Могу ли я левитировать объект без использования электромагнита?

Я знаю, что можно заставить объект левитировать, используя электромагнит, чтобы удерживать его. Но можно ли это сделать и с обычными магнитами? Нужен ли мне какой-то особый вид магнита, чтобы иметь достаточно мощный, чтобы удерживать объект?

Я спрашиваю, потому что у меня есть идея сделать декоративный предмет, который парит в дюйме или около того над своим контейнером.

альтернативный текст

А — объект, который я хочу левитировать.
Б — контейнер.
C показывает магнитное поле, которое отталкивает A и B друг от друга, достигая левитации.

Размером он будет размером с тарелку с едой, может быть, даже меньше. B весит всего один или два фунта.

Это возможно?

Ответы (4)

Ссылки в других ответах на страницы Википедии о теореме Эрншоу и магнитной левитации верны ; вы абсолютно не можете иметь стабильную статическую магнитную левитацию, используя только ферромагнетики. Однако на момент публикации оба других ответа содержали дезинформацию.

Ответ Какемонстерета неверен*, потому что теорема Эрншоу — это не конец истории. Если вы нарушаете предположения теоремы Эрншоу, ее выводы становятся недействительными. Существует особый тип магнита, который теорема Эрншоу не рассматривала, и который можно использовать для стабильной статической магнитной левитации: диамагнетик .

Сверхпроводники сильно диамагнитны, но я подозреваю, что использование сверхпроводника — неудовлетворительное решение, если только у вас нет под рукой жидкого азота. Более слабые диамагнетики при комнатной температуре, такие как висмут и пиролитический углерод , не выдерживают большого веса, но они будут левитировать вечно и не требуют охлаждения, электричества или внимания.

Ответ пользователя 879 ссылается на прекрасную страницу Википедии о магнитной левитации . Я хотел бы подчеркнуть, что на этой странице явно обсуждается диамагнитная левитация, которая, я думаю, является наиболее близким ответом на суть вашего вопроса: особый тип магнита, который заставляет объект левитировать без использования электромагнита. Однако далее в ответе говорится, что чаша с [ферро]магнитами тоже подойдет. Это неверно.

Я провел целое лето в старшей школе, пытаясь запустить теннисный мяч, покрытый магнитами на холодильник, над миской, выстланной магнитами на холодильник. Я провалил; Я не нарушал никаких предположений Эрншоу. Спустя годы, когда я наконец узнал теорему Эрншоу, я с облегчением понял, что моя неудача была предсказуема, поскольку моя цель была доказуемо недостижима.

Итак, купите несколько сильных ферромагнетиков, купите несколько сильных легких диамагнетиков, уменьшите амбиции вашего дизайна до чего-то очень легкого и начните создавать свой декоративный предмет.

Не кладите свои кредитные карты или жесткие диски рядом с ним.

* РЕДАКТИРОВАТЬ: этот ответ был обновлен, и теперь в нем упоминаются диамагнетики.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Не могу поверить, что забыл упомянуть мой любимый аспект теоремы Эрншоу: он доказывает, что твердых объектов не существует! Это единственное наиболее очевидное ежедневное доказательство квантовой механики. Если вы видите внешне статичный, стабильный объект, который не удерживается вместе гравитацией, то его нельзя смоделировать как совокупность точечных зарядов, взаимодействующих посредством законов Ньютона и уравнений Максвелла.

@ Андрей Вы правы, это было сделано. есть картинки: en.wikipedia.org/wiki/Diamagnetism . даже живая лягушка!!
@anna: если вы считаете, что неправильный ответ был принят, с этим действительно ничего нельзя поделать, кроме как отдать свои голоса соответствующим образом и оставить комментарий к ответу и/или вопросу.
«купите сильные, легкие диамагнетики», «мне не нравятся эти диамагнетики». По моему мнению, магнит — это нечто постоянно поляризованное. Я бы предпочел "диамагнитный материал".
@Georg Я не уверен, насколько можно доверять интернет-словарям, но «диамагнетик», кажется , это слово . Не стесняйтесь редактировать мой ответ, если это все еще вас беспокоит.
спасибо за ваше упорство; Я думаю, вы вернули жизнь в мою идею =)
@ Эндрю Мне любопытно, как теннисный мяч, покрытый магнитами, вел себя в чаше, покрытой магнитами ... Я знаю, что математика говорит, что левитация невозможна таким образом, но кажется, что мячу некуда было бы двигаться, если бы он был окружен противоположными магниты. Я очень сомневаюсь, что он смог бы выпрыгнуть из чаши, если бы она была достаточной глубины. Будет ли мяч просто лежать на дне чаши или на самом деле прилипнет к стенке? Я никогда не пробовал экспериментировать, но я буквально 5 лет задавался вопросом, что на самом деле происходит. Надеюсь, вы все еще на этом форуме и можете дать небольшое представление :)
@Trev14: Невозможно создать магнитный монополь (например, см. physics.stackexchange.com/q/15655/224105 ). Итак, ваш теннисный мяч является эффективным магнитным диполем (или несколькими диполями, расположенными «достаточно» друг от друга). Таким образом, левитирующий магнит будет вращаться до тех пор, пока север/юг шара не выровняется с севером/югом части чаши, а затем прилипнет к чаше. Быстрый поиск на YouTube нашел этот пример , который дает представление о том, что это значит.

Теорема Эрншоу доказывает, что, используя только статический ферромагнетизм (например, магниты холодильника, которые имеют очень медленно меняющееся магнитное поле), невозможно стабильно левитировать против гравитации.

http://en.wikipedia.org/wiki/Earnshaw%27s_theorem .

Диамагнетики могут использоваться для левитации объектов.

Я не думаю, что теорема Эрншоу применима в этом случае, поскольку а) мы говорим не о точечном заряде, б) электромагнетизм - не единственная сила, действующая на объект.
Как минимум, это утверждение должно быть уточнено . По сути, теорема Эрншоу не касается всех возможных конфигураций вещей, которые можно использовать для управления левитацией.
@Cem @dmckee -- на самом деле, в вики в четвертом абзаце раздела « Объяснение » говорится: « Эта теорема также утверждает, что не существует возможной статической конфигурации ферромагнетиков, которая могла бы стабильно левитировать объект против гравитации, даже когда магнитные силы сильнее чем гравитационные силы » .
@ kalle43 - отличная ссылка. По ссылке оттуда я нашел Левитрон ( en.wikipedia.org/wiki/Levitron ), о котором не знал. Я считаю, что это самое близкое к неэлектрическому решению этой проблемы (посмотрите его видео), но я не могу добиться постоянного вращения без внешней силы, и мне не нужно, чтобы оно вращалось. Так что вы абсолютно правы; Суть в том, что невозможно, чтобы объект просто оставался там, ничего не делая без электричества, так или иначе.
@kakemonsteret Теоремы хороши, пока их предпосылки сохраняются. Демонстрации лучше, посмотрите на картинки: en.wikipedia.org/wiki/Diamagnetism
@kakemonsteret, если вы хотите сохранить это как выбранный ответ, вы должны добавить правильные данные для ответа на вопрос, что существуют диамагнитные материалы, которые можно использовать для левитации объектов без электромагнетизма. Я думаю, что Эндрюс подходит к этому вопросу лучше.

Ответ НЕТ.

Я бы резюмировал вопрос следующим образом. «Возможно ли создать систему с двумя частями, состоящими из постоянных магнитов, чтобы одна часть плавала из-за магнитного отталкивания другой части над ней (фактически гравитационное притяжение уравновешивается силой магнитного отталкивания)

Как мы знаем, подобные отталкивают, а непохожие притягивают в магнетизме,

Предположим, что северный полюс (верхняя сторона) магнита, расположенного ниже (базового магнита), отталкивается от северного полюса магнита (плавающего магнита), который расположен непосредственно над базовым магнитом северным полюсом вниз. Затем в течение этого времени верхняя часть плавающего магнита притягивается верхней стороной базового магнита.

Эта комбинация сил отталкивания и притяжения создает пару в плавающем магните (если только он не закреплен где-либо без какого-либо физического контакта с окружающей средой или основным магнитом).

Из-за этой силы плавающий магнит будет вращаться и сразу же прилипнет к основному магниту, при этом его южный полюс совпадет с северным полюсом базового магнита, имеющим северный полюс в качестве верхней стороны.

Следовательно, это не может быть использовано в качестве декоративного элемента.

Но да, его можно использовать в качестве декоративного элемента с плавающим магнитом, если один магнит является управляемым эктромагнитом, который может позаботиться о магнитной силе для балансировки плавающего магнита.

Надеюсь, это прояснит вопрос.

Да, ты можешь. Хотя не легко.

Мой любимый эффект Мейснера. Для B потребуется сверхпроводник, для которого, скорее всего, потребуется жидкий азот. По сути, левитирующий магнит (А) будет создавать ток в сверхпроводнике (имеющем «нулевое» сопротивление). Тогда ток будет течь до тех пор, пока сверхпроводник остается сверхпроводящим, создавая магнитное поле, которое будет отталкивать А.

Для получения дополнительных объяснений, проверьте wikipedia. В общем, я понятия не имею, сколько это будет стоить. Хотя необходимый жидкий азот, скорее всего, сделает это непрактичным. Кстати, сверхпроводников, работающих при комнатной температуре, в настоящее время не известно.

больше методов показано здесь: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_levitation . В некоторых показанных там методах действительно используется электричество, а в некоторых нет. Обратите внимание на левитацию, стабилизированную вращением. Очень круто.

Последним было бы построить чашу из магнитов. Если вы все устроите правильно, вы сможете добиться стабильной работы.

Подождите, все это имело смысл до вашего последнего комментария — так это возможно с основными магнитами, расположенными определенным образом? Так нужны сверхпроводники?
@ user879 Смотрите ответ kalle43. Я не думаю, что вы можете использовать только чашу с магнитами.
Я не знаю насчет остальных, но я знаю, что вы не можете использовать чашу с магнитами.
Сверхпроводники не ферромагнитны — они супердиамагнитны, поэтому они левитируют. Некоторые диамагнетики при комнатной температуре также левитируют, но эффект едва уловим.
Могу ли я левитировать объект без использования электромагнита?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v