Институт Инновационного Проектирования | Есть идея? Есть Algodoo! Бесплатная виртуальная лаборатория.
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

Есть идея? Есть Algodoo! Бесплатная виртуальная лаборатория.

 

Описание: http://www.nanonewsnet.ru/files/thumbs/2013/algodoo-pict-11.png


На одном из сайтов написано так: скачайте эту полезную и развивающую программу для детей. Но предупреждаем – она затягивает и вы сами будете в нее долго играть. В Algodoo можно нарисовать всякие механизмы и системы, а потом включить моделирование – и они придут во взаимодействие в соответствии с законами физики в реальном времени. Программа двухмерная (но со многими слоями), зато весьма быстрая и имеет интерфейс типа Paint, позволяющий рисовать и перемещать фигуры без особых затруднений.

Оригинал взят у mntc в Algodoo – бесплатная виртуальная лаборатория! На одном из сайтов написано так: скачайте эту полезную и развивающую программу для детей. Но предупреждаем – она затягивает и вы сами будете в нее долго играть. Так и вышло.
Речь идет о Algodoo – бесплатной программе, где можно нарисовать всякие механизмы и системы, а потом включить моделирование – и они придут во взаимодействие в соответствии с законами физики в реальном времени. Программа двухмерная (но со многими слоями), зато весьма быстрая и имеет интерфейс типа Paint, позволяющий рисовать и перемещать фигуры без особых затруднений.
Вот исходная составленная мною на скорую руку сцена. Тут есть лазер, шестеренки из стекла, сквозь которые он проходит по законам оптики, немного воды, всякая всячина и Ragdoll – что переводится как тряпичная кукла – персонаж, предназначенный по-видимому, для пилотирования наших экспериментальных машин и механизмов.
Описание: algodoo-pict-1.png
Нажимаем кнопочку «Start simulation», и… все приходит в движение!
Описание: algodoo-pict-2.png
Вода течет, проволока слева сминается под собственным весом, гири и пружины ведут себя как гири и пружины, луч искривляется, кукла падает. Вот снимок еще через несколько секунд:
Описание: algodoo-pict-3.png
В движении все это выглядит куда более динамично и интересно. Я бы снял видео, но при этом программа на моем несовременном компьютере притормаживает, и получается не красиво, лучше все это вы увидите сами установив Algodoo.
При всей видимой простоте, физика моделируется на очень хорошем уровне. Возьмем, например деревянный и стальной шары (можно присваивать объектам материалы) и уроним их в емкости с водой (о да, там довольно реалистично моделируется вода в больших количествах!).
Описание: algodoo-pict-4.png
Стальной шар (справа) падает чуть быстрее – потому что у нас включена опция учета сопротивления воздуха. Можно ее отключить, а можно настроить, изменив линейную и квадратичную компоненты. Итак. шары достигают воды и с разгону плюхаются в нее:
Описание: algodoo-pict-5.png
Стальной шар прорезает толщу воды до дна сосуда, и отскакивает от него, создавая большое количество брызг, в то время как деревянный своим падением вызывает лишь небольшой всплеск. После того как вода более-менее успокоилась, сцена приняла следующий вид, в полном соответствии с законами Архимеда:
Описание: algodoo-pict-6.png
Все это позволяет быстро создавать и моделировать различные механизмы, например работающие часы:
Описание: algodoo-pict-7.png
На объект можно добавить трассер – элемент, оставляющий за собой след для отслеживания траектории, а также выводить графики, цифровые значения, векторные стрелки и т.п. Это позволяет проверять многие изобретательские идеи «на лету». Я, например, сразу же воспользовался трассером для проверки своей идеи про фрактальные опоры качения – способ соединения многих подшипников, позволяющий сгладить неровности направляющей самодельного станка с ЧПУ. Трассер показал, что башня, установленная на каретке движется по гораздо более плавной кривой, чем та, что описывает форму местности:
Описание: algodoo-pict-8.png
Так можно быстро виртуально прототипировать свои изобретения прежде чем приступать к трехмерному проектированию и изготовлению их «в металле». Вот, например, кто-то сделал красивый, управляемый с клавиатуры планетоход:
Описание: algodoo-pict-9.png
Вот ссылка на файл сцены этого планетохода, расположенный в Algobox – огромном онлайн-хранилище десятков тысяч созданных пользователями сцен и конструкций. Чего там только не напридумывали! Вот, например, трехногий и четырехногий шагающие роботы, преодолевающие разные препятствия.
Описание: algodoo-pict-10.png
Описание: algodoo-pict-11.png
А вот пневматическая винтовка, способная стрелять как в одиночном, так и автоматическом режиме в зависимости от положения переключателя ( файл ):
Описание: algodoo-pict-12.png
А вот футуристическая чудо-пушка, которая не только автоматически выбрасывает гильзы и подает патроны, но и сама меняет обоймы по мере необходимости ( файл ):
Описание: algodoo-pict-13.png
Много там моделей разных двигателей, насосов, механизмов, передач, автоматических линий и т.п.:
Описание: algodoo-pict-14.png
Программа рассчитывает геометрическую оптику с учетом показателей преломления, углов, дисперсии и всего такого. Вот например, в папке примеров есть такая сценка:
Описание: algodoo-pict-15.png
Давайте удалим овальную линзу посередине – тут же получим результат:
Описание: algodoo-pict-16.png
А что если изменить цвет лазерного луча? Часть спектра исчезнет:
Описание: algodoo-pict-17.png
Теперь увеличим показатель преломления материала призмы – получим интересный эффект многократного внутреннего отражения (можно двигать курсором регулятор показателя преломления и наблюдать как меняется картина):
Описание: algodoo-pict-18.png
Можно ставить сложные и удивительные оптические эксперименты. Оказывается, если сложить кучу прозрачных шариков и слегка ворошить, то лазерный луч, проходящий через эту конструкцию очень напоминает извивающиеся зигзаги молнии:
Описание: algodoo-pict-19.png
А еще лазеры могут резать объекты. Жили-были шестеренки:
Описание: algodoo-pict-20.png
После лазерной резки нижние половинки отпали, а верхние провернулись в положение с наименьшей потенциальной энергией:
Описание: algodoo-pict-21.png
Кто-то моделирует там походку животных, кто-то – полеты самолетов, а кто-то нарисовал детали конструктора Лего :
Описание: algodoo-pict-22.png
В программе есть простой скриптовый язык программирования Thyme, позволяющим создавать разные хитрые объекты, явления и физические эффекты , а потом пользоваться ими в моделях (cм. русскоязычное введение в Thyme ). Например, на следующей картинке слева представлен набор созданных кем-то при помощи скриптов футуристических видов оружия, выстрелом одного из которых , обозначенного автором как «Тяжелая протонная пушка» разрушается башня справа. Быстро летящий светлый комочек перед одним из блоков башни и есть, по-видимому сгусток протонов.
Описание: algodoo-pict-23.png
Скрипты помогают добавить разные функции – логику, плавление объектов лазером, или например… химию:
Описание: algodoo-pict-24.png
Данная сцена позволяет работать с 11 веществами состоящими из разноцветных крупинок. При соприкосновении крупинки определенного цвета соединяются в крупинки другого цвета, в общем, реагируют. Может выделиться газ – крупинки легче воздуха, которые всплывают вверх.
Есть в Algodoo и совсем уже волшебные функции. Например, перетащим в рабочее поле программы из броузера картинку… ну например, рыбы. Появится объект с формой и текстурой рыбы (фон рисунка удалился автоматически):
Описание: algodoo-pict-25.png
Мы может теперь работать с ее физическими свойствами. Сделаем ее потяжелее, помягче, и включим симуляцию. Рыба не просто упала, но обмякла, как и подобает рыбе:
Описание: algodoo-pict-26.png
Ее можно в реальном времени поднять за хвост, подбросить и т.п. Обратите внимание при этом на деформацию:
Описание: algodoo-pict-27.png
В общем, рыба теперь стала частью сцены, и взаимодействует со всеми ее объектами:
Описание: algodoo-pict-28.png
Так можно с очень малыми трудозатратами создавать игры, мультфильмы, учебные пособия и многое другое. Особенно хороша по-моему, эта программа для практических заданий по ТРИЗ, например приемам устранения технических противоречий .
Представьте себе, что есть луна на высоте нескольких километров, и надо с нее забрать образец грунта и доставить на космодром. Мне лично удалось решить эту задачу далеко не сразу:
Описание: algodoo-pict-29.png
Пружинные подвески кабины и ее мягкая обивка, а также пружинные лапки ракеты появились в результате крайне негативного воздействия неаккуратных посадок и перегрузок на космонавта. Четыре двигателя обеспечили с трудом стабилизацию ракеты в пространстве. Система забора грунта тоже причинила немало хлопот – в общем инженерный процесс налицо. На следующей картинке ракета все-таки берет образец грунта, но с кабиной и космонавтом после соударения об Луну явно не все в порядке:
Описание: algodoo-pict-30.png
На официальном сайте можно бесплатно скачать программу для Windows, Mac и iPad. Версия для Linux называется Phun и может быть скачана напримертут .
Кстати, Algodoo стала бесплатной всего пару недель назад, а до этого стоила, говорят, недешево. В общем, полагаю, много-много-много потраченных за компьютером часов вам гарантированы :)

Моделирование заряженных частиц в Algodoo. Часть 1: электрические взаимодействия

Опубликовано kur в 26 мая, 2013 - 09:58
Описание: А. ОликевичА. Оликевич


В этой статье подробно описан процесс создания заряженных частиц в Algodoo и разнообразные опыты с ними, включая самосборку двухмерных, но весьма реалистичных атомов, молекул и кристаллов.

Описание: algodoo-pic-1.png
Готовую модель частиц скачать можно тут .

Создание частиц

Создадим новую сцену. Отключим гравитацию и сопротивление воздуха. Включим сетку и выберем самое большое увеличение камеры, чтобы частицы получились достаточно мелкими.
Выберем (Ctrl+A) и удалим (Del) всё, в том числе ограничители пространства, и поставим свои. Теперь настроим их. Установим им пересекаться со всеми слоями кроме шести последних (в этих слоях будут располагаться электрические и магнитные составляющие).
Описание: algodoo-pic-2.png
В свойствах материала ограничителей трение поставим на ноль, а упругость на максимум.
Описание: algodoo-pic-3.png
Настроим внешний вид системы – уберем облака и границы между ограничителями, настроим по вкусу цвета. Наконец, создадим в узлах сетки четыре одинаковых круга и раскрасим так как на моем рисунке. Выделим все круги и поставим им единичную плотность, нулевое трение и максимальную упругость.
Описание: algodoo-pic-4.png
Настало время пояснить замысел создания наших многослойных частиц и расставить круги по слоям.
В слоях ABCD наша будущая частица будет самым обыкновенным физическим телом. За это отвечает первый (желтый) круг, пересекающийся только с этими слоями. Внимательно установим соответствующие галочки для этого круга в меню «Столкновения». Слой E (зеленый круг) отвечает за притяжение вообще всех заряженных частиц друг ко другу, независимо от заряда. Его поставим пересекаться только со слоем E. Также в свойствах материала поставим ему притяжение с силой 1.0, зависимость квадратичная (как и везде в данной статье).
Описание: algodoo-pic-5.png
Слои F и G отвечают за отталкивание одноименно заряженных частиц. В них (и только в них) расположим соответственно красный (только в F) и синий (только в G) круг, символизирующие положительный и отрицательный заряды. Обоим им в свойствах материала поставим притяжение –1.0 (набрав с клавиатуры). Слои H,I,J мы зарезервировали для последующего добавления магнитных явлений. Теперь сделаем копии желтого и зеленого круга и расположим наши полученные 6 частиц в узлах сетки следующим образом:
Описание: algodoo-pic-6.png
Верхний ряд предназначен для сборки положительной частицы, нижний – отрицательной. Чтобы минимизировать вычислительную нагрузку на программу, перед сборкой частиц сделаем еще кое-что. А именно: в меню «Внешний вид» уберем у всех кругов галочку с параметра «Видимый сектор круга»:
Описание: algodoo-pic-7.png
А у желтых и зеленых – поставим еще и нулевую прозрачность:
Описание: algodoo-pic-8.png
Получится вот такое:
Описание: algodoo-pic-9.png
Теперь соберем слои в две стопки: желтый, на него зеленый, а на него закрашенный. Получится так:
Описание: algodoo-pic-10.png
Выделим обе частицы (не кликом, а обведением рамкой, чтобы выбрать все слои) и уберем опцию «Показывать границы». Выделяя рамкой при включенной сетке старайтесь захватить постое пространство вокруг частицы, а то какие-то слои могут оказаться не выделенными.
Описание: algodoo-pic-11.png
Теперь нижние слои совершенно невидимы. Выделим верхнюю частицу (снова рамкой) и выберем в меню «Действия» команду «Склеить вместе»:
Описание: algodoo-pic-12.png
Повторим то же самое для нижней частицы. Если это сделать с ними не по очереди а сразу выделяя обе частицы то они окажутся склеены не только по слоям, но и между собой, а это нам не нужно.
Чтобы сделать частицы совсем монолитными, выделим каждую из них (опять рамкой и опять по очереди) и в меню «Выбранное» нажмем на пункт «Сгруппировать». Теперь при клике в частицу будет выделяться вся стопка а не только верхний слой.
Описание: algodoo-pic-13.png
Частицы готовы. Сохраним их и приступим к экспериментам!

Опыты с частицами

Запустим симуляцию – частицы притянутся и начнут прыгать, как мячики отталкиваясь друг от друга. Оно и не удивительно – ведь им присуща 100% упругость.
Скопируем обе частицы чтобы их получилось четыре штуки. Запустим симуляцию – одноименные заряды будут отталкиваться, в полном соответствии с нашим планом. В итоге частицы разобьются на два «атома», состоящих из положительного и отрицательного заряда, вращающихся друг вокруг друга. Атомы иногда обмениваются этими зарядами между собой.
Описание: algodoo-pic-14.png
Если теперь выделить все частицы и немного уменьшить упругость, скажем, до 0.75 то картина изменится:
Описание: algodoo-pic-15.png
Мы получили колеблющийся кристалл, который от ударов об стенки нашей камеры постепенно теряет свою энергию и успокаивается. Можно сделать вид частиц более «реалистичным»: установим им размытие краев:
Описание: algodoo-pic-16.png
Теперь все выглядит очень «квантово»:
Описание: algodoo-pic-17.png
Раздвинем границы камеры, накопируем туда в случайном порядке частиц, соблюдая равное количество + и – зарядов – и довольно быстро получим аккуратный кристалл:
Описание: algodoo-pic-18.png
Если удалить у него в середине одну из частиц другие быстро заполнят его место и кристалл снова станет бездефектным. Теперь снова оставим две частицы и уменьшим размер одной из них:
Описание: algodoo-pic-19.png
Накопируем таких пар побольше и снова запустим симуляцию:
Описание: algodoo-pic-20.png
Получился явный недостаток отрицательного заряда – положительные частицы собрались по краям, а удерживаются между собой при помощи большого количества мелких частиц. Дело в том, что Algodoo автоматически корректирует массу (а от массы «электрических» слоев частицы зависит ) исходя из размера объекта. Поэтому мы можем поступить далее двояким образом: вручную увеличить массу электрического слоя отрицательной частицы или просто увеличить число таких частиц в системе. Сначала сделаем то что проще – добавим «электронов» и получим модель.. ээ.. кристалла из атомов с многозарядными ядрами?
Описание: algodoo-pic-21.png
Вероятно, его неправильная структура обусловлена нецелым отношением «зарядов» частиц. Теперь попробуем дать «электрончику» равный заряд с «ядром». Для этого оставим их по одной штуке, и повторим все в обратном порядке – включим границы, разгруппируем, освободим, разложим по слоям, посмотрим массу красного шара и скопируем ее синему (при этом плотность синего изменится автоматически), а затем снова все соберем.
Описание: algodoo-pic-22.png
Накопируем таких частиц побольше, и…
Описание: algodoo-pic-23.png
Ой! Почему-то вместо кристалла у нас получились какие-то отталкивающиеся атомы! А, ну правильно, мы же скорректировали массу притягивающейся компоненты, а отталкивающейся (зеленой) – забыли. Вернемся и сделаем это.
Описание: algodoo-pic-24.png
Вот теперь получился кристалл, причем из нескольких зерен с границами между ними. Видно, что отдельно начавшие независимо формироваться зерна сохранили разные направления кристаллической решетки. Тут можно много экспериментировать. получая разные решетки при разных значениях зарядов и радиусов, а мы вернемся к нашим «стандартным» частицам.

Атомная физика

Поместим в камеру много отрицательных частиц и одну положительную. Поставим всем частицам упругость 0,75. Отрицательные, естественно разбегутся по краям, а вокруг положительной их будет набираться не более трех – при подлете дополнительных, предыдущие улетучиваются. Видимо, здесь играет роль отталкивание отрицательных частиц друг от друга.
Описание: algodoo-pic-25.png
Увеличим камеру, число «электронов» и размер положительной частицы. Образуется оболочка из шести «электронов»:
Описание: algodoo-pic-26.png
Таковые частицы, кстати, образуют красивую упорядоченную решетку:
Описание: algodoo-pic-27.png
При увеличении размера частицы масса растет быстрее, чем периметр, поэтому можно надеяться увидеть формирование второй электронной оболочки простым увеличением размера частицы (а можно и регулировкой плотности сразу всех слоев правым кликом мыши – электрические свойства нашей частицы пропорциональны плотности соответствующих слоев).
Так и вышло. Наличие вокруг свободных «электронов» свидетельствует о заполненности оболочки до максимума:
Описание: algodoo-pic-28.png
А вот «атом» с заполненной второй оболочкой:
Описание: algodoo-pic-29.png

Химия

Интересно попробовать взаимодействие таких «атомов»:
Описание: algodoo-pic-30.png
Ого! Они образовали связь и некоторые «электроны» заняли по-видимому, весьма энергетически выгодное место между атомами, а некоторые оказались оттеснены на невыгодное. Суммарно получился все-таки, видимо, выигрыш в потенциальной энергии и поэтому «молекула» стабильна. Все как в химии. То есть вместо «стандартных» энергетических уровней, присутствующих в изолированном атоме, появились другие, более и менее выгодные (с точки зрения минимизации потенциальной энергии) и оказались заняты «электронами». Все как в настоящей химии! Для более глобальных химических опытов сделаем атомы поменьше из увеличенного красного круга и четырех стандартных синих:
Описание: algodoo-pic-31.png
Они довольно инертны и при столкновении отталкиваются. Если их принудительно соединить между собой, то при упругости равной 1 они отвалятся. Но если «охлаждать систему», то есть поставить упругость поменьше, то кинетическая энергия отводится вон и получается стабильная «двухатомная молекула»!
Описание: algodoo-pic-32.png
Таким образом, мы видим, что есть температурный предел выше которого определенная молекула разваливается на атомы, а ниже – имеет тенденцию быть устойчивой. Это, конечно, есть и в химической реальности. Если ионизировать нашу молекулу – оторвать электрон и кинуть в пространство, то она будет все еще устойчива, но при встрече с электроном поглотит его и вернет первоначальную конфигурацию.
Описание: algodoo-pic-33.png
Отрицательным ионом наша молекула становиться не желает – она отгоняет лишние электроны, летящие извне.
Описание: algodoo-pic-34.png
А вот отдельный атом может устойчиво нести на себе лишний электрон, то есть быть отрицательным ионом. Хотя, так просто электрону к нему не приблизиться, нужны специальные ухищрения чтобы дать ему лишний электрон. В химии такое бывает. Посмотрим на взаимодействие положительно ионизированного атома с отрицательным:
Описание: algodoo-pic-35.png
Они притягиваются очень слабо (вероятно, благодаря экранированию положительного заряда «ядра» «электронами») , но при встрече, конечно, образуют все ту же молекулу. Вообще, наш атом способен образовывать сложные молекулы, вполне мирно сосуществующие с отдельными такими же атомами при малых скоростях и присоединяющие их при больших скоростях столкновений. То есть, здесь опять возникает понятие энергетического барьера химической реакции. Наши атомы по-видимому стремятся приобрести устойчивую шестиэлектронную конфигурацию своей первой и единственной электронной оболочки.
Описание: algodoo-pic-36.png
Теперь добавим «атомы кислорода» – наши стандартные красные частицы с электронами (они стабильны с двумя электронами). Для отличия от хм.. «атомов углерода» сделаем их оранжевыми.
Описание: algodoo-pic-37.png
Мы видим, что пара атомов «кислорода» образовали двухатомную молекулу. С великим трудом и аккуратностью удалось собрать из них трехатомную молекулу (типа «озон»), чуть что – выстреливающую электрон прочь.
Описание: algodoo-pic-38.png
«Атомарный углерод» реагирует с атомарным «кислородом» с образованием новой молекулы..
Описание: algodoo-pic-39.png
В общем, тут вы сами можете насоздавать атомов и химичить. В моем случае, параметры частиц, видимо, слишком сдвинуты в сторону образования устойчивых молекул, а можно, наверное, подобрать и сбалансировать их так, чтобы получилась целая таблица 2D-Менделеева – с инертными, окислительными, восстановительными и прочими химическими элементами.
Описание: algodoo-pic-40.png

Физика твердого тела

Изучим физические свойства наших волшебных кристаллов. Например, как они ведут себя под давлением. Будем создавать давление перемещением ограничителя пространства. Оказывается, до некоторого предела давление благотворно влияет на материал – упорядочивает и плющит его, сокрушая торчащие выступы. А начиная с некоторой величины, частицам становится уже не до зарядов и они принимают плотнейшую геометрическую упаковку, образуя из зарядов причудливые узоры:
Описание: algodoo-pic-41.png
Теперь проверим наш материал на жесткость и прочность. Создадим две подставки. Положим образец. Включим гравитацию, только не на полную силу, а на 0,005:
Описание: algodoo-pic-42.png
Будем потихоньку повышать гравитацию. 0.02 он еще выдерживает. При этом пружинит :) А 0.05 разрушает образец путем растрескивания:
Описание: algodoo-pic-43.png

Что бы еще сделать? Будем бомбардировать образец ускоренными ионами!

Результаты опытов примерно такие же, как и в реальном мире:

  • ион со скоростью 0,1 прилипает :)
  • ион со скоростью 0,2 прилипает и расшатывает решетку
  • ион со скоростью 0,3 выбивает положительный ион, рекомбинируется с ним (т.е. формирует нейтральный атом) и вместе они улетают
  • ион со скоростью 0,4 упруго отскочил, создав в решетке волну
  • ион со скоростью 0,5 разрушает решетку или создает трещину
  • ионы еще более высоких скоростей распыляют вещество

Описание: algodoo-pic-44.png
Для регулировки начальной скорости иона, я в меню правой кнопки мыши в пункте «Движение» менял вертикальную составляющую скорости.
В зависимости от того, в каких слоях частиц стоят галочки, материал по разному взаимодействует с водой. Если поставить, например, их в зеленом (притягивающем) слое, вода буквально набрасывается на кристалл и растворяет его.
Описание: algodoo-pic-45.png
Теперь, попробуем пропустить через кристалл электрический ток. Для этого перенесем немного отрицательных частиц слева направо. Никакого тока не потечет. Оно и неудивительно – мы ведь имеем дело с ионным кристаллом типа хлорида натрия, а они, как известно, диэлектрики. Если только не находятся в расплавленном состоянии. Если расплавить кристалл, колотя его почем зря ограничителями пространства, то он, конечно, восстановит равновесное распределение зарядов (см нижний кадр).
Описание: algodoo-pic-46.png
Диэлектрик, это, конечно, хорошо, но как получит проводники для опытов по электронике? Попробуем снова подгонять размер красной частицы для получения материалов разной структуры.
Описание: algodoo-pic-47.png
На следующем рисунке слева и справа показано прохождение тока через материалы разной структуры.
Описание: algodoo-pic-48.png
Ток в принципе идет, но тем лучше, чем больше стоит значение упругости частиц и чем больше их теребить. То есть мы имеем отрицательный температурный коэффициент сопротивления, а значит это в лучшем случае полупроводники, но никак не металлы, которые должны по идее иметь наилучшую проводимость в холодном состоянии.
Большие красные частицы моделируют у нас тут ядро со внутренними электронными оболочками. Может быть, хороший металл получится если сделать ядро маленьким и тяжелым, а оболочки пусть сами формируются как хотят? Я попробовал создавать тяжелые и сильно заряженные ядра и легкие большие электроны, но это не привело к более реалистичным моделям вещества, а к тому что ядра крепко застряли в плотнейшей упаковке электронов:
Описание: algodoo-pic-49.png
Возможно, тут надо действовать как-то иначе, а может быть, в двухмерном пространстве попросту негде двигаться электронам проводимости, кроме как в совершенном вакууме или при далеко друг от друга закрепленных в пространстве ядрах. А может быть электроны и должны формировать решетки? Все это представляет большой простор для эксперимента, а я, пожалуй, на этом закончу первую часть этой статьи.


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 752 голосов


Главная » Это интересно » Наука и техника » Есть идея? Есть Algodoo! Бесплатная виртуальная лаборатория.
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble