Lewitacja bez tajemnic Łukasz Rudnicki Centrum Fizyki Teoretycznej PAN vs
Lewitacja (def. Encyklopedia PWN) lewitacja [łac. levitas lekkość < levis lekki ], w okultyzmie zjawisko polegające na unoszeniu się w powietrzu rzeczy i ludzi wbrew prawom ciąż ążenia; interpretowana przez okultystów w jako dowód d na istnienie w naturze tajemnych mocy, których poznaniem się zajmują.
Inne definicje (Internet) Jest to zjawisko polegające na unoszeniu się istoty żywej lub przedmiotu w powietrzu bez pomocy żadnych środków w fizycznych. Lewitacja to stan, w którym ciało pozostaje w spoczynku jednocześnie nie nie mając c kontaktu fizycznego z żadnym innym ciałem. Jest to możliwe dzięki zrównowa wnoważeniu siły cięż ężkości przez jakąś inną siłę łę.
Można by powiedzieć, że LEWITUJĄC: 1. Ciało o fizyczne unosi się w powietrzu 1. 2. (stabilnie, czyli w spoczynku) 2. Unosząc c się powoduje wrażenie, iż i nie 3. działa grawitacja 3. Nie ma (nie widać) ) fizycznej przyczyny jego unoszenia się
Potencjalne sposoby uzyskania efektu LEWITACJI 1. Sztuczki iluzjonistów 2. Efekty wynikające z praw fizyki 3. Antygrawitacja (?)
Sztuka iluzji - niewidzialne nici Ludzki włos w o grubości: 0,05 mm niewidzialny z kilku metrów, potrafi utrzymać mały, papierowy przedmiot.
Linka o grubości kilku mm zakończona pasem wytrzyma obciąż ążenie 100 kg (utrzyma człowieka). Może e stać się niewidoczna dzięki manipulacji światłem, kolorami i dymem.
Wykorzystanie praw FIZYKI Przykłady lewitacji zgodnej z prawami fizyki (opisanej tymi prawami): 1. Lewitacja oparta na ciśnieniu 2. Lewitacja akustyczna 3. Lewitacja optyczna 4. Lewitacja magnetyczna
LEWITACJA oparta na ciśnieniu Przedmiot unosi się na strumieniu powietrza (im silniejszy strumień,, tym większy przedmiot można unieść ść).
Poduszkowiec Wydmuchuje do dołu u zasysane z otoczenia powietrze tworząc c podciśnienie na górze g i poduszkę powietrzną na dole
LEWITACJA akustyczna Fala dźwid więkowa jest falą podłużną
Ustawiając c nad sobą nadajnik i reflektor otrzymujemy dzięki interferencji (złożeniu) falę stojącą złożoną z: - wierzchołków w ( (node) ciśnienie minimalne - strzałek ( (antinode) ciśnienie maksymalne Różnica ciśnie nień sprawia, że e obiekt lewituje w wierzchołku fali!
Przykłady: lewitująca kropla krwi Lewitująca piłeczka lewitujące rybki
LEWITACJA optyczna Fotony niosą energię i pęd! p Świecąc c laserem na lewitowany obiekt powodujemy że: W wyniku zderzeń fotonów w z obiektem następuje przekaz pędu p i energii W efekcie pojawia się wypadkowa siła działaj ająca na obiekt, skierowana zgodnie z kierunkiem świecącego cego lasera
Optyczna lewitacja kulki Kulka szklana (gęsto stość ρ=2500 kg/m³) ) o promieniu R=10 µm m = 10-5 m Równowaga sił: P moc lasera g 10 m/s² przyspieszenie ziemskie c 3 10 8 m/s prędko dkość światła Otrzymujemy moc lasera P 0,03 W
Realne doświadczenie (natura nie stosuje uproszczonych modeli, lecz bierze pod uwagę całą gamę złożonych onych zjawisk) dla opisanej szklanej kulki dało się wykonać przy mocy lasera równej 0,25 W! W
LEWITACJA magnetyczna Twierdzenie Earnschaw a: w pustej przestrzeni nie istnieje żadna statyczna (czyli nie zmieniająca się w czasie) konfiguracja pól elektrycznych, magnetycznych i grawitacyjnych, dla której energia potencjalna posiadała by lokalne minimum.
Dwa magnesy (jeden nad drugim ) ustawione do siebie tymi samymi biegunami będąb się odpychać górny magnes mógłbym lewitować,, lecz zgodnie z tw. Earnschaw a a nie jest to stan równowagi trwałej. Górny magnes prawie natychmiast spadnie na podłoże Potrzebny jest dynamiczny proces stabilizujący lewitację magnetyczną!
Stabilizacja ruchem obrotowym LEWITRON czyli zabawka wynaleziona w USA przez Roy a a Harrigana. a.
Oprócz ruchu obrotowego bączka pojawia się precesja osi obrotu. W wyniku precesji uśredniona u po czasie siła magnetyczna równowar wnoważy y ciąż ążenie Badany układ jest dynamiczny, więc nie stosuje się tw. Earnschaw a. a.
Efekt Meissnera Dla bardzo niskich temperatur (poniżej T c ) półprzewodnik przewodnik staje się nadprzewodnikiem Pole magnetyczne jest wypychane na zewnątrz nadprzewodnika. Pojawia się siła umożliwiaj liwiająca lewitację nad magnesem
Mag-Lev Kolejka magnetyczna oparta o lewitację Trasę długości 30 km pokonuje w czasie 7 minut i 20 sekund rozwijając c prędko dkość maksymalną 431 km/h
Antygrawitacja (czy jest możliwa?) W elektrostatyce ładunki mają dwa znaki (+( i ), więc c dzięki sile znanej z prawa Coulomba: mogą się albo przyciąga gać,, albo odpychać
W teorii grawitacji Newtona rolę ładunków pełni nią masy, a siła a dana jest wzorem: Ponieważ M>0 i m>0 to siła a jest zawsze przyciągaj gająca! W teorii grawitacji Einsteina rolę masy odgrywa całkowita energia, która równier wnież jest dodatnia. NIE MA ODDZIAŁYWANIA ODPYCHAJĄCEGO! CEGO!
Szersze spojrzenie 1. Hipotetyczna forma materii o ujemnym 1. ciśnieniu (dotychczas nie odkryta) 2. Siły niegrawitacyjne przeciwdziałaj ające ciąż ążeniu (inne niż oparte o siłę odrzutu i spalanie paliwa wodorowego i jądrowego) j
DZIĘKUJ KUJĘ Mail: rudnicki@cft.edu.pl Źródła: a: 1. Susan Y. Wrbanek and Kenneth E. Weiland, Optical Levitation of Micro-Scale Particles in Air, NASA/TM 2004-212889 2. Stanisław Bednarek, Poznajemy fizyczne podstawy lewitacji 3. Krzysztof Byczuk, LewitronTM prosta zabawka fizyczna o wyrafinowanej teorii działania, część I 4. http://pl.wikipedia.org/