упругих) напряжений, приводящих к изменению линейных размеров и объемов магнетика. Если сопоставить это явление с наклепом, то необходимо сравнить магнитострикционное напряжение ат. с пределом текучести а0.. Принимая а0. = 400 МПа,

сравним эту величину с ат. =-^-, где

Ет = ЕX2 - энергия магнитострикции; X - относительное удлинение; Е - модуль Юнга, равный 200 МПа.

Полагая X = 10-5^10-6, находим, что ат. = Е X = 2МПа. Из этого следует, что даже

при максимальной величине X = 10-5 величина ат. меньше а0. на два порядка. Однако следует

учесть, что величина X определяется напряжением сжатия (растяжения). Если ее сравнивать с напряжением сдвига ат., то, поскольку модуль

сдвига на 1-2 порядка меньше модуля Юнга, получается, что эти величины могут быть близки. Необратимые изменения структуры, связанные с движением и размножением дислокаций, определяются именно сдвиговыми напряжениями, которые в силу специфической структуры металла всегда сопутствуют любой деформации сжатия и растяжения.

Как известно [4], сочленение блоков друг с другом происходит посредством дислокаций с энергией магнитного давления. Следуя [4], определим энергию краевой Е0 дислокации на единицу длины:

где Ь - вектор Бюргерса; ц - коэффициент Пуансона; !й - длина дислокации; г0 - размер ядра дислокации.

Длину дислокации можно принять равной радиусу зерна, т.е. !й = г3, так как длина дислокации ограничивается размерами кристаллита. Принимая Ь =10-10м, 2г3 = !й = 10-5м, г0 =5-10-10 м,

Е0!й/Ы = 0,4 -10-22 Дж/м3.

получаем, что энергия краевой дислокации на единицу длины равна е0 = 0,33-10-10 Дж/м. Число атомов в ядре дислокации равно ц = !й пг0!/а3 =7,5106 при а =10-10. Энергия одной дислокации равна Е0!й. Тогда энергия дислокации, приходящаяся на один атом, определяется следующим образом:

Магнитная энергия, приходящаяся на один атом, определяется как:

Wo/N = 106/2 1030 = 0,5 10-24 Дж/м3. (4)

Таким образом, плотность энергии в ядре дислокации примерно на два порядка превышает плотность магнитной энергии. Со статистической точки зрения это означает, что примерно одна из 100 дислокаций может заметно передвигаться за счет давлений магнитного поля. Энергия винтовой дислокации примерно в три раза меньше энергии краевой дислокации. Поэтому вероятность ее движения соответственно выше, чем у краевой. Кроме того, энергетический объем дислокации не ограничивается ее ядром. Он существенно больше, и потому гипотеза о воздействии поля на дислокацию представляется вполне оправданной.

Что касается дефектов (вакансий), то

энергия их миграции не менее 1,4-10" Дж. Сравнение этой величины с магнитной энергией, приходящейся на один атом

(Л = 0,5-10-20Дж/м3), показывает, что эти величины несравнимы, когда энергия на один атом уменьшится на порядок. Например, теп-

ловая энергия на один атом равна —кТ, где

к = 1,410-23 - постоянная Больцмана. Из этого следует, что энергия при закаливании (закалка) сравнима с энергией точечных дефектов.

Кроме оценок по энергии, целесообразно сравнить напряжения, создаваемые дислокациями, с магнитным давлением. Оценка напряжения, создаваемого дислокацией, дается следующим отношением:

Сравнение с магнитным давлением (Рт = W0 = 105 Па) показывает, что магнитное давление может существенно превышать локальные напряжения дислокаций и приводить к их разрушению.

Вклад дислокаций в упрочнение оценивается по формуле [5]

где т0 - начальное напряжение движения дислокаций (сдвиговое); к - коэффициент пропорциональности; Ь - вектор Бюргера; р - средняя плотность дислокаций; С - модуль упругости.

Полагаем ртах = 1018 м-2, ттах = а0 = 400 МПа. Тогда, поскольку ттах >> т0, то

Тогда при минимальной плотности дислокаций р = 1012 м-2 получаем, что

ттах = кСЬТР = 0,4• 1010 • 1010 • 106 = 0,4 МПа.

Эту величину можно принять за т0. В итоге формулу (6) можно заменить на формулу

где Атт1п = т0; Аттах = ст0.

По аналогии формулу для оценки влияния магнитного поля можно записать в виде

где Кн - новый коэффициент.

Вывод этой формулы состоит в следующем. Объемная плотность магнитной энергии W0 определяется формулой *=^

Энергия сдвига равна Wz = С уд = туд.

Очевидно, что влияние магнитного поля возможно, если ВН/2 «ту0. Отсюда т = ВН/у0 • 2 ,

если Втах = 2 Тл, то т = Н/у0 и Н = КнС^ТР , где

При ртп = 10 имеем Н = К у0 • 10 , получается довольно малая величина магнитного поля, при котором возможен эффект упрочнения.

Из этих сугубо приближенных оценок можно сделать вывод, что с точки зрения влияния магнитного поля на механические свойства металла наиболее вероятен механизм размножения дислокаций под действием магнитного давления.

Для подтверждения проведенных выше расчетов был проведен рентгеноструктурный анализ образцов из стали 65, обработанных импульсным магнитным полем. Образцы стали 65 с исходной структурой зернистого перлита были закалены в масле до структуры мартенсита при следующих режимах импульсной магнитной обработки: напряженность магнитного поля - 500 и 300 кА/м; количество импульсов - 5, 15, 30, 60 и 180; длительность импульсов - 1 с; интервал между импульсами - 1 с.

Анализ графиков изменения плотности дислокаций металлических образцов из стали 65, обработанных разной напряженностью магнитного поля (рис. 1), показывает, что величина плотности дислокаций изменяется в зависимости от количества импульсов.

Наибольшая плотность дислокаций в поверхностном слое деталей возникает при количестве импульсов = 5.

Рис. 1. Изменение плотности дислокаций на поверхности металла: 1 - Н = 300 кА/м; 2 - Н = 500 кА/м

При послойном снятии металла с поверхности образцов, обработанных импульсным магнитным полем, установлено, что глубина изменения плотности дислокаций (рис. 2) находится в пределах 60^120 мкм в зависимости от величины напряженности магнитного поля.

Рис. 2. Изменение плотности дислокаций при послойном снятии металла (количество импульсов - 5):1 -Н = 300 кА/м; 2 - Н = 500 кА/м

Исследования показали, что импульсная магнитная обработка влияет на механические свойства металлов.

1. Вонсовский С.В. Магнетизм. - М.: Наука, 1984.

2. Преображенский А.А. Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы. - М.: Высш. шк., 1972.

3. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л.

Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980.

4. Мишин Д.Д. Магнитные материалы: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1991.

5. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения: Пер. с японского. - М.: Мир, 1987.

Полетаев Владимир Алексеевич,

Потемкин Дмитрий Александрович,

Энергетический анализ влияния магнитного поля на механические свойства стали Текст научной статьи по специальности «Физика»

Исследование влияния магнитного поля на скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб и реологические свойства скважинной продукции Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Рогачев М.К., Кузьмин М.И., Кондрашева Н.К.

Приведены натурные и лабораторные исследования влияния магнитного поля на скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб , а также реологические исследования по установлению зависимости свойств скважинной продукции от величины магнитного поля . Результаты лабораторных исследований показали увеличение скорости коррозии металла с ростом его остаточной намагниченности с ингибированием и без него на разную величину. Установлена зависимость влияния магнитного поля на реологические свойства скважинной продукции Урманского месторождения

Текст научной работы на тему «Исследование влияния магнитного поля на скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб и реологические свойства скважинной продукции»

М.К.РОГАЧЕВ, д-р техн. наук, профессор, rogatchev@mail. ru М.И.КУЗЬМИН, аспирант, kuzmaxig@gmail. com

Н.К.КОНДРАШЕВА, д-р техн. наук, профессор, natalia_kondrasheva@mail. ru Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург

M.K.ROGACHEV, Dr. in eng. sc., professor, rogatchev@mail. ru M.I.KUZMIN, post-graduate student, kuzmaxig@gmail. com N.K.KONDRASHEVA, Dr. in eng. sc., professor, natalia_kondrasheva@mail. ru National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СКОРОСТЬ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ

Приведены натурные и лабораторные исследования влияния магнитного поля на скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб, а также реологические исследования по установлению зависимости свойств скважинной продукции от величины магнитного поля. Результаты лабораторных исследований показали увеличение скорости коррозии металла с ростом его остаточной намагниченности с ингибированием и без него на разную величину. Установлена зависимость влияния магнитного поля на реологические свойства скважинной продукции Урманского месторождения.

Ключевые слова: осложнения при добыче, коррозия, скважина, насосно-компрессорные трубы, намагниченность металла, магнитное поле.

INFLUENCE OF MAGNETIC FIELD ON THE SPEED METAL

CORROSION TUBING RHEOLOGICAL PROPERTIES AND PRODUCT BOREHOLE

The paper deals with field and laboratory studies of the effect of a magnetic field on the rate of corrosion of metal tubing, and rheological studies to establish the dependence of properties of well production of the magnetic field. The laboratory results showed an increase in the rate of corrosion of the metal with the growth of its residual magnetization with and without inhibition by different amounts. The dependence of the magnetic field effect on the rheological properties of well products Urmanskoye field.

Key words. Complications during production, corrosion, well, the tubing, the magnetization of the metal, the magnetic field.

Наиболее острой проблемой при эксплуатации скважин Урманского месторождения является коррозия внутрискважинного оборудования. Уровень агрессивного воздействия среды добываемой продукции данного месторождения относится к сильноагрессивным жидкостям. Скорость коррозионного проникновения в отдельных случаях достигает 20 мм/год. Добыча сырья на Урманском

месторождении ведется из пласта М + М1 палеозойских отложений с глубиной залегания более 3000 м и из пласта вышележащих юрских отложений (пласты Ю14-15). На момент проведения исследований наработка на отказ данного оборудования составляла в среднем около 200 сут. На сегодняшний день весь добывающий фонд скважин месторождения относится к коррозионно-активному [1, 3].

В ходе проведенных ранее исследований были установлены факторы, определяющие аномально высокую скорость коррозии внутрискважинного оборудования на данном нефтяном месторождении:

• высокое содержание в скважинной продукции коррозионно-агрессивного СО2 (превышает 100 мг/л), приводящее в условиях осадкообразования к мейза-коррозии;

• высокая обводненность скважинной продукции (более 80 % фонда добывающих скважин имеют обводненность выше 60 %);

• высокая скорость газожидкостной смеси в НКТ (до 25 м/с), обусловленная в основном высоким газовым фактором.

Последующие промысловые исследования на Урманском месторождении позволили выявить еще один фактор, который способен оказывать существенное влияние на процесс коррозии металлических насос-но-компрессорных труб в скважинах, - высокую остаточную намагниченность труб, замеченную при их подъеме из скважин данного месторождения. Примечательно, что данный эффект до сих пор не наблюдался на других месторождениях, эксплуатируемых ООО «Газпромнефть-Восток».

Основания для условий формирования намагниченности металлических труб, в том числе применяемых в системах транспорта углеводородов и в бурении скважин, а также скважинного насосного оборудования, достаточно подробно освещены в научной литературе. Металлические трубы и детали скважинных насосов в исходном состоянии могут иметь некоторую остаточную намагниченность, сформировавшуюся естественным образом при их изготовлении. В условиях эксплуатации эта намагниченность может изменяться (достигать высоких значений) и перераспределяться под действием рабочих нагрузок.

Следовательно, все вышеперечисленное можно отнести и к металлическим насосно-компрессорным трубам, эксплуатация которых в скважинах характеризуется действием рабочих нагрузок, вызванных весом колонны труб, ее сборкой и спуско-подъемными операциями, обусловленных работой сква-жинных насосов, действием гидростатического и гидродинамического давлений.

На Урманском нефтяном месторождении аномально высокая намагниченность была отмечена для НКТ, извлеченных из скважин, вскрывших продуктивные пласты палеозойских отложений (М+М1). Известно, что данные пласты представлены сильно перекристаллизованными вторичными доломитами, содержащими в своем составе такие породообразующие ожелезненные минералы как анкерит (Ca(Mg,Fe)[СО3]) и сидерит ^еС03), которые отличаются естественной намагниченностью [2]. В связи с этим можно предположить, что явление повышенной намагниченности НКТ в скважинах Урманского месторождения в определенной степени связано и с содержанием этих минералов в составе продуктивных отложений. Для проверки данной гипотезы необходимо провести дополнительные специальные исследования.

Нами были проведены эксперименты по определению намагниченности насосно-компрессорных труб на Урманском месторождении, направления полярности их магнитных полей и абсолютных величин магнитной индукции по длине подвески. Исследования проводились при исключении воздействия внешних источников полей как на новых на-сосно-компрессорных трубах, так и на бывших в эксплуатации (извлеченных из скважин № 107; 222; 121 при капитальном ремонте), отдельно лежащих трубах.

В результате проведенных экспериментов была обнаружена остаточная намагниченность бывших в эксплуатации насосно-компрессорных труб. При этом наибольшая магнитная индукция фиксировалась на концах труб (рис.1). Остаточная намагниченность металла на новых насосно-компрессорных трубах в результате замеров не установлена.

Рис. 1. Схема направления полярности магнитного поля и значения магнитной индукции для бывшей в эксплуатации насосно-компрессорной трубы

Примеры.. Влияние электромагнитного поля на структуру и свойства металлических материалов

Под сверхпластичностью понимают способность металла к значительной равномерной деформации без деформационного упрочнения (наклепа).

Различают несколько видов сверхпластичности:

- мелкозеренная сверхпластичность проявляется при повышенных температурах, не ниже чем 0,4 Тпл, при очень мелком зерне размером в диаметре 3-5 мкм и малой скорости деформирования 0,0001 с -1 (отсутствует сдвиговая деформация),

- субкритическая сверхпластичность. Имеет место при температурах вблизи или ниже фазовых превращений при определенной исходной структуре. Перед фазовым превращением или плавлением происходит значительное изменение свойств без изменения структуры. Например, Е снижается в два-три раза.

- мартенситная сверхпластичность, при сдвиговом бездиффузионном превращении наблюдается повышенная пластичность,

- рекристаллизационная сверхпластичность. Выше температуры рекристаллизации заметного упрочнения не возникает.

Влияние электромагнитного поля на структуру и свойства металлов в наибольшей степени проявляется в условиях протекания тока высокой плотности (до 100000000 А/м 2 ) через очаг деформации. В данном случае возникает эффект электропластичности металлов, проявляющийся в значительном приращении деформации даже при комнатных температурах.

Протекание тока высокой плотности в металле вызывает увеличение плотности вакансий, длину пробега дислокаций, внутренний нагрев дефектных микрообъемов металла и повышение градиентов химических потенциалов.

Эффект электропластичности применяется в технологии волочения при изготовлении сверхтонких проволок и металлических волокон.

При электропластической обработке растут как прочностные, так и пластические характеристики.

1. Функция f(x)=(x-1) 2 является бесконечно малой при x→1, так как

2. Функция f(x) = tgx – бесконечно малая при x→0.

3. f(x) = ln (1+x)– бесконечно малая при x→0.

4. f(x) = 1/x– бесконечно малая при x→∞.

Теорема 1. Если функция y=f(x) представима при x→aв виде суммы постоянного числа b и бесконечно малой величины α(x): f (x)=b+ α(x) то .

Обратно, если , то f (x)=b+α(x), где a(x) – бесконечно малая при x→a.

Теорема 2. Алгебраическая сумма двух, трех и вообще любого конечного числа бесконечно малых есть функция бесконечно малая.

Теорема 3. Произведение бесконечно малой функции a(x) на ограниченную функцию f(x) при x→a (или при x→∞) есть бесконечно малая функция.

Следствие 1. Если и , то .

Следствие 2. Если и c=const, то .

Теорема 4. Отношение бесконечно малой функции α(x) на функцию f(x), предел которой отличен от нуля, есть бесконечно малая функция.

Функция f (x) называется бесконечно большой функцией в точке х = x₀ (или x → x₀), если для любого как угодно большого положительного числа K > 0 существует δ = δ(K) > 0, такое, что для всех х, удовлетворяющих условию 0 < | x – х₀ | < δ , выполняется неравенство |f (x) | > К.
В этом случае пишут

и говорят, что функция стремится к бесконечности при х → х₀ , или что она имеет бесконечный предел в точке х = х₀. Если же в определении выполняется неравенство f (x) > K (f (x) < –K) , то пишут

и говорят, что функция имеет в точке х₀ бесконечный предел, равный + ∞ (– ∞).
По аналогии с конечными односторонними пределами определяются и бесконечные односторонние пределы:

Так, например, пишут если для любого как угодно большого положительного числа K > 0 существует δ = δ(K) > 0, такое, что для всех х, удовлетворяющих условию х₀ < x < х₀ + δ , выполняется неравенство f (x) > К. Или в символической записи

Предлагается самостоятельно сформулировать определение бесконечно большой функции при x → + ∞, x → – ∞.

Магнитное поле и металлы Однородное магнитное поле тока Сила индукция магнитного поля ⁠ ⁠

ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.

Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.

Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Нарушение правил сайта в целом.

Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.

По правилам сообщества Наука | Научпоп видео должны иметь небольшое текстовое описание того, о чём оно повествует. Это сделано для удобства читателей. Пожалуйста, отредактируйте пост и добавьте описание.

Что-то спать захотелось

Автор, вам бы описание товаров на Али писать.

Эффект тот-же самый:)

Блин, чувак, чего с речью у тебя, слушать тяжело.

Сначала вы говорите, что медь отталкивается от магнитного поля, а потом показываете это ни как не объясняя:

Он там дрочит чтоли? Слушать невозможно.

"Вихревые токи, или токи Фуко́ — объёмный электрический ток, возникающий в электрических проводниках" - википедия.
Умники и умницы, досмотрите ролик до конца где показана та же реакция с камнями. А камни это не металлы, то есть не проводники. А реакция ТА ЖЕ. То есть если вы и слышали где то за токи Фуко. То не стоит так явно блистать "глубиной" ваших знаний.

Первый раз имея дело с неодимовыми магнитами размером с шайбу получил два синих пальца. Подумать не мог, что они блин как пылесосы притягиваются уже с полуметра :))

Видео не полностью соответствует заголовку, вернее совсем не соответствует. Без описания совсем не дается представления об индуктивности, магнитной индукции.

Магнит, ну надо же. Срочно в УФН.

Всем спасибо за просмотр, всем всего хорошего и до свидания!

В роли диктора и ведущего нашей шоу-программы был Игорь Маменко - артист эстрады, пародист, юморист.

Откуда берутся атомы?⁠ ⁠

Материя в том виде, как она есть и известна нам, состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Комбинации атомов порождают целостные материалы, а атомы разных элементов отличаются друг от друга по ряду параметров.

Сами атомы тоже состоят из субатомных частиц, о которых я уже многократно рассказывал на канале. Но наиболее частый вопрос тут - это не как устроен атом, а откуда вообще атомы берутся?

Мы оказываемся тут где-то на границе мироздания. Нужно или принять, что всё существовало вечно, или допустить что не из чего вдруг родились первые колебания некоторой субстанции (будь то эфир или квантовое поле сейчас неважно), или же просто проанализировать технический характер появления материальных частиц. Давайте рассмотрим появления атома, исходя из имеющихся научных представлений.

Кстати, следующий вопрос, который тут напрашивается - появляются ли новые атомы или вся материя была создана один раз и теперь постоянно превращается из одного варианта в другой, а её количество определяется законом сохранения? Это интересный вопрос, но как говаривал один усатый дядька - "это уже совсем другая история".

Про природ материи как таковой советую посмотреть мой ролик на тубе. Отчасти там есть ответ на рассматриваемый вопрос.

Появление атомов в научных фильмах

В фильмах от Discovery обычно повествование строится следующим образом:

В первые три минуты существования Вселенной образовались ядра атома водорода - это простейший и легчайший атом. Следом за ним образовались ядра атома гелия. Остальные атомы образовались путём их соединения при повышенной температуре.

Вселенная после появления достигла температур, при которых стали происходить процессы захвата отрицательно заряженных электронов массивными протонами. Это формировало тот атом, который мы привыкли видеть.

После появления простых элементов, традиционного водорода и гелия, появляются более крупные элементы. Они образуются преимущественно в результате столкновения более мелких элементов, что известно как ядерный синтез. Столкновение с нужным количеством энергии рождает новые частички.

Некоторые типы атомов образуются в результате разложения очень больших нестабильных атомов. Этот процесс распада на части известен как ядерное деление.

Вроде бы и можно считать это некоторым ответом, но информации слишком мало. Например, откуда взялись сами протоны, нейтроны и даже электроны?

Откуда взяли запчасти?

Ещё Ломоносов исходил из того, что, говоря современным языком, в силу научного незнания мы должны принять вечное существование субатомных частичек. Но физики всё же высказывают разные варианты механизма появления субатомных частичек.

Многие считают, что во главе угла стоял электрон, который стал базой для формирования более сложных частиц. Тут уместно отметить, что по существующим сейчас представлениям сам электрон является не материей в прямом смысле этого слова и не может быть представлен, как мячик, а является флуктуацией волновой функции.

Иными словами - электрон есть энергия. Что приводит к банальному выводу - любая материя состоящая из атомов является энергией в определенной её форме и сам атом появился как результат взаимодействия энергии с пространством. Про это подробно рассказывается в моей заметке про отличие модели атома Шрёдингера.

Как сами электроны могли стать базой для появления атома?

По модели формирования протонов и нейтронов из электронов по мере увеличения их концентрации под действий внешних воздействий увеличивается энергия электронов, что и приводит к формированию субатомных частиц и потом уже самих атомов.

Этот процесс по-научному принято именовать конденсацией материи. Говоря просто - существовала плазма из которой конденсировались первые частички под действием огромного давления и высокой температуры. После формирования субатомных частичек закрутился карусель и пошёл бесконечный процесс превращения одного в другое. Частичек было огромное изобилие. Среди них и такие специфические, как например, нейтрино.

Когда некоторое количество материи образовалось и механизм был уже запущен, естественные процессы типа диффузии, привели нас к той материи и тому разнообразию атомов, которые мы получили сегодня. Правда тут ещё стоило бы обсудить сразу и темную материю.

Ну а всех, кто дочитал статью, приглашаю подписаться на мой канал в телеге :)

Откуда берётся отражение?⁠ ⁠

Из лекции А.Чирцова:

Откуда берётся изображение девушки в зеркале когда она смотрится в зеркало? Это сложный вопрос. Нет, ну конечно лучи света отражаются, но мы же знаем, что никаких лучей света нет, это выдумка. А есть электромагнитные волны. Мы конечно будем рассматривать не пакет волн которые бегут от девушки во все стороны, а всего лишь одну плоскую монохроматическую волну.

И вот это зеркало. Представим себе, что бежит плоская монохроматическая волна. Я её нарисую по школьному в виде косинусоиды. Вот она дошла до зеркала. И что дальше? За зеркалом есть свет? Нет. Поэтому вроде бы волна должна на зеркале оборваться. Чушь. На зеркале волна оборваться не может. Потому что зеркало состоит из атомов, а атом состоит из ядра. А если мы увеличим ядро до такого размера (показывает примерно 2 см), то электрон надо будет нарисовать где-то в районе Невского проспекта. А между ними пусто. Поэтому зеркало это практически вакуум. И поэтому волна от девушки пройдёт сквозь зеркало как через вакуум. Это и есть вакуум.

Всё дело в том, что в зеркале есть слой металла, в котором могут бегать свободные электроны.И вот тогда под действием этого меняющегося поля электроны в каждой точке зеркала начинают бегать взад вперёд. И каждый электрон излучает вот это ломающееся поле которое мы рисовали и излучает электромагнитные волны вот так - в разные стороны. И все эти волны, которые излучают электроны сюда, складываются в волну, которая идёт точно в противофазе от падающей волны. И в результате по ту сторону зеркала мы наблюдаем темноту. Не из-за того что свет туда не прошёл, а из-за того что электроны сгенерировали ещё одну волну, которая полностью погасила исходную. За зеркалом распространяется больше света, чем падает на него. Только эти два излучения друг друга гасят. Из симметрии понятно, что электроны излучают не только сюда. И в обратную сторону. И бежит ещё одна волна симметричная этой, но в другую сторону. И вот теперь смотрите, здесь исходная и гасящая волны бегут в одну сторону и в сумме дают ноль. А здесь падающая бежит сюда. а эта бежит в другую сторону и нуля не получается. Так формируется отражённая волна.

Поэтому дорогие девушки, когда вы смотритесь в зеркало, знайте, что там находитесь вовсе не вы. Вы видите вторичные электромагнитные поля, которые генерируются электронами, которые раскачены отражённым от вас светом. Вы нужны только для того чтобы раскачать электроны.

Если убрать вас от зеркала за время меньшее чем 10 в минус десятой степени секунды, электроны ещё некоторое время будут качаться и ваше изображение будет жить в зеркале. А если вас убрать, а электроны как-нибудь заставить качаться как они качались при вас, то ваше изображение заморозится в зеркале. Такие технологии существуют. Это называется голография.

Кстати, свет не проходит сквозь кирпичную стенку только потому что электроны стенки раскачиваются и генерируют гасящую волну. Но в течение примерно 10 в минус 10 степени секунды электроны стенки не успевают раскачаться и поначалу свет проходит сквозь стенку. Другое дело, что лампочка разгорается медленно, она разгорается одну десятую секунды. Пока она разгорается стенки теряют прозрачность. Современные лазерные импульсы имеют фронт порядка 10 в минус 16 степени секунды, что примерно на 3-4 порядка меньше, чем время раскачивания атомов и поэтому короткие и сверхкороткие импульсы проходят сквозь стенку. Это хорошая идея лазерной томографии.

Читайте также: