La începutul anilor '80. În ultimul secol, inginerul francez Pierre Grano a pus o experiență uimitoare. El a lăsat conductorul de cupru să plutească pe suprafața mercurului, turnat într-o cada de 300 mm lungime. Conductorul era un mic cilindru cu un diametru de 3 mm. Din motive de înțeles, chiar și pentru elevi, el nu sa scufundat, ci a plutit pe suprafața mercurului. Dar aici cercetătorul a conectat un curent constant la baie, dirijorul a dispărut imediat sub un strat de mercur și a început să se miște ca un adevărat submarin. Cu o forță curentă de 400 A, cilindrul de cupru sa deplasat la polul negativ la o viteză de 15 cm / s.
Imersiunea conductorului este ușor de explicat. Curentul este împărțit în două fluxuri - prin mercur și prin cupru. Câmpul magnetic creează forțe împotriva legii lui Arhimede. Ca rezultat, conductorul tinde spre axa pe care se află centrul de greutate al unui anumit volum de mercur. Dar legile electromagnetismului Maxwell și Lorentz? La urma urmei, ele nu permit apariția forțelor în direcția fluxului curent.
În timpul nostru, toate legile electricității și magnetismului s-au stabilit. Nimeni nu experimentează acum în aceste domenii, ci se referă la directoare. Pierre Granot a realizat un experiment, care ar fi trebuit făcut la începutul secolului al XIX-lea. de exemplu, Ampere.
Confruntat cu fenomenul de "sârmă de cupru în marea mercurului", fizicienii erau la început confundați și apoi împărțiți în două tabere opuse. Suporterii uneia dintre ei erau siguri: un nou fenomen în domeniul electromagnetismului dezvăluie legi necunoscute care încă mai există pentru știință, care ar trebui învățate și incluse în manuale și cărți de referință. Cea mai mare parte a fizicienii au decis să se spele pur și simplu deoparte experiența Grano și a ignorat rezultatele, nu doresc să renunțe la ecuațiile lui Maxwell și Lorentz pentru a explica toate celelalte fenomene din domeniul electromagnetismului.
În acest stadiu, opinia celor din urmă a predominat și, de mai bine de douăzeci de ani, de când francezul și-a pus experiența, rezultatele sale nu au fost explicate. Aparent, deoarece efectul Grano se manifestă în zona de frontieră dintre hidrodinamică și electrodinamicii, și, prin urmare, necesită un om de știință, a decis să-l explice, în același timp, o cunoaștere profundă a acestor două discipline. Aparent, atâta timp cât un om erudit în lumea modernă a științei nu este, altfel cum altfel să înțeleagă complicitatea tacită a oamenilor de știință, pretinzând că „efectul Grano“ nu există?
Dmitri Konorev,
inginerul
Pentru început, este paradoxal faptul că în electrodinamică direcția condiționată a mișcării curente și a realității electronilor nu coincid. De fapt, electronii se deplasează de la polul negativ la polul pozitiv, iar direcția inversă este luată drept denumirea curentă, de la polul pozitiv la polul negativ. Nu știu cum a fost omul de știință, dar am avut un timp foarte scurt, când în circuitele electrice denumirea este una, iar direcția este absolut diferită. Inițial, primele 5-10 minute, de îndată ce începeți să dezasamblați orice schemă și să căutați defecțiuni, înțelegeți totul, dar când urmăriți lanțurile în care curge curentul, veți fi confuzi cu siguranță.
Dar mai aproape de punct. Să începem în ordine. În Figura 1 este prezentată o diagramă a experimentului Grano. Conductor de cupru 1, este pe suprafața mercurului 2. Mercurul este în baia 3, din care în plăci conductoare, ei omise cele negative și pozitive 4 5. Plăcile conectate contactele de la baterie 6 prin intermediul comutatorului 7 ambele capete.
Când închiderea comutatorului în curentul prin circuit va curge de la polul negativ al bateriei printr-o baie de mercur și un conductor de cupru, respectiv, în mod liber plutind pe suprafața acestuia, la polul pozitiv al bateriei. Un conductor de cupru, datorită forței magnetice a Amperi, cufundat în mercur, figura 2. Cu toate acestea, în conformitate cu legile electromagnetismului Maxwell și Lorentz, conductorul nu trebuie să se deplaseze oriunde, și trebuie să rămână în locul în care sa întâmplat, și imersia în mercur. Cu toate acestea, conductor de cupru, începe mișcarea sa, sub stratul de mercur.
efect Grano constă în faptul că sârma de cupru, începe mutarea suficient de rapid de la polul pozitiv, placa pozitivă 5, la polul negativ, placa negativă 4. În cadrul electrodinamicii, o astfel de mișcare a conductorului, cel puțin ciudățenie. Cum, probabil, să explic acest efect?
Și să-i explic foarte ușor, de fapt. De fapt, rezistivitatea electrică a cuprului este de 0,0172 μΩ * m, iar cea a mercurului este de 0,958 μΩ * m. Cu alte cuvinte, rezistența electrică a cuprului este de aproximativ 55 de ori mai mică decât mercurul. Aceasta înseamnă că, printr-un conductor de cupru, curentul va curge de cincizeci și cinci ori mai bine decât prin mercur. În figură, schematic, curentul de electroni prin mercur și cupru este reprezentat prin linii roșii. Momentul magnetic, reprezentat de liniile inelului albastru, în întregul conductor, sau mai degrabă în jurul tubului, va fi absolut același. Deci, ce cauzează mișcarea conductorului de cupru?
În acest scop, este necesar să se înțeleagă comportamentul conductorului de cupru cu rezistivitate scăzută, conductorul, o înaltă rezistivitate mai degrabă apare ca o diferență de rezistență de cupru și mercur la un curent de electroni. Dar, în primul rând, este necesar să înțelegem care este rezistența electrică a conductorului și cum afectează conductivitatea electrică.
Dacă luăm două conductoare este de lungime absolut identică și secțiunea transversală, dar cu o altă rezistivitate, conectați-le la exact aceleași acumulatori, apoi printr-un conductor cu o rezistență mai mică, va curge o mai mare curent, și vice-versa, printr-un conductor cu rezistență ridicată la curgere mai puțin curent. Aceste adevăruri școlare sunt familiare tuturor. Dar, în practică, acest lucru înseamnă că, pentru unul și același timp, printr-un conductor cu rezistivitate mai mică, mai mulți electroni trec, și printr-un conductor cu rezistență mare, mai puțini electroni. Cu alte cuvinte, conductorul cu rezistență mai mică, viteza de electroni va fi mai mare și, respectiv, un conductor cu rezistență ridicată, viteza de electroni este mai mică. Și aici totul este clar.
Acum, înapoi la experimentul Grano. Deoarece cuprul are o rezistivitate mai mică decât cea a mercurului, atunci în interiorul conductorului de cupru, viteza electronului va fi mai mare decât viteza electronilor din mercur în sine. Ie Prin intermediul unui conductor de cupru va trece pentru o secundă, mai mulți electroni decât printr-un conductor de mercur. Aceasta, la rândul său, va face ca câmpul magnetic generat în jurul conductorului de cupru de către electronii care se deplasează în el să fie întârziat de câmpul magnetic generat de electronii care se deplasează în mercur. Cu alte cuvinte, electronii care curg în conductorul de cupru vor fi decelerați de electronii care curg în conductorul de mercur, datorită câmpului magnetic excitat de ele. Aceasta, la rândul său, conduce la faptul că există un anumit moment mecanic, pentru a compensa această inhibiție.
Cu alte cuvinte, în conductorul de cupru al conductorului în raport cu mercurul se produce mișcarea „reactivă“ a electronilor, din cauza căreia, și există un moment mecanic care împinge conductor de cupru, de la polul pozitiv la polul negativ.
Dar, dacă este folosit în experimentul în locul conductorului de cupru, sau un conductor, a cărui rezistivitate este mai mare decât rezistivitatea de mercur, atunci acest efect se va manifesta în exact opusul. Un astfel de conductor nu este „scufunda“ în mercur și doar parțial egală cu suprafața sa, și se va deplasa în mercurul din polul negativ la polul pozitiv, deoarece viteza de deplasare a electronilor în interiorul conductorului este mai mică decât în mercur, acesta va fi accelerarea electronilor într-un conductor , prin electroni care se deplasează în mercur.
Și dacă conductorul va avea o rezistivitate egală cu rezistivitatea de mercur, atunci absolut nici un conductor de mișcare nu poate fi detectat după imersiunea parțială în mercur, tech modul în care viteza de electroni în conductorul și mercurul va fi complet identice.
Înscrieți-vă pentru formarea TRIZ privind dezvoltarea gândirii creative și puternice de la Maestrul TRIZ Yu Salamatov >>>
Trimiteți-le prietenilor: