"Angkat perisai!" - ini adalah urutan pertama, yang dalam seri tak berujung "Star Trek" memberikan suara tajam kepada Kapten Kirk kepada krunya; mematuhi perintah, kru menyalakan medan gaya yang dirancang untuk melindungi pesawat ruang angkasa Enterprise dari tembakan musuh.

Dalam kisah Star Trek, medan gaya sangat penting sehingga keadaannya dapat menentukan hasil pertempuran dengan baik. Setelah energi medan gaya habis, dan lambung Enterprise mulai menerima pukulan, semakin jauh, semakin hancur; akhirnya kekalahan menjadi tak terelakkan.

Jadi apa itu medan gaya pelindung? Dalam fiksi ilmiah, ini adalah hal yang tampak sederhana: penghalang tipis, tak terlihat namun tak tertembus yang dapat membelokkan sinar laser dan rudal dengan sama mudahnya. Pada pandangan pertama, medan gaya tampak begitu sederhana sehingga penciptaan - dan segera - perisai tempur berdasarkan itu tampaknya tak terelakkan. Jadi Anda berharap bahwa tidak hari ini atau besok beberapa penemu yang giat akan mengumumkan bahwa ia berhasil mendapatkan medan gaya pelindung. Tetapi kebenarannya jauh lebih rumit.

Seperti bola lampu Edison, yang secara fundamental mengubah peradaban modern, medan gaya dapat sangat memengaruhi setiap aspek kehidupan kita tanpa kecuali. Militer akan menggunakan medan kekuatan untuk menjadi kebal, menciptakan perisai yang tidak bisa ditembus dari rudal dan peluru musuh berdasarkan itu. Secara teori, adalah mungkin untuk membuat jembatan, jalan raya yang megah, dan jalan raya dengan satu sentuhan tombol. Seluruh kota akan bermunculan di padang pasir seolah-olah dengan sihir; segala sesuatu di dalamnya, hingga gedung pencakar langit, akan dibangun hanya dari medan gaya. Kubah medan gaya di atas kota akan memungkinkan penghuninya untuk secara sewenang-wenang mengendalikan fenomena cuaca - angin badai, badai salju, tornado. Di bawah kanopi medan gaya yang aman, adalah mungkin untuk membangun kota bahkan di dasar lautan. Kaca, baja dan beton bisa ditinggalkan sama sekali, menggantikan semua bahan bangunan dengan medan gaya.

Tapi, anehnya, medan gaya ternyata menjadi salah satu fenomena yang sangat sulit untuk direproduksi di laboratorium. Beberapa fisikawan bahkan percaya bahwa ini tidak dapat dilakukan sama sekali tanpa mengubah sifat-sifatnya.
Michael Faraday

Konsep medan fisik berasal dari karya ilmuwan besar Inggris abad ke-19. Michael Faraday.

Orang tua Faraday termasuk dalam kelas pekerja (ayahnya adalah seorang pandai besi). Dia sendiri di awal 1800-an. adalah magang di penjilid buku dan menjalani kehidupan yang agak menyedihkan. Tetapi Faraday muda terpesona oleh terobosan raksasa baru-baru ini dalam sains - penemuan sifat misterius dari dua kekuatan baru, listrik dan magnet. Dia rajin menyerap semua informasi yang tersedia baginya tentang masalah ini dan menghadiri kuliah Profesor Humphry Davy dari Royal Institution di London.

Suatu hari, Profesor Davy mengalami cedera serius pada matanya selama percobaan kimia yang gagal; seorang sekretaris dibutuhkan, dan dia menggantikan Faraday untuk posisi ini. Perlahan-lahan, pemuda itu mendapatkan kepercayaan dari para ilmuwan Royal Institute dan mampu melakukan eksperimen penting sendiri, meskipun ia sering kali harus menanggung sikap meremehkan. Selama bertahun-tahun, Profesor Davy menjadi semakin iri dengan kesuksesan asisten mudanya yang berbakat, yang pada awalnya dianggap sebagai bintang yang sedang naik daun di kalangan eksperimental, dan seiring waktu melampaui kejayaan Davy sendiri. Hanya setelah kematian Davy pada tahun 1829, Faraday memperoleh kebebasan ilmiah dan membuat serangkaian penemuan menakjubkan. Hasilnya adalah penciptaan generator listrik yang menyediakan energi ke seluruh kota dan mengubah arah peradaban dunia.

Kekuatan atau medan fisik adalah kunci penemuan terbesar Faraday. Jika Anda meletakkan serbuk besi di atas magnet dan mengocoknya, Anda akan menemukan bahwa serbuk besi tersebut masuk ke dalam pola seperti jaring yang memenuhi seluruh ruang di sekitar magnet. "Utas web" adalah garis gaya Faraday. Mereka dengan jelas menunjukkan bagaimana medan listrik dan magnet didistribusikan di ruang angkasa. Misalnya, jika Anda memplot medan magnet bumi secara grafis, Anda akan menemukan bahwa garis-garis itu berasal dari suatu tempat di wilayah Kutub Utara, dan kemudian kembali dan lagi masuk ke bumi di wilayah Kutub Selatan. Demikian pula, jika Anda menggambar garis gaya medan listrik petir selama badai petir, ternyata mereka bertemu di ujung petir.

Ruang kosong untuk Faraday tidak kosong sama sekali; itu dipenuhi dengan garis gaya yang dapat digunakan untuk membuat objek yang jauh bergerak.

(Pemuda yang malang mencegah Faraday menerima pendidikan yang sistematis, dan dia praktis tidak mengerti matematika; akibatnya, buku catatannya tidak diisi dengan persamaan dan rumus, tetapi dengan diagram garis-garis medan yang digambar tangan. Ironisnya, itu adalah kurangnya pengetahuannya. pendidikan matematika yang membawanya untuk mengembangkan diagram garis gaya yang luar biasa, yang saat ini dapat dilihat di semua buku teks fisika. Gambar fisik dalam sains seringkali lebih penting daripada peralatan matematika yang digunakan untuk menggambarkannya.)

Sejarawan telah mengajukan banyak asumsi tentang apa yang sebenarnya menyebabkan Faraday menemukan medan fisik - salah satu konsep terpenting dalam sejarah semua sains dunia. Faktanya, tanpa kecuali, semua fisika modern ditulis dalam bahasa bidang Faraday. Pada tahun 1831, Faraday membuat penemuan kunci di bidang fisik yang mengubah peradaban kita selamanya. Suatu hari, saat membawa magnet - mainan anak-anak - di atas bingkai kawat, dia memperhatikan bahwa arus listrik muncul di bingkai, meskipun magnet tidak bersentuhan dengannya. Ini berarti bahwa medan magnet yang tidak terlihat dapat, di kejauhan, menyebabkan elektron bergerak, menciptakan arus.

Medan gaya Faraday, yang sampai saat ini dianggap gambar yang tidak berguna, buah dari fantasi kosong, ternyata merupakan kekuatan material nyata yang mampu menggerakkan benda dan menghasilkan energi. Hari ini kita dapat mengatakan dengan pasti bahwa sumber cahaya yang Anda gunakan untuk membaca halaman ini didukung oleh penemuan Faraday di bidang elektromagnetisme. Magnet yang berputar menciptakan medan yang mendorong elektron dalam konduktor dan membuatnya bergerak, menciptakan arus listrik yang kemudian dapat digunakan untuk menyalakan bola lampu. Generator listrik didasarkan pada prinsip ini, menyediakan energi ke kota-kota di seluruh dunia. Misalnya, aliran air yang jatuh dari bendungan menyebabkan magnet raksasa di turbin berputar; magnet mendorong elektron dalam kawat, membentuk arus listrik; arus, pada gilirannya, mengalir melalui kabel tegangan tinggi ke rumah kita.

Dengan kata lain, medan gaya Michael Faraday adalah kekuatan yang mendorong peradaban modern, semua manifestasinya - dari lokomotif listrik hingga sistem komputasi terbaru, Internet, dan komputer genggam.

Selama satu setengah abad, bidang fisika Faraday menginspirasi fisikawan untuk melakukan penelitian lebih lanjut. Einstein, misalnya, sangat dipengaruhi oleh mereka sehingga ia merumuskan teori gravitasinya dalam bentuk medan fisik. Karya Faraday juga memberi kesan yang kuat pada saya. Beberapa tahun yang lalu saya berhasil merumuskan teori string dalam hal medan Faraday fisik, sehingga meletakkan dasar untuk teori medan string. Dalam fisika, mengatakan tentang seseorang yang dia pikir dalam garis kekuatan berarti memberi pujian yang serius kepada orang itu.
Empat interaksi mendasar

Salah satu pencapaian terbesar fisika selama dua milenium terakhir adalah identifikasi dan definisi empat kekuatan yang mengatur alam semesta. Semuanya dapat dijelaskan dalam bahasa ladang, yang kami berutang kepada Faraday. Sayangnya, bagaimanapun, tidak satu pun dari empat spesies memiliki sifat penuh dari medan gaya yang dijelaskan di sebagian besar fiksi ilmiah. Mari kita daftar jenis interaksi ini.

1. Gravitasi. Kekuatan diam yang tidak memungkinkan kaki kita untuk melepaskan diri dari penyangga. Itu tidak membiarkan Bumi dan bintang-bintang hancur, membantu menjaga integritas tata surya dan galaksi. Tanpa gravitasi, rotasi planet akan melemparkan kita dari Bumi dan ke luar angkasa dengan kecepatan 1.000 mil per jam. Masalahnya adalah bahwa sifat-sifat gravitasi persis kebalikan dari sifat-sifat medan gaya yang fantastis. Gravitasi adalah gaya tarik menarik, bukan gaya tolak; dia sangat lemah - relatif, tentu saja; ia beroperasi pada jarak astronomis yang luas. Dengan kata lain, ini hampir kebalikan dari penghalang datar, tipis, dan tidak dapat ditembus yang dapat ditemukan di hampir semua novel atau film fiksi ilmiah. Misalnya, seluruh planet - Bumi - menarik bulu ke lantai, tetapi kita dapat dengan mudah mengatasi gravitasi Bumi dan mengangkat bulu dengan satu jari. Benturan salah satu jari kita mampu mengatasi gaya gravitasi seluruh planet yang beratnya lebih dari enam triliun kilogram.

2. Elektromagnetisme (EM). Kekuatan yang menerangi kota-kota kita. Laser, radio, televisi, elektronik modern, komputer, Internet, listrik, magnet - semua ini adalah konsekuensi dari manifestasi interaksi elektromagnetik. Mungkin ini adalah kekuatan paling berguna yang berhasil dimanfaatkan umat manusia sepanjang sejarahnya. Tidak seperti gravitasi, ia dapat bekerja baik untuk tarik-menarik dan tolak-menolak. Namun, tidak cocok untuk peran medan gaya karena beberapa alasan. Pertama, dapat dengan mudah dinetralkan. Misalnya, plastik atau bahan non-konduktif lainnya akan dengan mudah menembus medan listrik atau magnet yang kuat. Sepotong plastik yang dilemparkan ke dalam medan magnet akan bebas terbang melewatinya. Kedua, elektromagnetisme bekerja pada jarak yang jauh, tidak mudah untuk memusatkannya pada bidang. Hukum interaksi EM dijelaskan oleh persamaan James Clerk Maxwell, dan tampaknya medan gaya bukanlah solusi untuk persamaan ini.

3 dan 4. Interaksi nuklir kuat dan lemah. Gaya lemah adalah gaya peluruhan radioaktif, yang memanaskan inti radioaktif Bumi. Kekuatan ini berada di balik letusan gunung berapi, gempa bumi, dan pergeseran lempeng benua. Interaksi yang kuat tidak memungkinkan inti atom hancur; itu menyediakan energi untuk matahari dan bintang-bintang dan bertanggung jawab untuk menerangi alam semesta. Masalahnya adalah bahwa gaya nuklir hanya bekerja pada jarak yang sangat kecil, sebagian besar di dalam inti atom. Itu sangat terkait dengan sifat-sifat inti itu sendiri sehingga sangat sulit untuk mengendalikannya. Saat ini, kita hanya mengetahui dua cara untuk mempengaruhi interaksi ini: kita dapat memecah partikel subatomik dalam akselerator, atau meledakkan bom atom.

Meskipun medan pelindung dalam fiksi ilmiah tidak mematuhi hukum fisika yang diketahui, ada celah yang di masa depan kemungkinan akan memungkinkan terciptanya medan gaya. Pertama, mungkin ada jenis interaksi fundamental kelima yang belum pernah dilihat siapa pun di laboratorium. Mungkin ternyata, misalnya, interaksi ini hanya berfungsi pada jarak dari beberapa inci hingga satu kaki - dan tidak pada jarak astronomis. (Benar, upaya pertama untuk mendeteksi jenis interaksi kelima memberikan hasil negatif.)

Kedua, kita mungkin dapat membuat plasma meniru beberapa sifat medan gaya. Plasma adalah "keadaan materi keempat". Tiga wujud materi pertama yang kita kenal adalah padat, cair, dan gas; namun demikian, bentuk materi yang paling umum di alam semesta adalah plasma: gas yang terdiri dari atom-atom terionisasi. Atom dalam plasma tidak terikat satu sama lain dan tidak memiliki elektron, dan karena itu memiliki muatan listrik. Mereka dapat dengan mudah dikendalikan menggunakan medan listrik dan magnet.

Materi yang terlihat di alam semesta sebagian besar ada dalam bentuk berbagai jenis plasma; matahari, bintang, dan gas antarbintang terbentuk darinya. Dalam kehidupan biasa, kita hampir tidak menemukan plasma, karena di Bumi fenomena ini jarang terjadi; namun, plasma dapat terlihat. Untuk melakukan ini, lihat saja kilat, matahari, atau layar TV plasma.
jendela plasma

Seperti disebutkan di atas, jika Anda memanaskan gas ke suhu yang cukup tinggi dan dengan demikian memperoleh plasma, maka dengan bantuan medan magnet dan listrik, dimungkinkan untuk menahannya dan memberinya bentuk. Misalnya, plasma dapat berbentuk seperti lembaran atau kaca jendela. Selain itu, "jendela plasma" seperti itu dapat digunakan sebagai partisi antara vakum dan udara biasa. Pada prinsipnya, dengan cara ini akan memungkinkan untuk menjaga udara di dalam pesawat ruang angkasa, mencegahnya keluar ke luar angkasa; plasma dalam hal ini membentuk cangkang transparan yang nyaman, batas antara ruang terbuka dan kapal.

Dalam seri Star Trek, medan gaya digunakan, khususnya, untuk mengisolasi kompartemen tempat pesawat ulang-alik kecil berada dan dari mana ia dimulai dari luar angkasa. Dan itu bukan hanya taktik pintar yang dirancang untuk menghemat uang di set; film tak terlihat transparan seperti itu dapat dibuat.

Jendela plasma ditemukan pada tahun 1995 oleh fisikawan Edie Gershkovich di Brookhaven National Laboratory (Long Island, New York). Perangkat ini dikembangkan dalam proses memecahkan masalah lain - masalah pengelasan logam menggunakan berkas elektron. Obor asetilena tukang las melelehkan logam dengan aliran gas panas, dan kemudian menyatukan potongan-potongan logam. Pada saat yang sama, diketahui bahwa berkas elektron mampu mengelas logam lebih cepat, lebih bersih, dan lebih murah daripada yang diperoleh dengan metode pengelasan konvensional. Masalah utama dengan metode pengelasan elektron adalah bahwa hal itu harus dilakukan dalam ruang hampa. Persyaratan ini menciptakan ketidaknyamanan yang besar, karena itu berarti membangun ruang hampa udara - mungkin seukuran seluruh ruangan.

Untuk mengatasi masalah ini, Dr. Gershkovich menemukan jendela plasma. Perangkat ini hanya setinggi 3 kaki dan berdiameter 1 kaki; itu memanaskan gas ke suhu 6500 °C dan dengan demikian menciptakan plasma yang segera terperangkap dalam medan listrik dan magnet. Partikel plasma, seperti partikel gas apapun, memberikan tekanan yang mencegah udara masuk dan mengisi ruang vakum. (Jika argon digunakan dalam jendela plasma, ia memancarkan cahaya kebiruan, seperti medan gaya di Star Trek.)

Jendela plasma jelas akan menemukan aplikasi luas di industri dan industri luar angkasa. Bahkan dalam industri, vakum sering diperlukan untuk pengerjaan mikro dan etsa kering, tetapi penerapannya pada proses manufaktur bisa sangat mahal. Tapi sekarang, dengan penemuan jendela plasma, memegang ruang hampa dengan menekan sebuah tombol menjadi mudah dan murah.

Tapi bisakah jendela plasma digunakan sebagai perisai yang tidak bisa ditembus? Apakah itu akan melindungi dari tembakan meriam? Orang dapat membayangkan penampilan jendela plasma di masa depan dengan lebih banyak energi dan suhu yang cukup untuk menguapkan benda-benda yang jatuh ke dalamnya. Tetapi untuk menciptakan medan gaya yang lebih realistis dengan karakteristik yang dikenal dari fiksi ilmiah, diperlukan kombinasi berlapis dari beberapa teknologi. Ada kemungkinan bahwa setiap lapisan saja tidak akan cukup kuat untuk menghentikan peluru meriam, tetapi bersama-sama beberapa lapisan mungkin cukup.

Mari kita coba bayangkan struktur medan gaya seperti itu. Lapisan luar, misalnya, jendela plasma supercharged, dipanaskan sampai suhu yang cukup untuk menguapkan logam. Lapisan kedua mungkin merupakan tirai sinar laser berenergi tinggi. Tirai dari ribuan sinar laser yang saling bersilangan seperti itu akan menciptakan kisi spasial yang akan memanaskan objek yang melewatinya dan secara efektif menguapkannya. Kita akan berbicara lebih banyak tentang laser di bab berikutnya.

Selanjutnya, di balik tirai laser, orang dapat membayangkan kisi spasial "karbon nanotube" - tabung kecil yang terdiri dari atom karbon individu, dengan dinding setebal satu atom. Tabung seperti itu berkali-kali lebih kuat dari baja. Saat ini, nanotube karbon terpanjang yang diproduksi di dunia hanya memiliki panjang sekitar 15 mm, tetapi kita sudah dapat melihat hari di mana kita dapat membuat nanotube karbon dengan panjang sewenang-wenang. Mari kita asumsikan bahwa adalah mungkin untuk menenun jaringan spasial dari karbon nanotube; dalam hal ini, kami mendapatkan layar yang sangat tahan lama yang dapat memantulkan sebagian besar objek. Layar ini tidak akan terlihat, karena setiap nanotube individu sebanding dengan ketebalan atom, tetapi jaringan spasial nanotube karbon akan melampaui bahan lain dalam kekuatan.

Jadi, kami memiliki alasan untuk percaya bahwa kombinasi jendela plasma, tirai laser, dan layar nanotube karbon dapat berfungsi sebagai dasar untuk menciptakan dinding tak terlihat yang hampir tak tertembus.

Tetapi bahkan perisai berlapis-lapis seperti itu tidak akan mampu menunjukkan semua sifat yang dianggap fiksi ilmiah sebagai medan gaya. Jadi, itu akan transparan, yang berarti tidak akan bisa menghentikan sinar laser. Dalam pertempuran dengan meriam laser, perisai berlapis kita tidak akan berguna.

Untuk menghentikan sinar laser, perisai harus memiliki, selain yang di atas, properti "fotokromatisitas" yang sangat menonjol, atau transparansi variabel. Saat ini, bahan dengan karakteristik tersebut digunakan dalam pembuatan kacamata hitam yang dapat menjadi gelap jika terkena radiasi UV. Transparansi variabel material dicapai melalui penggunaan molekul yang dapat eksis setidaknya dalam dua keadaan. Dalam satu keadaan molekul, bahan seperti itu transparan. Tetapi di bawah pengaruh radiasi UV, molekul langsung berpindah ke keadaan lain dan materi kehilangan transparansi.

Mungkin suatu hari nanti kita akan dapat menggunakan nanoteknologi untuk mendapatkan zat sekuat karbon nanotube dan mampu mengubah sifat optiknya di bawah pengaruh sinar laser. Perisai yang terbuat dari zat semacam itu akan mampu menghentikan tidak hanya aliran partikel atau proyektil senjata, tetapi juga serangan laser. Saat ini, bagaimanapun, tidak ada bahan dengan transparansi variabel yang dapat menghentikan sinar laser.
levitasi magnetik

Dalam fiksi ilmiah, medan gaya melakukan fungsi lain selain membelokkan senjata sinar, yaitu sebagai penyangga yang memungkinkan Anda mengatasi gaya gravitasi. Di Kembali ke Masa Depan, Michael Fox mengendarai "papan layang" atau "papan terbang"; benda ini menyerupai skateboard yang sudah dikenal dalam segala hal, hanya "naik" di udara, di atas permukaan bumi. Hukum fisika - seperti yang kita kenal sekarang - tidak mengizinkan perangkat anti-gravitasi serupa untuk direalisasikan (seperti yang akan kita lihat di Bab 10). Tetapi orang dapat membayangkan di masa depan penciptaan perangkat lain - papan melayang dan mobil melayang di atas bantalan magnet; mesin ini akan memungkinkan kita untuk dengan mudah mengangkat dan menahan benda besar dengan berat. Di masa depan, jika "superkonduktivitas suhu kamar" menjadi kenyataan yang terjangkau, manusia akan dapat mengangkat benda ke udara menggunakan kekuatan medan magnet.

Jika kita membawa kutub utara magnet permanen ke kutub utara magnet lain yang sejenis, magnet-magnet tersebut akan saling tolak menolak. (Jika kita membalikkan salah satu magnet dan membawa kutub selatannya ke kutub utara yang lain, kedua magnet akan tarik-menarik.) Prinsip yang sama—yaitu kutub magnet yang sejenis saling tolak—dapat digunakan untuk mengangkat beban yang sangat besar dari tanah. Sudah, beberapa negara sedang membangun kereta maglev yang canggih secara teknis. Kereta seperti itu tidak terburu-buru di sepanjang rel, tetapi melewatinya pada jarak minimum; Mereka ditahan oleh magnet biasa. Kereta tampaknya melayang di udara dan, berkat gesekan nol, dapat mencapai rekor kecepatan.

Sistem transportasi otomatis maglev komersial pertama di dunia dioperasikan pada tahun 1984 di kota Birmingham, Inggris. Ini menghubungkan terminal bandara internasional dan stasiun kereta api terdekat. Kereta Maglev juga beroperasi di Jerman, Jepang, dan Korea, meskipun sebagian besar tidak dirancang untuk kecepatan tinggi. Kereta maglev komersial berkecepatan tinggi pertama mulai beroperasi di bagian jalur yang ditugaskan di Shanghai; kereta ini bergerak di sepanjang rel dengan kecepatan hingga 431 km/jam. Kereta maglev Jepang di Prefektur Yamanashi mencapai kecepatan 581 km/jam, jauh lebih cepat daripada kereta konvensional beroda.

Tetapi perangkat maglev sangat mahal. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensinya adalah penggunaan superkonduktor, yang, ketika didinginkan hingga suhu mendekati nol mutlak, benar-benar kehilangan hambatan listriknya. Fenomena superkonduktivitas ditemukan pada tahun 1911 oleh Heike Kamerling-Onnes. Esensinya adalah bahwa beberapa zat, ketika didinginkan hingga suhu di bawah 20 K (20 ° di atas nol mutlak), kehilangan semua hambatan listrik. Sebagai aturan, ketika logam didinginkan, hambatan listriknya secara bertahap berkurang. (Faktanya adalah bahwa getaran acak atom mengganggu pergerakan elektron dalam konduktor. Saat suhu menurun, rentang getaran acak berkurang, dan listrik mengalami hambatan yang lebih kecil.) Tapi Kamerling-Onnes, dengan takjub sendiri, menemukan bahwa resistansi beberapa bahan pada suhu kritis tertentu turun tajam ke nol.

Fisikawan segera menyadari pentingnya hasil. Saat mentransmisikan jarak jauh, sejumlah besar listrik hilang di saluran listrik. Tetapi jika hambatan dapat dihilangkan, listrik dapat ditransmisikan ke tempat mana pun hampir tanpa biaya. Secara umum, arus listrik yang tereksitasi dalam rangkaian tertutup dapat bersirkulasi di dalamnya tanpa kehilangan energi selama jutaan tahun. Apalagi dari arus yang luar biasa ini akan mudah untuk membuat magnet dengan kekuatan yang luar biasa. Dan dengan magnet seperti itu, dimungkinkan untuk mengangkat beban besar tanpa usaha.

Terlepas dari kemungkinan superkonduktor yang luar biasa, penerapannya sangat sulit. Menyimpan magnet besar dalam tangki cairan yang sangat dingin sangat mahal. Untuk menjaga cairan tetap dingin akan membutuhkan pabrik pendingin yang besar, yang akan mendorong biaya magnet superkonduktor setinggi langit dan membuat penggunaannya tidak menguntungkan.

Tetapi suatu hari, fisikawan mungkin dapat membuat zat yang mempertahankan sifat superkonduktor bahkan ketika dipanaskan hingga suhu kamar. Superkonduktivitas pada suhu kamar adalah "cawan suci" fisikawan keadaan padat. Mendapatkan zat-zat seperti itu, kemungkinan besar, akan menjadi awal dari revolusi industri kedua. Medan magnet yang kuat yang mampu menopang mobil dan kereta api akan menjadi sangat murah sehingga bahkan "mobil luncur" pun bisa ekonomis. Sangat mungkin bahwa dengan penemuan superkonduktor yang mempertahankan sifat mereka pada suhu kamar, mesin terbang fantastis yang kita lihat di film "Back to the Future", "Minority Report" dan "Star Wars" akan menjadi kenyataan.

Pada prinsipnya, sangat mungkin bahwa seseorang akan dapat mengenakan sabuk magnet superkonduktor khusus, yang akan memungkinkannya untuk melayang bebas di atas tanah. Dengan sabuk seperti itu, akan mungkin untuk terbang di udara, seperti Superman. Secara umum, superkonduktivitas suhu kamar adalah fenomena yang luar biasa sehingga penemuan dan penggunaan superkonduktor tersebut telah ditampilkan dalam banyak novel fiksi ilmiah (seperti seri Ringworld oleh Larry Niven pada tahun 1970).

Selama beberapa dekade, fisikawan tidak berhasil mencari zat yang akan memiliki superkonduktivitas pada suhu kamar. Itu adalah proses yang membosankan dan membosankan - mencari melalui coba-coba, menguji materi satu demi satu. Tetapi pada tahun 1986, kelas zat baru ditemukan, yang disebut "superkonduktor suhu tinggi"; zat ini memperoleh superkonduktivitas pada suhu orde 90 ° di atas nol mutlak, atau 90 K. Penemuan ini menjadi sensasi nyata di dunia fisika. Sepertinya gerbang airlock telah terbuka. Bulan demi bulan, fisikawan bersaing satu sama lain untuk membuat rekor dunia baru untuk superkonduktivitas. Untuk sementara, bahkan tampaknya superkonduktivitas pada suhu kamar akan meninggalkan halaman novel fiksi ilmiah dan menjadi kenyataan. Tetapi setelah beberapa tahun berkembang pesat, penelitian di bidang superkonduktor suhu tinggi mulai melambat.

Rekor dunia saat ini untuk superkonduktor suhu tinggi dipegang oleh senyawa yang merupakan oksida kompleks tembaga, kalsium, barium, talium, dan merkuri yang menjadi superkonduktif pada 138 K (-135°C). Suhu yang relatif tinggi ini masih sangat jauh dari suhu ruangan. Tapi ini juga merupakan tonggak penting. Nitrogen menjadi cair pada 77 K, dan nitrogen cair harganya hampir sama dengan susu biasa. Oleh karena itu, nitrogen cair biasa dapat digunakan untuk mendinginkan superkonduktor suhu tinggi, yang tidak mahal. (Tentu saja, superkonduktor yang tetap pada suhu kamar tidak memerlukan pendinginan sama sekali.)

Hal lain yang tidak menyenangkan. Saat ini, tidak ada teori yang akan menjelaskan sifat-sifat superkonduktor suhu tinggi. Selain itu, seorang fisikawan giat yang dapat menjelaskan cara kerjanya sedang menunggu Hadiah Nobel. (Dalam superkonduktor suhu tinggi yang diketahui, atom disusun menjadi lapisan yang terdefinisi dengan baik. Banyak fisikawan menyarankan bahwa pelapisan bahan keramiklah yang memungkinkan elektron bergerak bebas di dalam setiap lapisan, sehingga menciptakan superkonduktivitas. Tetapi persisnya bagaimana dan mengapa ini terjadi masih menjadi misteri.)

Kurangnya pengetahuan memaksa fisikawan untuk mencari superkonduktor suhu tinggi baru dengan cara lama, dengan coba-coba. Ini berarti bahwa superkonduktivitas yang terkenal pada suhu kamar dapat ditemukan kapan saja - besok, dalam setahun, atau tidak sama sekali. Tidak ada yang tahu kapan zat dengan sifat seperti itu akan ditemukan dan apakah itu akan ditemukan sama sekali.

Tetapi jika superkonduktor suhu kamar ditemukan, penemuan mereka kemungkinan akan menelurkan gelombang besar penemuan baru dan aplikasi komersial. Medan magnet mungkin satu juta kali lebih kuat dari medan magnet bumi (yaitu 0,5 gauss) mungkin akan menjadi hal biasa.

Salah satu sifat yang melekat pada semua superkonduktor disebut efek Meissner. Jika Anda menempatkan magnet di atas superkonduktor, magnet akan mengapung di udara, seolah-olah didukung oleh kekuatan yang tidak terlihat. [Alasan efek Meissner adalah bahwa magnet memiliki sifat menciptakan "gambar cermin" sendiri di dalam superkonduktor, sehingga magnet asli dan pantulannya mulai saling tolak. Penjelasan ilustratif lain untuk efek ini adalah bahwa superkonduktor tidak dapat ditembus oleh medan magnet. Tampaknya mendorong keluar medan magnet. Oleh karena itu, jika magnet ditempatkan di atas superkonduktor, garis gaya magnet akan terdistorsi saat kontak dengan superkonduktor. Garis gaya ini akan mendorong magnet ke atas, menyebabkannya melayang.)

Jika umat manusia mendapat kesempatan untuk menggunakan efek Meissner, maka orang dapat membayangkan jalan raya masa depan dengan lapisan keramik khusus semacam itu. Kemudian, dengan bantuan magnet yang ditempatkan di sabuk atau di bagian bawah mobil, kita akan dapat secara ajaib melayang di atas jalan dan bergegas ke tujuan kita tanpa gesekan atau kehilangan energi.

Efek Meissner hanya bekerja dengan bahan magnetik seperti logam, tetapi magnet superkonduktor juga dapat digunakan untuk melayang bahan non-magnetik yang dikenal sebagai paramagnet atau diamagnet. Zat-zat ini sendiri tidak memiliki sifat magnetik; mereka memperolehnya hanya di hadapan dan di bawah pengaruh medan magnet eksternal. Paramagnet ditarik oleh magnet luar, diamagnet ditolak.

Air, misalnya, bersifat diamagnetik. Karena semua makhluk hidup terbuat dari air, mereka juga dapat melayang di hadapan medan magnet yang kuat. Di medan dengan induksi magnet sekitar 15 T (30.000 kali lebih kuat dari medan magnet Bumi), para ilmuwan telah berhasil membuat hewan kecil seperti katak melayang. Tetapi jika superkonduktivitas pada suhu kamar menjadi kenyataan, maka dimungkinkan untuk mengangkat benda-benda non-magnetik yang besar ke udara, menggunakan sifat diamagnetiknya.

Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa medan gaya dalam bentuk yang biasanya dijelaskan oleh literatur fiksi ilmiah tidak sesuai dengan deskripsi empat interaksi mendasar di Alam Semesta kita. Tetapi dapat diasumsikan bahwa seseorang akan dapat meniru banyak properti bidang fiktif ini menggunakan pelindung berlapis-lapis, termasuk jendela plasma, tirai laser, tabung nano karbon, dan zat dengan transparansi variabel. Namun pada kenyataannya, perisai seperti itu hanya dapat dikembangkan dalam beberapa dekade, atau bahkan dalam satu abad. Dan jika superkonduktivitas pada suhu kamar ditemukan, umat manusia akan memiliki kesempatan untuk menggunakan medan magnet yang kuat; mungkin dengan bantuan mereka akan memungkinkan untuk mengangkat mobil dan kereta api ke udara, seperti yang kita lihat dalam film-film fiksi ilmiah.

Mempertimbangkan semua ini, saya akan mengklasifikasikan medan gaya sebagai kelas kemustahilan I, yaitu, saya akan mendefinisikannya sebagai sesuatu yang mustahil untuk teknologi saat ini, tetapi diwujudkan dalam bentuk yang dimodifikasi dalam sekitar abad berikutnya.

Medan kekuatan pelindung

I. Jika seorang ilmuwan terhormat tetapi tua mengklaim bahwa fenomena tertentu mungkin terjadi, dia pasti benar. Jika dia mengklaim bahwa fenomena tertentu tidak mungkin, dia sangat mungkin salah.

II. Satu-satunya cara untuk menentukan batas kemungkinan adalah dengan mengumpulkan keberanian untuk menembus sisi ketidakmungkinan itu.

AKU AKU AKU. Teknologi apa pun yang cukup maju tidak dapat dibedakan dari sihir.

Tiga Hukum Arthur Clarke

"Angkat perisai!" - ini adalah urutan pertama, yang dalam seri tak berujung "Star Trek" memberikan suara tajam kepada Kapten Kirk kepada krunya; mematuhi perintah, kru menyalakan medan gaya yang dirancang untuk melindungi pesawat ruang angkasa Enterprise dari tembakan musuh.

Dalam kisah Star Trek, medan gaya sangat penting sehingga keadaannya dapat menentukan hasil pertempuran dengan baik. Setelah energi medan gaya habis, dan lambung Enterprise mulai menerima pukulan, semakin jauh, semakin hancur; akhirnya kekalahan menjadi tak terelakkan.

Jadi apa itu medan gaya pelindung? Dalam fiksi ilmiah, ini adalah hal yang tampak sederhana: penghalang tipis, tak terlihat namun tak tertembus yang dapat membelokkan sinar laser dan rudal dengan sama mudahnya. Pada pandangan pertama, medan gaya tampak begitu sederhana sehingga penciptaan - dan segera - perisai tempur berdasarkan itu tampaknya tak terelakkan. Jadi Anda berharap bahwa tidak hari ini atau besok beberapa penemu yang giat akan mengumumkan bahwa ia berhasil mendapatkan medan gaya pelindung. Tetapi kebenarannya jauh lebih rumit.

Seperti bola lampu Edison, yang secara fundamental mengubah peradaban modern, medan gaya dapat sangat memengaruhi setiap aspek kehidupan kita tanpa kecuali. Militer akan menggunakan medan kekuatan untuk menjadi kebal, menciptakan perisai yang tidak bisa ditembus dari rudal dan peluru musuh berdasarkan itu. Secara teori, adalah mungkin untuk membuat jembatan, jalan raya yang megah, dan jalan raya dengan satu sentuhan tombol. Seluruh kota akan bermunculan di padang pasir seolah-olah dengan sihir; segala sesuatu di dalamnya, hingga gedung pencakar langit, akan dibangun hanya dari medan gaya. Kubah medan gaya di atas kota akan memungkinkan penghuninya untuk secara sewenang-wenang mengendalikan fenomena cuaca - angin badai, badai salju, tornado. Di bawah kanopi medan gaya yang aman, adalah mungkin untuk membangun kota bahkan di dasar lautan. Kaca, baja dan beton bisa ditinggalkan sama sekali, menggantikan semua bahan bangunan dengan medan gaya.

Tapi, anehnya, medan gaya ternyata menjadi salah satu fenomena yang sangat sulit untuk direproduksi di laboratorium. Beberapa fisikawan bahkan percaya bahwa ini tidak dapat dilakukan sama sekali tanpa mengubah sifat-sifatnya.

Medan gaya - sudah berapa dekade kita mendengar ungkapan aneh ini di berbagai film fiksi ilmiah, buku, permainan komputer. Saya pikir ada beberapa orang yang tersisa di Bumi yang tidak akan mengerti apa itu. Upaya para ilmuwan untuk membuat setidaknya versi demo kecil dari hal semacam itu sejauh ini gagal, karena dasar medan gaya adalah partikel superberat graviton (partikel massa dari mikrokosmos), yang, berkat medan elektromagnetik, harus diletakkan dalam film tipis tak terlihat. Sayangnya dan ah - graviton adalah partikel yang berubah-ubah, seperti chronon (partikel waktu).

Tetapi.
Medan gaya ada. Ini terutama diamati dalam gerakan super lambat saat memecahkan batu bata dan papan dengan telapak tangan Anda. Ya, dan sistem perlindungan tubuh Qi Gong yang terkenal "baju besi" (juga "celana besi", sarung tangan besi, "sepatu besi" dan topi besi) juga didasarkan pada medan gaya misterius ini. Pada akhir 90-an, sebuah artikel kecil muncul di pers kuning tentang 5 biksu Cina dari arah neo-Shaolin, yang memungkinkan para ilmuwan Amerika untuk melakukan segala macam eksperimen brutal pada mereka: mereka ditabrak mobil dengan kecepatan 60 km per jam, mereka ditembak dengan magnum, dilempar ke mereka tongkat dinamit dan hal-hal tidak manusiawi lainnya; tapi semua biarawan tetap hidup dan sehat. Selanjutnya: pada tahun 2005, Discovery Channel menunjukkan laporan tentang sekelompok kecil orang (yang tinggal di AS) yang, sebagai hasil dari pelatihan rahasia, memperoleh ketahanan manusia super terhadap berbagai pukulan - saya melihat dengan mata kepala sendiri bagaimana spesialis super kickboxing memberikan kekuatan mengerikan pada mereka dengan kaki dan tangan (jika ada yang ingat film dari tahun 80-an dengan Van Dam muda, di mana dia diajari untuk menendang pohon palem sampai dia mematahkannya, maka Anda akan mengerti bahwa seseorang dapat bertahan hidup seperti itu. pukulan hanya setelah bertahun-tahun latihan keras) - Saya hanya terkejut.

Lebih jauh.
Saya hampir lupa, dan terima kasih kepada seorang wanita cantik yang cerdas (namanya Anna), saya akan berbicara secara singkat tentang jenis medan gaya lain - yang sangat kuat - ini adalah medan pelindung kekuatan egregor - paling sering di antara orang Kristen dan Buddha (itu semua tentang jumlah orang percaya di planet ini). Medan gaya egregor menyelamatkan dari banyak hal - termasuk membengkokkan ruang dan waktu, dan Anda tidak perlu pergi jauh sebagai contoh - di medan perang, beberapa orang selamat di neraka tempat ribuan orang tewas. Tetapi sebagai seorang sejarawan, saya dapat dengan aman mengatakan bahwa jenis perlindungan ini diciptakan oleh orang-orang - khususnya - ksatria mulia pertama - orang Kristen sejati dan orang-orang yang percaya dengan tulus. Dan kemudian teknik ini direkam di bank memori egregor dan masih digunakan.
Seolah-olah saya tidak ingin menyombongkan diri dan membicarakan orang malang saya lagi, tetapi saya memiliki masa ketika saya sendiri adalah pemilik medan kekuatan egregor seperti itu. Benar - Anda harus membayar semuanya dan seperti yang dapat Anda tebak - saya adalah boneka yang patuh di tangan kasar yang tidak terlihat dari egregor Ortodoks Kristen yang kuat ini - saya tiba-tiba pergi dan pergi ke tempat-tempat di mana saya secara pribadi tidak perlu melakukannya, tetapi saya diselamatkan dari beberapa orang yang tampaknya tak terhindarkan meninggal - dan dia sendiri tidak menerima satu goresan pun dalam tiga kecelakaan mobil massal (seperti yang Anda tahu, tidak terlalu menyenangkan untuk mengingat hal seperti itu). Bagaimana struktur medan gaya ini? Ini benar-benar urutan gelombang - yaitu, getaran frekuensi tinggi yang menciptakan medan pelindung yang menyelimuti (untuk pecinta sihir, saya akan menjelaskan bahwa elemen udara digunakan di sana), - dan dari sudut pandang fisika klasik , semuanya dijelaskan secara logis dan sederhana - getaran magnetik dan elektromagnetik.

Tetapi kami tertarik pada teknik menciptakan medan kekuatan yang akan terus-menerus mengusir serangan orang-orang yang iri dan vampir energi, dan sekarang saya akan memberi tahu Anda tentang teknik sederhana dan efektif yang baru-baru ini saya mulai uji pada diri saya sendiri dan senang dengan itu. hasil tes.

Mari kita mulai.
Tidak ada yang rumit - secara mental "menyebarkan" gel kental transparan pada tubuh kita - tidak lebih dari 1 cm, kami memberikan gel ini dua fungsi sekaligus - untuk menarik informasi negatif yang menyakitkan dari tubuh Anda dan melindunginya dari invasi alien. Jika Anda berlatih prosedur ini tiga sampai lima kali sehari, maka keterampilan secara bertahap sedang dikembangkan untuk melakukannya lebih cepat dan lebih baik. Jangan lupa tentang area utama - tangan dan wajah (omong-omong, banyak gadis secara naluriah melakukan ini selama ribuan tahun ketika mereka mencuci dan merias wajah mereka). Dan tentu saja, hal utama - fungsi ketiga dari "gel tak terlihat" - secara otomatis jatuh ke tanah setelah sumber daya penggunaan habis (biasanya 2-5 jam setelah aplikasi ke tubuh). Bahkan orang yang tidak siap pun langsung merasa seperti "serpihan kotoran" berjatuhan darinya. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman menyedihkan saya baru-baru ini - bahkan dua hari ketika saya tidak menerapkan "gel pelindung" ini pada diri saya sendiri - dapat menyebabkan masalah besar.

Jaga diri Anda, para pembaca yang budiman, dan jangan lupa - Kejahatan ada dan, tidak seperti kita, ia tidak tidur dan sedang menunggu saat yang tepat untuk menyerang.
Hormat kami, Vovchik Anda yang rendah hati.

Ulasan

P.S. dua tahun setelah kematian ibuku... Aku hanya tidak sanggup sekarang... maaf.

Medan gaya yang diciptakan untuk melindungi dari ledakan 24 Maret 2015

Perusahaan Amerika Boeing telah mematenkan sebuah teknologi yang hingga saat ini dianggap sebagai novel fiksi ilmiah - sistem medan gaya yang dapat melindungi berbagai objek, termasuk bangunan, mobil, atau pesawat, dari gelombang ledakan. Ini dilaporkan di situs web Kantor Paten AS.

Menurut prinsip operasi, penemuan Boeing menyerupai perisai energi, yang akrab bagi banyak orang dari film-film saga film Star Wars. Sebuah sensor khusus mendeteksi sumber ledakan, setelah itu generator medan elektromagnetik busur ikut bermain. Menggunakan laser, listrik, dan radiasi gelombang mikro, sistem mengionisasi area kecil udara dan menciptakan medan plasma di jalur gelombang ledakan.

“Teknologi ini akan mengurangi energi gelombang kejut dengan menciptakan lingkungan khusus dalam perjalanannya, yang akan memantulkan, membiaskan, menyerap, dan menolak setidaknya sebagian darinya,” kata teks dokumen lisensi.

"Perisai" semacam itu secara teoritis akan melindungi dari fluktuasi paling kuat di udara, tetapi tidak dari peluru atau pecahan peluru yang meledak di dekatnya. Ini tidak akan bekerja dan terus-menerus menyimpan "kepompong" pelindung di sekitar objek. Faktanya adalah bahwa selama pengoperasian sistem ada pemanasan udara yang kuat. Antara lain, medan gaya juga memantulkan cahaya, sehingga tidak mungkin bagi siapa pun di dalam penampungan plasma untuk melihat.

Namun, tidak semuanya sederhana di sini.

Referensi:

« Sebuah sensor yang menghasilkan sinyal untuk mendeteksi setidaknya satu ledakan yang mampu menghasilkan gelombang kejut yang dapat berjalan melalui cairan ke daerah yang dilindungi. Sensor mampu menentukan posisi dan waktu ledakan”, demikian deskripsi perangkat dalam paten tersebut.

« Serta generator busur yang bekerja sama dengan sensor dan digunakan untuk menentukan sinyal gelombang. Generator mampu bereaksi terhadap panas di wilayah fluida yang dipilih dan secara instan menciptakan lingkungan transisi kedua, berbeda dari yang pertama, yang ditempatkan di antara gelombang kejut dan wilayah yang akan dilindungi.».

Dan inilah yang ditulis pengguna Internet:

Mofack, RU 24.03.15 14:10
hmm, dan tidak ada masalah dengan kinerja kecepatan tinggi? ternyata sumber daya dari omong kosong semacam itu harus mengeluarkan debit satu kali yang sakit-sakitan.

sanches80, RU 24.03.15 15:17
mengingat bahwa dalam pertempuran modern, sedikit yang terpengaruh oleh gelombang ledakan, maka nilai keajaiban ini, secara halus, tidak tinggi. Kecuali jika gelombang ledakan nuklir adalah yang utama, tetapi sesuatu memberitahu saya bahwa pepelat ini tidak akan banyak menahan gelombang ledakan nuklir.

Hayama, RU 24.03.15 15:36
Kompleksitas produk ini hanya sebanding dengan ketidakgunaannya ...

STRANNIK, ru 24.03.15 17:03
Kemenangan galaksi lainnya.
"Dengan bantuan laser, listrik dan radiasi gelombang mikro ... akan memantulkan, membiaskan, menyerap, dan menolak"
Seluruh set dalam satu botol. Omong kosong yang konyol. Seperti abu galaksi.
Tujuan utamanya adalah untuk menyegarkan citra UWB, yang telah memudar dalam beberapa tahun terakhir, sebagai pemimpin yang tak terbantahkan dalam teknologi militer.
Dan sekaligus membenarkan minum adonan di mata wajib pajak.

Alanv, RU 24.03.15 18:47

Teman-teman. tapi tidak ada yang menyangka, tapi kenapa pepelat ini MUNGKIN DIBUTUHKAN SAMA SEKALI, BAHKAN menghentikan gelombang kejut? Untuk melindungi dari ledakan sepotong bahan peledak yang dibungkus koran ??? Untuk sisa bahan peledak, sebagai suatu peraturan, dikirim ke tempat dengan sesuatu yang dekat dengan proyektil (atau memiliki lautan pecahan), yang tidak akan ditunda oleh pernak-pernik ini ...
Meskipun saya tidak mengerti bagaimana plasma dapat menahan gelombang eksplosif DALAM PRINSIP ... Seperti pemanasan yang sangat tidak seimbang dengan efek "ledakan balasan" ??? Dan selain itu, "Menggunakan laser, listrik, dan radiasi gelombang mikro, sistem mengionisasi area kecil udara dan menciptakan medan plasma di jalur gelombang ledakan." Dan Anda membutuhkan semacam perlindungan melingkar ...
KMK adalah penyempurnaan teoritis yang tidak memiliki aplikasi nyata.

Petunjuk

Ambil dua baterai dan hubungkan dengan pita listrik. Hubungkan baterai sehingga ujungnya berbeda, yaitu plus berlawanan dengan minus dan sebaliknya. Gunakan klip kertas untuk menempelkan kabel ke ujung setiap baterai. Selanjutnya, letakkan salah satu klip kertas di atas baterai. Jika penjepit kertas tidak mencapai bagian tengah masing-masing, Anda mungkin perlu meluruskannya ke panjang yang diinginkan. Amankan desain dengan selotip. Pastikan ujung kabel bebas dan ujung klip kertas mencapai bagian tengah setiap baterai. Hubungkan baterai dari atas, lakukan hal yang sama di sisi lain.

Ambil kawat tembaga. Biarkan sekitar 15 sentimeter dari kawat lurus, dan kemudian mulai membungkusnya di sekitar kaca. Lakukan sekitar 10 putaran. Biarkan lurus lagi 15 sentimeter. Hubungkan salah satu kabel dari catu daya ke salah satu ujung bebas dari kumparan tembaga yang dihasilkan. Pastikan kabel terhubung dengan baik satu sama lain. Ketika terhubung, sirkuit memberikan magnet bidang. Hubungkan kabel lain dari catu daya ke kabel tembaga.

Saat itu, ketika arus mengalir melalui kumparan, ditempatkan di dalam akan menjadi magnet. Penjepit kertas akan saling menempel, begitu juga dengan bagian sendok atau garpu, obeng akan menjadi magnet dan menarik benda logam lainnya saat arus dialirkan ke kumparan.

catatan

Kumparan mungkin panas. Pastikan tidak ada bahan yang mudah terbakar di dekatnya dan berhati-hatilah agar tidak membakar kulit Anda.

Saran yang berguna

Logam yang paling mudah dimagnetisasi adalah besi. Jangan memilih aluminium atau tembaga saat memeriksa lapangan.

Untuk membuat medan elektromagnetik, Anda perlu membuat sumbernya memancar. Pada saat yang sama, ia harus menghasilkan kombinasi dua medan, listrik dan magnet, yang dapat merambat di ruang angkasa, menimbulkan satu sama lain. Medan elektromagnetik dapat merambat di ruang angkasa dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Anda akan perlu

• - kawat berinsulasi;
• - paku;
• - dua konduktor;
• - Kumparan Ruhmkorff.

Petunjuk

Ambil kawat berinsulasi dengan resistansi rendah, tembaga adalah yang terbaik. Gulung pada inti baja, paku biasa sepanjang 100 mm (menenun) akan berhasil. Hubungkan kabel ke sumber listrik, baterai biasa bisa digunakan. Akan ada listrik bidang, yang menghasilkan arus listrik di dalamnya.

Pergerakan searah dari muatan (arus listrik) pada gilirannya akan menghasilkan magnet bidang, yang akan terkonsentrasi di inti baja, dengan kawat melilitnya. Inti berputar dan tertarik ke dirinya sendiri oleh feromagnet (, nikel, kobalt, dll.). yang dihasilkan bidang dapat disebut elektromagnetik, karena listrik bidang magnetis.

Untuk mendapatkan medan elektromagnetik klasik, diperlukan medan listrik dan magnet bidang berubah dari waktu ke waktu, maka listrik bidang akan menghasilkan magnet dan sebaliknya. Untuk ini perlu bahwa muatan yang bergerak menerima percepatan. Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan membuatnya berosilasi. Oleh karena itu, untuk mendapatkan medan elektromagnetik, cukup dengan mengambil konduktor dan menyambungkannya ke jaringan rumah tangga biasa. Tapi itu akan sangat kecil sehingga tidak mungkin untuk mengukurnya dengan instrumen.

Untuk mendapatkan medan magnet yang cukup kuat, buatlah vibrator Hertz. Untuk melakukan ini, ambil dua konduktor identik lurus, kencangkan sehingga jarak di antara mereka adalah 7 mm. Ini akan menjadi rangkaian osilasi terbuka, dengan kapasitas listrik kecil. Pasang masing-masing konduktor ke klem Ruhmkorf (ini memungkinkan Anda menerima pulsa tegangan tinggi). Hubungkan sirkuit ke baterai. Pelepasan akan dimulai di celah percikan antara konduktor, dan vibrator itu sendiri akan menjadi sumber medan elektromagnetik.

Video yang berhubungan

Pengenalan teknologi baru dan meluasnya penggunaan listrik telah menyebabkan munculnya medan elektromagnetik buatan, yang paling sering memiliki efek berbahaya pada manusia dan lingkungan. Medan fisik ini muncul di mana ada muatan yang bergerak.

Sifat medan elektromagnetik

Medan elektromagnetik adalah jenis materi khusus. Itu terjadi di sekitar konduktor di mana muatan listrik bergerak. Medan gaya terdiri dari dua medan independen - magnet dan listrik, yang tidak dapat eksis secara terpisah satu sama lain. Medan listrik, ketika muncul dan berubah, selalu menghasilkan medan magnet.

Salah satu yang pertama menyelidiki sifat medan variabel di pertengahan abad ke-19 adalah James Maxwell, yang dikreditkan dengan menciptakan teori medan elektromagnetik. Ilmuwan menunjukkan bahwa muatan listrik yang bergerak dengan percepatan menciptakan medan listrik. Mengubahnya menghasilkan medan gaya magnet.

Sumber medan magnet bolak-balik dapat berupa magnet, jika Anda menggerakkannya, serta muatan listrik yang berosilasi atau bergerak dengan percepatan. Jika muatan bergerak dengan kecepatan konstan, maka arus konstan mengalir melalui konduktor, yang ditandai dengan medan magnet konstan. Menyebar di ruang angkasa, medan elektromagnetik membawa energi, yang tergantung pada besarnya arus dalam konduktor dan frekuensi gelombang yang dipancarkan.

Dampak medan elektromagnetik pada seseorang

Tingkat semua radiasi elektromagnetik yang diciptakan oleh sistem teknis yang dirancang oleh manusia berkali-kali lebih tinggi daripada radiasi alami planet ini. Ini adalah efek termal, yang dapat menyebabkan panas berlebih pada jaringan tubuh dan konsekuensi yang tidak dapat diubah. Misalnya, penggunaan ponsel yang berkepanjangan, yang merupakan sumber radiasi, dapat menyebabkan peningkatan suhu otak dan lensa mata.

Medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh penggunaan peralatan rumah tangga dapat menyebabkan neoplasma ganas. Secara khusus, ini berlaku untuk tubuh anak-anak. Kehadiran jangka panjang seseorang di dekat sumber gelombang elektromagnetik mengurangi efisiensi sistem kekebalan tubuh, menyebabkan penyakit jantung dan pembuluh darah.

Tentu saja, tidak mungkin untuk sepenuhnya meninggalkan penggunaan sarana teknis yang merupakan sumber medan elektromagnetik. Tetapi Anda dapat menerapkan tindakan pencegahan yang paling sederhana, misalnya, gunakan telepon hanya dengan headset, jangan tinggalkan kabel peralatan di outlet listrik setelah menggunakan peralatan. Dalam kehidupan sehari-hari, disarankan untuk menggunakan kabel ekstensi dan kabel dengan pelindung pelindung.