Эффект Барнетта?

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#1   test123 »

Господа, а не попробовать ли нам применить эффект Барнетта?... для решения вашей задачи. Я имею ввиду диамагнитное намагничивание. Если раскручивать незаряженный цилиндр, то появляется магнитное (возможно и радиальное электрическое) поле, что достаточно легко регистрируется. Эта добавка, в вашем конкретном случае, будет именно на втором порядке малости. В 90-е годы я проводил такой эксперимент в рамках решения прикладной задачи. Кажется где-то сохранились полученные количественные зависимости . Мы проверяли на всех материалах, что были под руками. Эффект был чётко регистрируемый. Но цилиндр был сплошной. Эл поля нас не интересовали и теоретических проработок мы не проводили.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#2   morozov »

Если раскручивать незаряженный цилиндр, то появляется магнитное (возможно и радиальное электрическое) поле, что достаточно легко регистрируется.
С чего бы это? Что-то Вы не так делали... если видели магнитное поле на не ферромагнитных материалах.

БАРНЕТТА ЭФФЕКТ - намагничивание ферромагнетиков при их вращении в отсутствие магн.
поля; открыт С. Барнеттом (S. Barnett, 1909). Б. э. объясняется тем, что при вращении магнетика
создаётся гироскопич. момент (см. Гироскоп), стремящийся повернуть спиновые или
орбитальные механич. моменты атомов по направлению оси вращения магнетика. С механич.
моментом атомов связан их магн. момент (см. Спин), поэтому при вращении появляется
составляющая магн. момента (намагниченность) вдоль оси вращения. Б. э. позволяет определить
магнитомеханическое отношение или g-фактор (g=*2 тс/е)для атомов ряда веществ. Для
металлов и сплавов элементов группы железа значение g оказалось близким к 2, что характерно
для спинового магн. момента электронов. Это является одним из доводов в пользу того, что
ферромагнетизм элементов группы железа (Fe, Со, Ni) в осн. обусловлен спиновым
магнетизмом электронов.

Кстати сверла явно намагничиваются от трения или нагрева, но не от вращения как такового. Это как слесарь-профессионал заявляю.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#3   test123 »

Уважаемый ВБ! Значит я рано выпустил эту информацию... Не хочется мне возвращаться назад, в прошлое, но придётся... Вас же просто так не убедишь... А пока я буду перелистывать прошлое, попробуйте ответить себе на вопрос: что будет, если ферромагнетик, нагретый выше точки Кюри, будет вращаться? Рекомендую вращение производить как в одну, так и другую сторону и изменять ориентацию оси вращения, чтобы исключить внешнее влияние.
Всё, ухожу в прошлое... :roll:
С чего бы это? Что-то Вы не так делали... если видели магнитное поле на не ферромагнитных материалах.
Всё делали очень точно. А вот сам эксперимент был достаточно сложным. Первостепенно была разработана методика и аппаратные средства измерений. Это, пожалуй, самый сложный момент, поскольку поля имели очень малую величину. Фактически мы остановились на наработке качественных зависимостей от угловой скорости, массы, размеров и распределения массы по радиусу вращения и т.д.

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#4   Alex Barri »

известен эксперимент, где вращался шар, содержащий 200 кг расплавленного натрия. Появлялось поле.

Есть даже такая гипотеза, что земной магнетизм связан с водой, у которой ярко выраженный парамагнетизм.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#5   morozov »

что будет, если ферромагнетик, нагретый выше точки Кюри, будет вращаться? Рекомендую вращение производить как в одну, так и другую сторону и изменять ориентацию оси вращения, чтобы исключить внешнее влияние.
С ферромагнетиком все ясно.. серьезных возражений нет. Интересны детали. Как и при любом эксперименте.
test123 писал(а):А вот сам эксперимент был достаточно сложным. Первостепенно была разработана методика и аппаратные средства измерений. Это, пожалуй, самый сложный момент, поскольку поля имели очень малую величину. Фактически мы остановились на наработке качественных зависимостей от угловой скорости, массы, размеров и распределения массы по радиусу вращения и т.д.
Боюсь немного приврать, А.А. Эйхенвальд измерял поля около вращающихся диэлектриков порядка 0,001 (я уточню если надо) земного поля. более чем 100 лет тому...в том числе, видел поле тока перезарядки диэлектрика. А Вы говорите качественные зависимости.
НО он измерял поля ЗАРЯЖЕННЫХ диэлектриков.
Alex Barri писал(а):известен эксперимент, где вращался шар, содержащий 200 кг расплавленного натрия. Появлялось поле.
непонятно, опять же без подробностей ....
Alex Barri писал(а):Есть даже такая гипотеза, что земной магнетизм связан с водой, у которой ярко выраженный парамагнетизм.
что значит ярко выраженный? уж тогда кислород воздуха. вообще-то гипотезой это назвать трудно...парамагнетиков тьма. Земное поле жутко неоднородно. Иван показывал как-то данные.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#6   test123 »

morozov писал(а):С ферромагнетиком все ясно.. серьезных возражений нет.
Ой ли? А ведь мы последовательно переходим от ферромагнетика к диамагнетику... А где же скачёк намагниченности? А его-то нет(?), именно здесь эта собака и порылась.
morozov писал(а):Интересны детали. Как и при любом эксперименте.
ВБ! Если интересно лично Вам, то вышлю. Только после того, как найду у себя в архиве или восстановлю по памяти.
morozov писал(а):НО он измерял поля ЗАРЯЖЕННЫХ диэлектриков.
Это совершенно другой вариант, но перезарядка (вероятнее всего) и есть суть магнитомеханических эффектов. Здесь интересен итог, изменилась поляризация или нет... Но шар не является оптимальным для эксперимента, цилиндр и конус дают нужный и быстрый результат.
Теперь мне остаётся сожалеть, что мы не измеряли эл. поле вблизи образцов во время эксперимента...
На мой взгляд, земной магнетизм это отдельная тема. Здесь замешивается механизм движения геосфер, перемещения поверхностных масс и макро масштабы, требующие статистических подходов. В понимании существа затронутой проблемы это явление малоинформативно.
Последний раз редактировалось test123 Ср сен 22, 2010 16:16, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#7   morozov »

А где же скачёк намагниченности?
В остаточной намагниченности.
ВБ! Если интересно лично Вам, то я вышлю.
Не обязательно все. Как говорят медики "материалы и методы" ...точнее идея эксперимента и методика.
можно кратко и здесь...
На мой взгляд, земной магнетизм это отдельная тема.
Верно и совсем не продуктивная.

Я выложу Эренфеста. Это классика. кстати, а Вы как меряли поле?
Это очень не просто.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#8   test123 »

morozov писал(а):В остаточной намагниченности.
Если изначально ферромагнетик имел нулевую составляющую намагниченности вдоль оси вращения, что является необходимым условием эксперимента, тогда, для достоверности эксперим, мы обязаны проверить результат перемагничивания при изменении направления вращения. Но для достоверности эксперимента, необходимо устранить гистерезис и работать на линейном участке.
morozov писал(а):точнее идея эксперимента и методика
Собственно в своём эксперименте мы так и делали, устраняя влияние концентраторов и датчиков. С ферромагнетиками мы не работали. Для измерения намагниченности мы переводили постоянное МП в переменное с помощью концентратора, усиливали на фиксированной (с помощью САР) частоте и синхронно детектировали, при этом вводя компенсацию в канал измерения. Применяли 3 концентратора (или 4, не помню...) равно расположенные на внешней половине радиуса (симметрично по одному на каждом основании). Внешний концентратор располагался на расстоянии 1/6R (или на 1/8R) от образующей. Исследуемый образец помещался между внешними концентраторами, т.о. можно было легко менять материал и измерять относительные параметры. Работали на 4-х частотах(соотв 1500-3000-4500-6000 об/мин) Пожалуй это всё. Оговорюсь, мы не измеряли абсолютные значения магнитного поля, нас интересовали только зависимости от характеристик образцов и параметров вращения. Точность также не играла большой роли, но её хватило для приятия решения.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#9   morozov »

мы переводили постоянное МП в переменное с помощью концентратора
Дальше понятно, а это что?
Механика?
Оговорюсь, мы не измеряли абсолютные значения магнитного поля, нас интересовали только зависимости от характеристик образцов и параметров вращения.
Ну а порядок?
по сравнению с магнитным полем Земли?
Вы видели Земное поле?

Вы уверены, что у вас диэлектрик не заряжался?
Что за диэлектрик (если не секрет)?

....я открою отдельную тему... тут не в тему. Или отделю.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: Вращающийся заряженный диэл. тонкостенный цилиндр

Номер сообщения:#10   Alex Barri »

morozov писал(а):
Alex Barri писал(а):известен эксперимент, где вращался шар, содержащий 200 кг расплавленного натрия. Появлялось поле.
непонятно, опять же без подробностей ....
Alex Barri писал(а):Есть даже такая гипотеза, что земной магнетизм связан с водой, у которой ярко выраженный парамагнетизм.
что значит ярко выраженный? уж тогда кислород воздуха. вообще-то гипотезой это назвать трудно...парамагнетиков тьма. Земное поле жутко неоднородно. Иван показывал как-то данные.
да, там действительно все не просто, как я думал, видимо нужна турбулентность:

http://elementy.ru/news/431077
В установке фон Кармана генерирование магнитного поля происходит в расплавленном электропроводящем натрии (температура плавления 98°C), который заключен в двух концентрических медных цилиндрах. Движение жидкого натрия происходит во внутреннем цилиндре. Пространство между цилиндрами также заполнено расплавленным щелочным металлом, но находящимся в состоянии покоя. Два лопастных колеса присоединены к торцам внутреннего цилиндра и располагаются внутри него, заставляя натрий вращаться. Частота вращения пропеллеров F1 и F2 может меняться независимо друг от друга вплоть до 26 Гц. Как видно из описания, данная установка напоминает процессы, происходящие в недрах Земли: аналогом электропроводящей железной массы здесь является жидкий натрий, также проводящей ток; внутренний цилиндр соответствует внутренней области внешнего ядра; внешний цилиндр ? периферии внешнего ядра. Специальными приборами фиксируется временная зависимость индукции рождающегося в таком эксперименте магнитного поля, обладающего приблизительно дипольной структурой. В эксперименте фон Кармана также наблюдалась инверсия рождающегося магнитного поля, выражающаяся в перемене знака его напряженности (нижняя часть рис. 2, красная кривая), что еще раз подтверждает правильность гипотезы геодинамо.

http://science.km.ru/magazin/view.asp?i ... 00D6151476
http://www.mith.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.p ... 1136749995
http://www.sciam.ru/2005/7/nauka.shtml

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#11   Alex Barri »

правильно ли я понимаю, что для парамагнетиков эффект Барнета не наблюдается?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#12   morozov »

Во всяком случае в физической энциклопедии не наблюдался.

Насколько слышал вроде гипотеза динамо считается самая перспективная.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#13   test123 »

morozov писал(а):а это что?
Концентратор это условное название. Он собирал магн поток кольца (R1-R2) образца и взаимодействовал с двойным дифференциальным датчиком, куда и заводились корректирующие (линеаризующие) сигналы. Магнитное поле образца замыкалось по внешней цепи и всё было экранировано от постоянных магнитных полей. При всём при этом приходилось ориентировать в пространстве для поддержания среднего значения сигнала на 0-м уровне, это единичная настройка, но приходилось корректировать день ото дня, причины мы не выясняли. Возможно это были вариации магнитного поля земли.
Повторю, мы не измеряли абсолютные значения магнитного поля, нас интересовали только его зависимость от массы образцов и параметров вращения.
morozov писал(а):Вы уверены, что у вас диэлектрик не заряжался? Что за диэлектрик (если не секрет)?
Статика была исключена. Вращение производилось в одну и другую стороны без изменений параметров настройки. Магнитное поле меняло знак. Сигнал менял полярность, среднее значение не смещалось.
В качестве образцов использовали доступные цветные металлы латунь, бронза, дюралюминий. Из пластмасс фторопласт, полиэстер и др, я даже названий не помню. Их раскручивали до 3000 об/мин из условий безопасности. В общей сложности было проверено десятка 2 образцов. Уровень сигнала был пропорционален первой степени массы образца (размеры у всех одинаковые). Важно: введение воздушного зазора катастрофически уменьшало уровень сигнала. Мы делали проточки на латуни, расширяли их и углубляли, уменьшали толщину цилиндра, не изменяя её вблизи концентратора. Сигнал, приведённый ко входу, уменьшался. Но эти изыски были уже как бы вдогонку основным измерениям. Ещё вспомнил, кажется в вертикальном положении оси вращения наблюдалось дополнительное намагничивание (увеличение сигнала) или уменьшение в зависимости от направления вращения, но это было в небольших пределах и не рассматривалось.
Нашёл тетрадь с записями но уже более поздними, где я пробовал посчитать напряж. магн поля планет солнечной системы, исходя из астрономических данных и наработанных в результате экспериментов зависимостей для Луны, Венеры, Марса и Сатурна. Очень интересные получились цифири: Луна-1.2 А/м, Юпитер- 5.1х10^4 А/м, Венера- 2,99 А/м, Марс-142 А/м, Сатурн- 0,1 А/м. Это МП на оси вращения.
В первой тетради были все данные (таблицы) по эксперименту и эмпирическая зависимость Н=H(m,w,R)
Поищу.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34397
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#14   morozov »

взаимодействовал с двойным дифференциальным датчиком
Уж не датчик ли тов. Холла?
дальше непонятно, что-то не то.
Вообще-то это не так важно, поезд ушел...
Во первых с экранированием. Пермаллой экранирует не на все сто, примерно десятая оставалась..

а Вы не пробовали без образца покрутить? коллекторный движок на постоянном тока так может.

с зазорам совсем непонятно.

Бог с ним, я выложу Эйхенвальда. Александр Александрович виртуоз эксперимента. И в тему.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: Эффект Барнетта?

Номер сообщения:#15   test123 »

Холл не при делах... это очень плохой датчик. Да и невозможно через него влиять на канал (образец, концентратор, датчик). Вводить коррекцию в уже принятый сигнал некорректно. Хотя бы по линеаризации передаточной характеристики.
Мы использовали для раскрутки способ "прялки"! А двигатель был действительно постоянного тока с оптическим стробоскопическим датчиком...
morozov писал(а):дальше непонятно, что-то не то.
Вообще-то это не так важно, поезд ушел...
Во первых с экранированием. Пермаллой экранирует не на все сто, примерно десятая оставалась..

а Вы не пробовали без образца покрутить? коллекторный движок на постоянном тока так может.

с зазорам совсем непонятно.
Вообще-то это не так важно, поезд ушел... Жаль, что Вы, уважаемый ВБ не успели запрыгнуть на ступеньку последнего вагона...
это в качестве дружеского прикола.
А если серьёзно, то я тоже как и АА хорошо владею прикладными наворотами. Сигнал с датчика составлял от 0 до 500 mV, широкополосный измерительный усилитель с коэф усиления 10-100-1000 имел шум, приведённый ко входу 0.2 мкV и динамический диапазон около 120 дБ, синхронное детектирование и фильтрация устраняли помехи.
Вопрос об экранировании не стоял, влияние внешних магн полей было минимизировано. Вы не обратили внимание на другие 2 (3) канала, вот не помню сколько мы обрабатывали каналов, именно такое решение исключало ошибки и случайности.
Когда мы уменьшали толщину образца (или вводили воздушный зазор), мы чётко фиксировали результат наших действий. Другие каналы не имели отклика на эти действия.
И в заключение хочу сказать, кто-то из великих однажды произнёс фразу: "эффекту Барнетта принадлежит будущее". Признаюсь, что я не ожидал здесь, на этом форуме, спустя почти 20 лет, найти подтверждение этим словам. Это я о начальной теме и первых постах.

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»