對磁懸浮的壹些淺識與感悟
因為某些原因,我不得不接觸磁學領域,從零開始刨起。開始只覺得稀松平常,越接觸卻越發感到神秘神奇,再深入只覺自己見識淺薄,自然鬼斧神功。
對磁懸浮壹開始的認知,可能有些幼稚膚淺,單純認為斥力就可以懸浮。在查資料和初步嘗試實驗後才發現,磁場,磁力,並沒有想象地那麽簡單。
首先,磁場和電場緊密聯系,磁生電,電生磁高中都學過,其實這裏面涉及到相對論:磁場是電場相對論效應的直接結果。靜止的電荷產生靜電場;運動的電荷產生電磁場。如果人相對電荷靜止,那麽他就觀察不到磁場,如果此時旁人不相對電荷靜止,則他在觀察到電場的時候還觀察到磁場。關於相對論的內容,可以參考《費恩曼物理講義》,裏面對相對論講解較容易理解。
關於磁力,磁懸浮的斥力,也不是那麽簡單地為磁懸浮利用。因為斥力和吸力並不是線性的,斥力隨著距離的增加快速減弱,吸力則相反。假若只是這樣的原因,那對磁懸浮其實也沒有多大的困難,但是有壹個定理:恩紹定理。他是這樣描述的:壹個運動的物體的穩定懸浮,不可能全部由永磁體或永磁體與軟磁體之間的電磁力來實現。展開來講,就是磁場等勢面為馬鞍狀,在重力勢能有壹個“鞍點”,即在壹個方向是穩定平衡,另壹個方向是不穩定平衡。關於平衡,可分為隨遇平衡、穩定平衡和不穩定平衡。隨遇平衡像是在平地滾動的小球,最終到哪都能平衡;穩定平衡則像是單擺下的小球,在重力勢能最低點時能達到穩定平衡;不穩定則是擺到最高點處。顯然馬鞍狀上的“鞍點”是不穩定平衡點。這定理來得真是讓人沮喪,不能單靠永磁體,那就是磁懸浮的困難極其大。
三種不同狀態的平衡: /community/thread-12676-1-1.html
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參考資料:
/s/articlelist_1907350525_0_1.html
擴展學習:
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