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传说中的磁单极飞行器
送交者: pchome[♀★★★★有声有色★★★★♀] 于 2018-10-08 4:52 已读 4421 次  

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一架类似磁单极子的飞行器在地球磁场中飞行,你能想象吗?6parker.com

磁单极子的重要性质6parker.com

电荷有正负之分,正电荷与负电荷可以配对存在,也可以单独存在。但是让科学家一直想不通的是,磁极却好像总是两个磁极同时出现,无法分开,也就是说,到目前为止,科学家还没有见到过单个磁极,不知道磁单极是不是真的存在,更不知道磁单极什么样。然而科学家凭着分析,认为磁单极应该存在,并取名叫“磁单极子”,还预测出磁单极子会有什么性质。6parker.com

科学家说,两个磁极的磁体,无论多大多小,放在另一个磁场中的时候,都会稍微动一动,待调整好自己的角度后,就不动了,这个过程跟指南针在地磁场中的表现一样。但是磁单极子在磁场中却会顺着磁力线运动,例如,一个磁北极子由于受磁北极的排斥和磁南极的吸引,就会顺着磁力线由磁北极运动到磁南极。6parker.com

模拟磁单极子6parker.com

磁单极子的这种性质是很容易理解的,寻找磁单极子的科学家也常根据这种性质来寻觅它们。虽然至今磁单极子都没有露面,但是磁单极的飞行器却被设计出来了!惊人吗?6parker.com

当然磁单极飞行器是利用了磁单极子在磁场中运动的性质。我们知道,地球本身就有个大磁场,这个磁场一直延伸到大气层之外,如果能造出类似磁单极子的物体,那么这物体就会在地球大气层中不断飞行了吧。想法很好!可是磁单极子是否存在都不知道,如何制造磁单极飞行器呢?6parker.com

科学家是这样设计的:若把两块条形磁铁放在一起,只能是异性磁极贴在一起,它才会稳定,否则,会有一股很大的无形的力反抗它们同极相贴。但如果把条形磁铁的同磁极强制头对头相连呢?例如把磁铁的N极与N极头对头用强力胶粘祝这时,磁铁两侧就都是S极了,中间是N极,这就形成了三个磁极的物体,这三个磁极的物体就具有类似磁单极子的性质。6parker.com

经过实验,科学家发现,把两个像短铅笔头一样的铁圆锥尖对尖做成一个线轴,在这样的线轴上绕上线圈后,通电,就能够形成两侧是S极中间是N极的磁铁,若把这样的磁铁用细线吊在一块较大的永久磁铁上方,这线圈磁铁就会随着磁力线的方向摆动。6parker.com

磁单极飞行器很诱人6parker.com

如果把这个实验放大到地球上空呢?在飞行器上放上这样的双圆锥大型线圈,利用地球的磁场,飞行器就可以飞行了。虽然地球的磁场强度不是很大,但我们可以给飞行器上的线圈通上强大的电流,磁单极线圈就会与地球磁场产生强烈的相互作用。例如两侧是S极中间是N极的线圈,一侧会受到地磁场磁北极的吸引力,一侧会受到磁南极的排斥力。据科学家计算,如果不考虑大气摩擦的话,这种飞行器完全可以在地磁场的作用下,由地磁极附近的地面升到接近大气电离层!6parker.com

也许有人会想,这样的话,飞行器只能沿着地球磁力线运动了?这样的飞行器对人类有什么作用呢?科学家早就考虑到这个问题了,要想自由掌控飞行器的方向,我们可以用三个这种双圆锥线圈,相互交叉放在一起,两两垂直,就像直角坐标轴那样。当飞行器需要转变方向时,只需要把电流方向和大小调整一下就可以了。例如,飞行器需要向回飞行时,只需要把其中一个线圈的电流方向反向,当飞行器需要向左转弯时,也只需要调整其中一个线圈的电流大小就可以了。6parker.com

当然原理是这样,具体的设计就很复杂了,由于这个设计已经通过了初步的实验室验证,而且想法有一定的开拓性,因此美国专利局授予了设计者发明专利,不过,我们何时能坐上这样的飞行器绕着地球磁力线转一转?我们期待着……

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