Институт Инновационного Проектирования | Объяснение Эффекта Грано
 
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
           

Объяснение Эффекта Грано

 


Статья из журнала "Техника Молодежи", номер 875, 08, 2006, "Так и не объясненный эксперимент".

В начале 80-х гг. прошлого века французский инженер Пьер Грано поставил удивительный опыт. Он пустил плавать медный проводник по поверхности ртути, налитой в ванночку длинной 300 мм. Проводник представлял собой небольшой цилиндрик диаметром 3 мм. По понятным даже школьникам причинам он не тонул, а плавал по поверхности ртути. Но вот исследователь подключил к ванночке постоянный ток, проводник тотчас же скрылся под слоем ртути и начал двигаться, как настоящая подводная лодка. При силе тока в 400 А медный цилиндрик поспешил к отрицательному полюсу со скоростью 15 см/с.

Погружение проводника объяснить легко. Ток разделяется на два потока - по ртути и через медь. Магнитное поле создает силы, направленные против закона Архимеда. В результате проводник стремится к оси, на которой расположен центр тяжести данного объема ртути. Но как быть с законами электромагнетизма Максвелла и Лоренца? Ведь они не допускают возникновения сил в направлении движения тока...

В наше время все законы электричества и магнетизма как бы устоялись. Никто сейчас не экспериментирует в этих областях, а обращается к справочникам. Пьер Грано провел опыт, Который надо было бы сделать еще в начале XIX в., например, Амперу...

Столкнувшись с явлением "медной проволоки в ртутном море", физики сперва растерялись, а затем разделились на два противоборствующих лагеря. Сторонники одного из них были уверены: новое явление в области электромагнетизма раскрывает неизвестные еще науке закономерности, которые следует познать и внести в учебники и справочники. Большая же часть физиков решила попросту отмахнуться от опыта Грано и игнорировала его результаты, не желая отказываться от уравнений Максвелла и Лоренца, объясняющих все остальные явления в области электромагнетизма.

 

На данном этапе мнение последних возобладало, и за двадцать с лишним лет, прошедших с того момента, как француз поставил свой опыт, его результаты так и не объяснены. Видимо, потому, что эффект Грано проявляется в пограничной области между гидродинамикой и электродинамикой, а значит, требует от ученого, решившего его объяснить, одновременно глубокого знания двух этих дисциплин. По-видимому, пока столь эрудированного человека в современном научном мире нет, иначе как еще понять молчаливый сговор ученых, делающих вид, что "эффекта Грано" не существует?


Дмитрий Конорев,
инженер

Очень интересная статья. Это еще один лишний раз подтверждает то, что в современной физике, наряду со многими великолепными теоретическими объяснениями всевозможных экспериментов, и открытыми законами, существует еще очень много непознанного, а в самих теориях много парадоксов.

Для начала, парадоксальным является тот факт, принятый в электродинамике, что условное направление тока и реальное движение электронов не совпадают!!! На самом деле, электроны движутся от отрицательного полюса к положительному, а за обозначение тока принято обратное направление, от положительного, к отрицательному полюсу. Не знаю как ученым, но мне приходилось очень туго, когда в электрических схемах обозначение одно, а направление абсолютно другое. Поначалу, первые 5-10 минут, как только начинаешь разбирать какую либо схему и искать неисправности, все понимаешь, но когда прослеживаешь цепи, куда течет ток, то обязательно запутаешься.

Но ближе к делу. Начнем по порядку. На рисунке 1, представлена схема эксперимента Грано. Медный проводник 1, находится на поверхности ртути 2. Ртуть находится в ванночке 3, с обоих концов которой в нее опущены проводящие пластины, отрицательная 4 и положительная 5. К пластинам подключены контакты от аккумулятора 6, через выключатель 7.

Рисунок 1.

При замыкании ключа, в цепи пойдет ток, от отрицательного полюса батареи, через ванночку с ртутью, и, соответственно медный проводник, свободно плавающий на ее поверхности, к положительному полюсу батареи. Медный проводник, вследствие действия магнитной силы Ампера, погрузится в ртуть, рисунок 2. Но по законам электромагнетизма Максвелла и Лоренца, проводник не должен куда-либо двигаться, а должен оставаться в том месте, в котором и произошло его погружение в ртуть. Но, медный проводник, начинает свое движение, под слоем ртути.

Pисунок 2.

Эффект Грано и заключается в том, что медный проводник, начинает достаточно быстрое свое движение от положительного полюса, положительной пластины 5, к отрицательному полюсу, отрицательной пластине 4. В рамках электродинамики, такое движение проводника, как минимум странность. Каким же образом, возможно, объяснить данный эффект?

А объяснить его очень легко, на самом деле. Дело в том, что удельное электрическое сопротивление меди равно 0,0172 мкОм*м, а ртути 0,958 мкОм*м. Другими словами, электрическое сопротивление меди приблизительно в 55 раз меньше ртути. Это значит, что через медный проводник, ток будет течь в пятьдесят пять раз лучше, чем через ртуть. На рисунке, схематически, ток электронов через ртуть и медь, изображен красными линиями. Но магнитный момент, изображенный синими кольцевыми линиями, во всем проводнике, вернее вокруг ванночки, будет абсолютно одинаков. Так что же вызывает движение медного проводника?

Для этого, необходимо понять, как ведет себя медный проводник, с низким удельным сопротивлением, в проводнике, с высоким удельным сопротивлением, вернее как проявляется разница в сопротивлении меди и ртути, при токе электронов. Но, в первую очередь, необходимо разобраться, что такое есть электрическое сопротивление проводника, и как оно влияет на электропроводность.

Если взять два проводника, абсолютно одинаковых по длине и сечению, но с разным удельным сопротивлением, подключить их к абсолютно одинаковым аккумуляторам, то через проводник с меньшим сопротивлением, потечет больший ток, и, наоборот, через проводник с высоким сопротивлением, потечет меньший ток. Эти школьные истины, знакомы каждому. Но на практике, это означает то, что за одно и то же время, через проводник с меньшим удельным сопротивлением, проходит большее количество электронов, а через проводник с большим удельным сопротивлением, меньшее количество электронов. Другими словами, в проводнике с меньшим сопротивлением, скорость электронов будет больше, и соответственно, в проводнике с большим сопротивлением, скорость электронов будет меньшей. Здесь тоже все понятно.

Теперь вернемся к эксперименту Грано. Так как медь имеет удельное сопротивление, меньшее чем у ртути, то внутри медного проводника, скорость электронов будет выше, чем скорость электронов в самой ртути. Т.е. через медный проводник будет проходить за 1 секунду, больше электронов, чем через ртутный проводник. Это, в свою очередь, вызовет то, что магнитное поле, порождаемое вокруг медного проводника, движущимися в нем электронами, будет тормозиться магнитным полем, порождаемым электронами, движущимися в ртути. Другими словами, электроны, текущие в медном проводнике, будут тормозиться электронами, текущими в ртутном проводнике, вследствие возбуждаемого ими магнитного поля. Это, в свою очередь, приводит к тому, что возникает некий механический момент, для того, чтобы скомпенсировать это торможение.

Другими словами, в медном проводнике, относительно ртутного проводника, возникает "реактивное" движение электронов, вследствие которого, и возникает механический момент, который и толкает медный проводник, от положительного полюса, к отрицательному полюсу.

Но, если использовать в эксперименте вместо медного проводника, какой либо проводник, у которого удельное сопротивление будет выше, чем удельное сопротивление ртути, то данный эффект проявит себя в точности наоборот. Такой проводник не "нырнет" в ртуть, а только частично сравняется с ее поверхностью, и будет двигаться в ртути от отрицательного полюса, к положительному полюсу, так как скорость движения электронов внутри проводника будет меньше, чем во ртути, то будет ускорение электронов в проводнике, электронами, движущимися во ртути.

А если же проводник, будет иметь удельное сопротивление, равное удельному сопротивлению ртути, то абсолютно никакого движения проводника, после его частичного погружения в ртуть, обнаружить не удастся, тек как скорости электронов в проводнике и во ртути, будет совершенно одинаковой.

 

Сумароков Сергей
2006 г.


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 – 907 голосов


Главная » Это интересно » Наука и техника » Объяснение Эффекта Грано
© 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