2021屆人教版高三物理課件：局域磁化現(xiàn)象

1、磁懸浮成因新解超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)報(bào)告上面的這些推測還需要做些實(shí)驗(yàn)：1.確認(rèn)永磁體極、面、極相吸、相斥、面相吸、相斥及不同陣列對超導(dǎo)體作用。2.觀察電磁體（如導(dǎo)線或線圈）對超導(dǎo)體的作用。3.觀察超導(dǎo)體翻轉(zhuǎn)后吸引力和排斥力是否有改變。4.觀察兩塊被磁化的超導(dǎo)體隔離一定距離相互作用力如何。5.觀察超導(dǎo)體被磁化后,離開了永磁體,磁性是否能保持。6.觀察超導(dǎo)體的磁性對電子束的作用如何,是否有如永磁體？上面的這些推測還需要做些實(shí)驗(yàn)：7.在常溫、低溫、弗蘭克-赫茲管不充汞（或氦）、不加拒止電壓的條件下分別做佛蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證電子的行為。8.低溫條件下做陰極射線實(shí)驗(yàn)。9.在低溫|加外磁場的條件下做盧瑟福

2、的粒子散射實(shí)驗(yàn),觀察低溫|磁力對原子核和電子的影響與常溫有何不同（主要是粒子散射角度變化）。10.測量不同超導(dǎo)材料在超導(dǎo)態(tài)和常溫態(tài)下產(chǎn)生電磁力的大小,最終計(jì)算出超導(dǎo)體的每個(gè)原子在兩態(tài)時(shí)的磁力和磁力差,確認(rèn)是只有表層電子還是全部電子參與懸浮。磁懸浮成因新解為做實(shí)驗(yàn)之前我對懸浮成因的理解：我們知道普通的永磁體磁化后一端是N極,一端是S極,與另一塊永磁體作用后表現(xiàn)為吸引或排斥或扭轉(zhuǎn),而超導(dǎo)體被磁化后既表現(xiàn)為吸引,又表現(xiàn)為排斥,推測：第一種可能,引力由電子（通過視頻可知,超導(dǎo)體在超導(dǎo)狀態(tài)下能托起自重7萬倍的物體,而且超導(dǎo)片只有0.5微米厚,所以我推測不只是最外層電子的貢獻(xiàn),可能是原子核外的全部電子；也

3、可能由原子核產(chǎn)生；或電子產(chǎn)生引力而質(zhì)子和中子產(chǎn)生斥力,也或相反,這兩種力與永磁體的作用力保持平衡,實(shí)現(xiàn)懸浮。 第二種可能,通過我對永磁體對霍爾的作用力和永磁體的分區(qū)特性可知,極或面的不同區(qū)域微觀上并不表現(xiàn)相同的作用力,看似鐵板一塊的永磁體,不同區(qū)域（極和面）可能表現(xiàn)為引力,也可能表現(xiàn)為斥力,對于超導(dǎo)體這種作用得到加強(qiáng),即表現(xiàn)得更加明顯,也就是說永磁體即吸引超導(dǎo)體,也排斥超導(dǎo)體,實(shí)現(xiàn)并維持力的平衡,呈現(xiàn)懸浮態(tài)。根據(jù)日常生活理解,溫度對電子的影響可能會大些,由于其處于原子的外層,必然是其先獲得或失去能量,所以我認(rèn)為溫度對原子核的影響較小,我們知道,很大的力量對原子核都不能撼動,如對撞時(shí)的夸克禁閉,

4、從物質(zhì)的三態(tài)的變化看高低溫應(yīng)該對電子的作用力較為敏感,核聚變需要巨大的能量和壓力,核裂變也需要有慢中子撞擊。磁懸浮成因新解我對超導(dǎo)低電阻的理解：超導(dǎo)體被磁化后,所有的電子都處于面（也有可能是極）相斥的狀態(tài),在低溫條件下得以保持,處于相斥狀態(tài)的電子受到外力時(shí)非常容易的將作用于超導(dǎo)線A端的作用力傳遞到B端,表現(xiàn)為阻力較小,也就是低電阻。第一代庫珀對的理論,按庫珀對理論理解電子形成了極或面相吸的電子對,由起始的不確定狀態(tài),變?yōu)橄辔鼱顟B(tài),這樣傳遞力將變得更加困難,電阻會更大,相斥的時(shí)候可以理解為彈性體,相吸的時(shí)候可以理解為剛性體,剛性體要想傳遞力最優(yōu)的方案是整體是一塊,如一根鐵棒,即所有的電子都處于相

5、吸的狀態(tài)而不只是成對,形成所謂的凝聚態(tài),這樣電阻也會很小,但是形成凝聚態(tài)后處于常溫狀態(tài)時(shí)不可能短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到基態(tài),也就是說弛豫時(shí)間會很長,所以我更傾向于認(rèn)為電子是處于相斥的狀態(tài),而不是形成凝聚態(tài)；所謂低電阻只是看電力磁力從哪個(gè)方向作用于導(dǎo)體中的電子更容易使電子處于激發(fā)態(tài),并得以保持。由于不具備實(shí)驗(yàn)條件低電阻現(xiàn)象我沒有進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn),這里只是我的一些推測。磁懸浮成因新解二、研究對象：本實(shí)驗(yàn)研究對象為釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)。即1933年,邁斯納發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的磁懸浮現(xiàn)象, 關(guān)鍵詞：高溫超導(dǎo)體 邁斯納效應(yīng) 磁懸浮 局域磁化三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和備品：圓形釔鋇銅氧塊體；柱狀、圓形、方形、方框形釹磁體；液氮

6、；可懸掛的針；示波器；泡沫容器；電木墊塊。磁懸浮成因新解四、試驗(yàn)觀察：實(shí)驗(yàn)1 將超導(dǎo)體放入容器中加入液氮冷卻,當(dāng)達(dá)到臨界溫度后用永磁體的極面、非極面、邊、角與超導(dǎo)體對應(yīng)并趨近均呈現(xiàn)斥力,翻轉(zhuǎn)超導(dǎo)體仍表現(xiàn)為斥力。經(jīng)典解釋：磁力線被完全排斥在超導(dǎo)體外,超導(dǎo)體具有完全抗磁性。實(shí)驗(yàn)2 如右圖,將超導(dǎo)體、墊片和永磁體（1塊）的N或S對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體即懸浮在這一平衡位置,永磁體進(jìn)一步趨近超導(dǎo)體時(shí)表現(xiàn)為斥力；遠(yuǎn)離時(shí)表現(xiàn)為引力；這時(shí)的永磁體可以沿著極軸(縱向軸)旋轉(zhuǎn),但是不能在這一平衡平面內(nèi)移動,如移動,牽拉感明顯,松手后迅速回原位,這就是說這時(shí)永磁體具有旋轉(zhuǎn)自由度而沒有左右和

7、上下平移自由度；但是，如翻轉(zhuǎn)磁極，只需按壓1-3秒左右就能再次懸浮，移動位置也是一樣，只要是在新的位置適當(dāng)按壓即可再次懸浮。磁懸浮成因新解模式1實(shí)驗(yàn)3 如右圖,將超導(dǎo)體、墊片和永磁體(1塊)的非極面對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體即懸浮在這一平衡位置,這時(shí),永磁體趨近超導(dǎo)體時(shí)表現(xiàn)為斥力；遠(yuǎn)離時(shí)表現(xiàn)為引力；永磁體仍可以沿著極軸(圖示的橫向軸)旋轉(zhuǎn),同樣不能在這一平衡平面內(nèi)移動,如移動松手后迅速回原位,這就是說這時(shí)永磁體具有旋轉(zhuǎn)自由度而沒有上下和左右平移自由度；實(shí)驗(yàn)4 如右圖,將超導(dǎo)體、墊片和永磁體(2塊極相吸)的非極面對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體即懸浮在這一位

8、置,這時(shí)的永磁體仍可以沿著極軸旋轉(zhuǎn), 永磁體趨近超導(dǎo)體時(shí)表現(xiàn)為斥力；遠(yuǎn)離時(shí)表現(xiàn)為引力；同樣不能在這一平衡平面內(nèi)移動,如移動松手后迅速回原位,這就是說永磁體極相吸面對著超導(dǎo)時(shí),有如單體，具有沿著極軸旋轉(zhuǎn)的自由度而沒有上下和左右平移自由度；磁懸浮成因新解模式3模式2實(shí)驗(yàn)5 如右圖,將超導(dǎo)體、墊片和永磁體（2塊面相吸）的 N S極面對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體即懸浮在這一位置,這時(shí)的永磁體不能旋轉(zhuǎn), 也不能上下左右移動,如移動松手后迅速回原位,這就是說,這時(shí)永磁體沒有自由度，呈現(xiàn)現(xiàn)在說的量子鎖定狀態(tài)；實(shí)驗(yàn)6 如圖模式5將面相吸的2塊偏大一些的永磁體放在下面,然后放墊片、容器、超導(dǎo)

9、體、和極面對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體即懸浮在這一位置,永磁體趨近超導(dǎo)體時(shí)表現(xiàn)為斥力；遠(yuǎn)離時(shí)表現(xiàn)為引力；這時(shí)的超導(dǎo)體沒有旋轉(zhuǎn)自由度,有一個(gè)如右圖(頂視圖)模式5所示向上方平移的自由度,無其他方向自由度，其他方向牽拉感明顯,并迅速恢復(fù)原位；磁懸浮成因新解模式5模式4實(shí)驗(yàn)7 如右圖,將超導(dǎo)體、墊片和永磁體（2塊面相吸）的非極面對著超導(dǎo)體放在容器內(nèi)冷卻一定時(shí)間撤出墊片,永磁體未觀察到懸浮現(xiàn)象。該模式單一一塊永磁體時(shí)是可以平穩(wěn)懸浮和旋轉(zhuǎn)的?？赡苁撬麄冎g的作用力不足以使兩塊永磁體懸浮，因?yàn)槲揖W(wǎng)購的超導(dǎo)體較小。磁懸浮成因新解實(shí)驗(yàn)8 將超導(dǎo)體冷卻到臨界溫度以下,用永磁體的N極對著超導(dǎo)體

10、的一個(gè)平面按壓1-3秒左右使其呈現(xiàn)釘扎狀態(tài),棄永磁體后將超導(dǎo)體移向示波器的陰極射線管,點(diǎn)狀的陰極射線向左側(cè)移動,這是永磁體對陰極射線的作用力方向,同樣用S極處理的超導(dǎo)體作用于陰極射線,陰極射線向右側(cè)移動，可以看出這時(shí)的超導(dǎo)體的磁性有如永磁體,但是這一延遲的時(shí)間比較短,同時(shí)我用懸掛的針觀察了這一延遲現(xiàn)象。后續(xù)，我又用實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)5模式磁化超導(dǎo)體后觀察陰極射線的變化，可以肯定的是超導(dǎo)體被永磁體磁化后，具有永磁體的極和面的特性。由于我準(zhǔn)備的不充分,同時(shí)資金有限,沒有溫度和力學(xué)檢測設(shè)備，眾多相互作用沒有觀察。模式6五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：邁斯納效應(yīng)是一種永磁體對超導(dǎo)介質(zhì)的局域磁化效應(yīng)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋：

11、第一種可能：斥力來源于電子,引力來源于原子核中的質(zhì)子和中子這一確認(rèn)還需要做前述那些實(shí)驗(yàn)。；第二種可能：我們知道每個(gè)原子都占有一定的空間,電子可能分布在原子核外的兩側(cè),本側(cè)（對著永磁體的一側(cè)）的電子與永磁體表現(xiàn)為斥力,那么對側(cè)的電子與永磁體就表現(xiàn)為斥力，實(shí)現(xiàn)引力和斥力平衡。但是這里有一個(gè)不能被忽視的的現(xiàn)象，就是超導(dǎo)的同位素效應(yīng)，我們知道汞的各種同位素只是中子數(shù)不同（現(xiàn)在認(rèn)知），不帶電的中子對超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都有影響，質(zhì)子在超導(dǎo)的作用機(jī)理中一定扮演著重要的角色。前面的實(shí)驗(yàn)從永磁體的極、面與超導(dǎo)體的作用進(jìn)行了研究,這些角度是以前沒有被關(guān)注的,超導(dǎo)體的磁性與永磁體的磁性相比,只是多了一個(gè)反向作用,反向作用

12、的出現(xiàn)是在按壓（這是磁化超導(dǎo)的過程）超導(dǎo)體（或永磁體）后才出現(xiàn)的,還需要維持一定的時(shí)間,才表現(xiàn)為引力，模式1是現(xiàn)在理論介紹的磁懸浮模式，但是實(shí)際上并不是只有模式1才能呈現(xiàn)懸浮態(tài)，模式1不能完全鎖定，他可以沿極軸旋轉(zhuǎn)。磁懸浮成因新解模式2是永磁體面對著超導(dǎo)體的，永磁體可以沿極軸自由旋轉(zhuǎn)，這時(shí)是永磁體面的N極區(qū)和S極區(qū)分別對超導(dǎo)體的局部進(jìn)行磁化，呈現(xiàn)出相反的作用力，這個(gè)磁化過程與上述的一樣，都需要一定的時(shí)間。普通介質(zhì)的磁化是整體行為,如一個(gè)鋼針或一塊釹永磁體胚料的磁化,而超導(dǎo)介質(zhì)卻可以實(shí)現(xiàn)局域磁化，磁化后橫向力被淡化，而縱向的引力和斥力得到加強(qiáng)，他有個(gè)延遲(邁斯納他們描述的去掉磁場超導(dǎo)體的磁性馬上

13、就消失是錯(cuò)誤的)；模式3、4、5與模式1相近只是都采用了兩塊永磁體，局域磁化現(xiàn)象表現(xiàn)得更明顯，與我們熟知的軟磁體磁化接近。我實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為：磁力能非常順利的穿過超導(dǎo)體，簡單的按壓或先磁化后降溫即可，邁斯納他們的結(jié)論是磁場不能穿過超導(dǎo)體，實(shí)際上邁斯納效應(yīng)不能肯定的回答這一問題，只是推測，后來也沒有人真正設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測這一重要現(xiàn)象，只是引用他們的結(jié)論；撤掉磁場后超導(dǎo)仍有很長一段時(shí)間具有磁性，與邁斯納他們的觀察撤掉磁場后超導(dǎo)體(錫球)就沒有磁性也不符，超導(dǎo)被磁化遠(yuǎn)離永磁體后的磁性與永磁體的磁性相同，只是比較微弱。我們來看看這一體系里都有哪些力（能量）：原子核和電子這是一對平衡的力，保持著原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定

14、，低溫能量的介入，由于電子處于表層，所以電子的熱運(yùn)減弱，這時(shí)，電子和液氮提供的低溫能量呈現(xiàn)平衡態(tài)，又由于原子核距離核外電子非常遙遠(yuǎn)，原子核受低溫能量的影響較小心，應(yīng)該是電子的斥力和原子核的引力互不干擾，表現(xiàn)出一種能量的平衡態(tài)，即懸浮態(tài)。磁懸浮成因新解磁懸浮成因新解上述鏈接是北大陳秉乾老師講的邁斯納他們的思考和實(shí)驗(yàn)過程，他們的結(jié)論是磁場不能穿過超導(dǎo)體，撤掉磁場后超導(dǎo)體(錫球)就沒有磁性。致謝 陳秉乾老師,及其他眾多網(wǎng)友在B站、優(yōu)酷、百度等網(wǎng)絡(luò)平臺上分享的知識 磁懸浮成因新解這里提出了新的磁懸浮成因解釋，本文的實(shí)驗(yàn)觀察都是真實(shí)的，可重復(fù)的，非實(shí)驗(yàn)部分是推測，我的直覺告訴我，我的推測是正確的，安培推導(dǎo)其定律時(shí)也是連猜帶蒙嗎 (陳秉乾老師B站視頻) ！所不同的是安培受過高等教育，而我是一民科，只有中專文化程度，而且，這一超導(dǎo)成因的解釋用了兩暖壺液氮，實(shí)際上應(yīng)該是用了一暖壺液氮，購買液氮時(shí)，老師傅善意提醒，以前有個(gè)人研究超導(dǎo)，開始應(yīng)該是開著轎車去購買液氮的，據(jù)說后來財(cái)產(chǎn)都耗盡了，親人也都離他而去了，我想這是眾多民科真實(shí)的寫照，看看我愛發(fā)明欄目，多數(shù)民科的科研史都血淚斑斑，現(xiàn)在的科研政策不適合民科生存，想與管科交流又被拒之門外，雖然看上去渠道很多，官網(wǎng)、