Ржевский Станислав Геннадьевич. Визуализация магнитного поля

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

После знакомства с различными методами фотографии в невидимом диапазоне, может возникнуть вопрос - а возможно ли запечатлеть на снимке электромагнитные волны частей спектра, удаленных от оптической, а также конфигурации электромагнитных полей? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо прояснить, что именно мы подразумеваем под "электромагнитным полем"? Ведь, согласно принятой в современной физике модели, любое электромагнитное излучение, в том числе и видимый свет, является колебаниями напряженности поля, распространяющимися от источника излучения с константной скоростью. В то же время, электромагнитное поле может быть статическим - как, например, поле от постоянного магнита. Но при этом оно обладает пространственной неоднородностью, которая может быть визуализирована несколькими способами. Рассмотрим доступные методы.

Железные опилки.

Самым простым, классическим способ, описанным еще в школьных учебниках, является применение мелких железных опилок. Их необходимо насыпать на экран, в качестве которого может быть использован плотный лист бумаги или картона, под экран положить магниты или намагниченные предметы - тут же опилки упорядочатся, обрисовав конфигурацию магнитных полей (рис. 1). Интересные картины получаются при использовании намагниченных железных предметов сложной формы. Что касается источника железных опилок, их можно изготовить самостоятельно, либо приобрести. Для таких опытов также подходит имеющийся в продаже тонер от лазерных принтеров с металлическими гранулами.

Рис 1. Магнитограммы металлических предметов, визуализированные при помощи железных опилок

Магнитная пленка

Для визуализации магнитного поля была создана специальная пленка, содержащая металлические частицы. При поднесении магнита, либо намагниченного предмета, на однотонной пленке появляются светлые и темные полосы. Этот способ визуализации удобен тем, что не предполагает использование рассыпчатого металлического порошка, но необходимо отметить, что такая пленка не дает четкие и контрастные изображения (рис. 2). Желающие поэксперементировать могут найти пленку для визуализации магнитных полей в интернет-магазинах - предполагается их использование для демонстрационных опытов в учебных заведениях.

Рис. 2. Изображение на магнитной пленке

Электронно-лучевая трубка

Для того, чтобы составить наглядное представление о силовых линиях магнитного поля, достаточно поднести магнит к телевизору или монитору с электронно-лучевой трубкой - при этом на экране появляются цветные полосы, отображающие направленность силовых линий для получения боле четкой картинки, лучше вывести на экран монотонный фон). Этот способ позволяет получить довольно занятные и красочные фотографии (Рис. 3). Однако, стоит учесть, что длительное нахождение магнита вблизи экрана может испортить его функционирование. Если после подобных опытов на экране появились неисчезающие цветные пятна, их можно убрать, перевернув магнит и поднеся его другим полюсом.

Рис 3. Визуализация магнитных полей при помощи электронно-лучевой трубки.

Здесь были описаны самые простые и доступные способы визуализации магнитного поля. Что касается электрических полей заряженных предметов, их можно визуализировать методом, подобный опыту с железными опилками, только вместо металлических частиц для работы с электрическим полем могут служить мелкие частицы диэлектрика (например, измельченная пластмасса, или порошок агарозы). Следует также помнить, что визуализацию в обоих случаях можно проводить не только на сухой поверхности, но в вязкой жидкости (например, смешать масло или глицерин с частицами диэлектрика или железными опилками) -- тут следует вспомнить интересные опыты с магнитными жидкостями.

И наконец, существуют сложные электронные системы визуализации электромагнитных полей и радиоволн, но обращение с ними выходит из круга любительских экспериментов, которые легко провести в домашних условиях.

Оставить комментарий © Copyright Ржевский Станислав Геннадьевич (slavaosin@Yandex.ru) Размещен: 03/10/2017, изменен: 03/10/2017. 6k. Статистика. Статья: Иллюстрации/приложения: 6 шт. Скачать FB2		Оценка: *7.003** Ваша оценка:

Ржевский Станислав Геннадьевич : другие произведения.

Визуализация магнитного поля