cтавим опыты с магнитами / Своими руками (DIY) / iXBT Live
Вы можете увидеть магнитное поле? Нет? А оно есть. И чтобы его увидеть, не обязательно покупать дорогие приборы. Достаточно взять небольшой кусочек специальной магнитной плёнки. Что я и сделал.
Для визуализации магнитного поля она вполне подходит. И, например, как небольшое наглядное пособие, или для опытов, ее может быть достаточно. Собственно, для этого и была заказана эта плёнка. Показать детям несколько опытов.
Естественно, это не замена приборам для измерения магнитного поля. Это просто занятная штука.
Что из себя представляет магнитная плёнка-визуализатор?
Магнитная плёнка-визуализатор используется, чтобы показать стационарные, или (реже) медленно меняющиеся магнитные поля; она показывает их месторасположение и направление. Представляет собой тонкие, полупрозрачные, гибкие листы, покрытые микроячейками, которые заполнены частичками никеля в масле. Когда силовые линии параллельны поверхности листа, частички никеля поворачиваются отражающей свет стороной и выглядят светлыми.
Когда силовые линии перпендикулярны поверхности листа, частички позиционируются ребром и плёнка выглядит значительно темнее. Когда плёнка расположена на полюсе магнита, силовые линии, выходящие из этого полюса, проходят через плёнку практически перпендикулярно её поверхности, поэтому в этом месте она тёмная.
Если два кубических магнита размещены рядом друг с другом, полюсами вверх и вниз, и ориентированы так, чтобы притягивать друг друга, их полюса выглядят тёмными, но видно тонкую светлую линию между ними.
Чаще всего магнитная плёнка-визуализатор изготавливается зелёного или голубого цвета. (взято из Википедии)
Плёнка представляет собой небольшой квадрат, запаянный в ламинированную плёнку:
Чаще всего на Aliexpress такие плёнки продают в размере 5*5см. Именно такой размер и пришел ко мне:
Ничего хитрого в этой плёнке нет. Поэтому сразу перейду к опытам.
Сначала покажу как она реагирует на неодимовые магниты, взятые из старых жестких дисков.
У меня их три разных:
Первый магнит:
Второй магнит:
Третий магнит:
А вот так выглядят все три магнита слепленные вместе:
На плёнке чётко виден ореол магнитного поля вокруг магнита (светлый) и затухающий ореол магнитного поля (тёмный) на расстоянии. По середине у всех магнитов судя по моему предположению находится линия разделения магнитного поля. (могу ошибаться, кто разбирается, прошу дополнить в комментариях)
Уже из этих фотографий понятно, что плёнка работает и показывает магнитное поле. Но с сильными магнитами это и понятно. А вот что действительно интересно, так это обнаружение скрытых магнитов там, где их не видно. И самым наглядным примером будет обычный телефон, который есть почти у каждого.
Вот, например OnePlus Nord N100. Корпус ровный. Ничего не выделяется:
Подносим плёнку, и видим, что под корпусом находится источник магнитного поля (динамик, скрытый внутри):
Еще один источник магнитного поля — это слуховой динамик в верхней стороне телефона:
А еще один источник был найден спереди, в районе блока камер (это уже не динамик, не знаю что это):
Следующий пример — это смартфон Samsung Galaxy S10+:
С помощью плёнки можно увидеть, что динамик телефона состоит из двух частей (или из двух динамиков):
А вот так отображается слуховой динамик, если приложить плёнку спереди и сзади:
Ну а вот так выглядит динамики на рациях Retevis RT3S и Xiaomi Walkie Talkie 1S:
А вот наушники AKG дают легкое изменение и маленькую полоску, хотя в них тоже есть магниты:
Ну и то же самое у беспроводных наушников Fiil T1 Pro:
Хотя магнит на зарядном кейсе сразу даёт чёткий рисунок:
Конечно же я вместе с детьми несколько вечеров ходил по всему дому, и прикладывал плёнку к разным местам, в поисках магнитного излучения.
Детям это очень понравилось, а значит плёнка уже куплена не зря. Насколько мне лично хватает знаний, я попытался рассказать им о магнитах и магнитных полях. Дополнительно подкрепили знания с помощью серии Фиксики о магнитах:
Заключение:
Я считаю, что покупка магнитной плёнки визуализатора является полезной. Особенно если в доме есть дети. Показать им наглядно действия магнитов. Ну и чего скрывать, мне самому было интересно пощупать такую занятную плёнку. Тем более стоит она недорого. Жаль только, что размер 5*5см, конечно, маловат. Хотелось бы размер побольше. Но, с другой стороны, это вещь. Которая со временем будет закинут в ящик стола, и не будет использоваться. Поэтому и такой размер сгодится.
Купить магнитную плёнку-визуализатор
Рекомендовать или отговаривать от покупки этой плёнки я не буду. Тут решайте сами.
Ну и, если читателям будет интересно, и в комментах будет достаточно запросов, я могу сделать вторую часть обзора, где уже будут только фотографии различных вещей, и как и что на них показывает данная плёнка.
Пишите пожелания.
Новости
Публикации
Железо под открытым небом довольно быстро покрывается слоем ржавчины, а потому мало кто мог бы предположить, что железный столб способен отлично сохраниться спустя 1600 лет после его изготовления….
Сегодня поговорим о новом устройстве компании SMSL. Это весьма интересная коробочка, нафаршированная современными технологиями. Получается, что в довольно компактном металлическом корпусе…
В поисках лучших удобных беспроводных наушников, набрел на HONOR Choice X3 Lite, продолжающие линейку производителя. В этот раз, это наушники с приставкой Lite, отличающиеся от старшей модели Х3…
SSD планка памяти даёт сумасшедшие скорости не только внутри ноутбука, но и снаружи, если поставить её в NVMe кейс. Такой внешний накопитель будет относительно компактным и исключительно быстрым….
Юрент продаёт за полцены электросамокаты Ninebot Max G30, новые и б/у аккумуляторы для Ninebot ES1/ES2, а также нестандартные сборки с аккумуляторами 18650.
Когда я был в Санкт-Петербурге, я…
Вот и прошла главная презентация года у Google и после просмотра она оставила не очень приятное послевкусие. Возникает ощущение, что нам пытаются продать старые смартфоны линейки Pixel 6 под новым…
Как увидеть магнитное поле магнита — Строй Обзор
Увидеть магнитное поле вполне реально, и этому учат на школьных уроках физики, предлагая такую последовательность действий:
— магнит накрывают стеклянной пластиной;
— сверху на пластину кладут лист бумаги;
— бумага посыпается ровным слоем железных опилок;
— опилки намагничиваются, и когда их встряхивают, то они на мгновение отделяются от пластинки, и легко поворачиваются, формируя — сложные изогнутые линии, расходящиеся от полюсов.
Полученная картина выглядит следующим образом: чем ближе к полюсу, тем гуще и чётче линии из опилок, а чем дальше они отходят, тем больше разрежаются и утрачивают свою отчётливость. Это наглядный пример того, как ослабляются магнитные силы из-за расстояния.
Приобретая поисковый магнит многие интересуются, притянет ли он золото, серебро, медь? Отвечаем… Науке известно о существовании всего 9 металлов, которые обладают магнитными свойствами, способные притягиваться к магнитам и сами способные стать магнитами:
Магнит является один из важнейших конструкции электродинамичности в динамиках. Магниты уже давно применяется в изготовлении динамиков, но особенную популярность приобрели именно в наши дни. Переменный ток, проходящий через обмотку динамика, взаимодействует с магнитным полем находящегося в нем магнита, что вызывает в соответствии с законом Ампера, переменную силу, воздействующую на диффузор динамика.
После того как обнаружилась способность неодимовых стёкол и искусственных гранатов к генерации лазерного излучения начали использовать для создания лазерных установок.
Автор канала “Atom Duba” показал опыт с железными опилками, чтобы попытаться увидеть и измерить магнитное поле.
Вокруг любого магнита есть невидимое поле, которое обычно рисуют линиями, ведущими из одного полюса в другой.
Как это увидеть?
Самый простой способ – взять железных опилок. Насыпаем их на стол. Берём магнит. Подносим под столом полюсом вверх. Что видим? Появились ежики из опилок. Двигаем под столом – ежики движутся вместе. На самом деле видим линии магнитного поля, выходящие из одного из полюсов.
Чтобы разглядеть с другого ракурса поле, магнит развернем набок. Попробуем магнитик поменьше и повторим эксперимент. Теперь наблюдаем магнитное поле с другого ракурса. Стрелка компаса поворачивается в ту же сторону, куда показывают железные опилки. Поэтому такими направленными линиями обозначают вектор магнитного поля. В каждой точке пространства направление свое.
Другой вариант этого эксперимента, где возьмем магнит и облепим опилками. В таком варианте эксперимента увидим поле в трехмерном пространстве. До этого видели его проекцию на плоскость, то есть 2D вариант, а сейчас в пространстве из одного полюса выходят линии по кругу в другой.
Кроме этого, магнитное поле бывает разной величины – посильнее или послабее.
Сегодня измерить его величину может смартфон. Включаем программу, которая показывает информацию с датчиков.
Внутри смартфона датчики Холла измеряют магнитное поле вдоль трех координат X,Y, и Z. Можно поднести магнит и посмотреть, как растут показания. Отводим обратно – они уменьшаются. Или повертеть магнитом, стрелочка тоже будет крутиться. Интересно, а почему опилки выстроились вдоль линий?
УВИДЕТЬ НЕВИДИМОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Положи на магнит листок бумаги. Проследи, чтобы бумага лежала ровно.
Осторожно рассыпь небольшое количество опилок на бумаге. Легонько стукни по бумаге. Посмотри, какую структуру образуют опилки, рассыпанные на бумаге.
В этой структуре содержатся прямые или кривые линии? Полностью ли эти линии окружают магнит? Если нет, то где эти силовые линии встречаются с магнитом?
Все магниты окружены невидимым узором, созданным силовыми линиями магнитного поля.
Хотя эти линии, силы и поле невидимы, мы можем обнаружить икс помощью материалов-магнетиков.
Железные опилки легкие, маленькие и легко притягиваются к магнитам.
Рассыпанные на листе бумаги, они образуют структуру, отражающую силовые линии магнитного поля.
НАРИСУЙ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Попробуем нарисовать магнитное поле.
Положи полосовой магнит на листок бумаги и обрисуй его карандашом. Полосовой магнит имеет форму прямоугольника.
Теперь на тот же лист бумаги положи компас на расстоянии нескольких сантиметров от магнита. Посмотри, куда показывает стрелка компаса. Подними компас и на том месте, где он лежал, нарисуй стрелку, направленную так же, как и стрелка компаса. Теперь положи компас в соседнее место и опять зарисуй направление, куда показывает стрелка. Делай так до тех пор, пока не выяснишь, как выглядит магнитное поле.
Стрелка компаса — это маленький легкий магнит. Он реагирует на магнитное поле Земли и на поле ближайших магнитов.
Когда ты подносишь компас к магниту, стрелка поворачивается так, чтобы быть параллельной силовой линии поля этого магнита. Перемещая компас, ты можешь определить протяженность и направление силовых линий поля магнита.
МЕТАЛЛЫ-МАГНЕТИКИ
Не все металлы притягиваются магнитом, например, кусочки алюминиевой фольги, лишены этих свойств.
Почему некоторые металлы притягиваются к магнитам, а некоторые никак на магнит не реагируют?
Проверь магнитные свойства имеющихся под рукой предметов. Для этого медленно поднеси магнит к предмету. Будет ли предмет двигаться? Достаточно ли притяжения для того, чтобы поднять предмет? Какая сила больше, если предмет можно с помощью магнита поднять над столом?
Все предметы состоят из мельчайших частичек — атомов. Каждый атом имеет собственное магнитное поле, которое создается движущимися в атоме электронами. В большинстве материалов поля атомов ориентированы хаотически. Благодаря случайной ориентировке эти поля компенсируют друг друга (у одного атома магнитное поле направлено вправо, у другого влево, у третьего вверх, у четвертого вниз и т.
д.).
Магнитные поля всех атомов таких материалов, как железо или никель можно сделать направленными в одну сторону. Тогда вместо того чтобы гаситься, магнитные поля будут складываться и превращать материал в магнетик.
ВСТРЯХНИ ИХ
Оказывается, удары молотком встряхивают предметы. От удара одни атомы начинают двигаться в одну сторону, другие — в другую. Перемещения атомов разрушают магнитное поле предмета, поскольку ориентация магнитных полей атомов становится хаотичной, и их поля гасят друг друга.
Но чтобы встряхнуть предметы, не обязательно использовать молоток. Можно поступить более просто.
Насыпь в небольшую пластмассовую бутылочку железные опилки. Медленно обведи компасом вокруг бутылки. Стрелка компаса реагирует на опилки?
Продолжай держать бутылочку. Проведи несколько десятков раз сильным магнитом по бутылке сверху вниз. (Помни, что движения туда-сюда будут компенсировать магнитное поле.)
Теперь опять обведи компасом вокруг бутылки.
А теперь стрелка компаса реагирует на опилки? Ты можешь догадаться, почему?
Заткни бутылку пробкой и встряхни опилки. Опять проверь магнитные свойства опилок компасом. Что происходит? Ты можешь объяснить, что ты видишь?
Вначале опилки не намагничены. Однако после того как ты провел магнитом вдоль бутылки, опилки приобрели магнитные свойства Суммарное поле опилок достаточно сильное, чтобы его можно было обнаружить с помощью компаса. Когда ты встряхнул бутылку, опилки переместились и перевернулись. Их магнитные поля уже не будут одинаково направлены, и опилки теряют свои магнитные свойства.
ПРЕГРАДА ДЛЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Возьми нить длиной 25 см. Один конец нити привяжи к металлической скрепке. Второй конец прилепи к столу
Прилепи магнит к концу деревянной или пластмассовой линейки. Вставь линейку между страницами книги так, чтобы магнит находился как можно дальше от книги. Положи эту книгу сверху на стопку книг.
Подвинь стопку книг так, чтобы магнит,оказался точно над скрепкой.
Нить, привязанная к скрепке, должна быть достаточно короткой, чтобы между скрепкой и магнитом оставался зазор, и в то же время достаточно длинной, чтобы магнит притягивал скрепку.
Помещай различные предметы ( кусочек алюминиевой фольги, деревянную щепку, CD-диск, монету, пластмассу) между магнитом и скрепкой. Запомни, что происходит с магнитным полем.
Некоторые материалы “преграждают путь” магнитному полю. Однако большинство материалов не делают этого и позволяют проникать магнитному полю сквозь них.
ФОКУС «ЛЕТАЮЩАЯ ЧАШКА»
Нарисуй на листе бумаги и раскрась небольшую чашку, стоящую на блюдце. Вырежи ее. С помощью липкой ленты прикрепи с обратной стороны этой чашки металлическую канцелярскую скрепку.
Возьми нить длиной 25 см. Один конец зацепи за скрепку. Свободный конец прилепи к столу.
Засунь плоский магнит между страницами книги. Положи эту книгу сверху на стопку книг. Подвинь стопку так, чтобы чашка притягивалась магнитом. Поднявшись вверх, чашка с блюдцем будут висеть в воздухе, без видимых причин преодолевая гравитацию.
Хотя ты и не видишь магнитное поле, оно все равно существует. Невидимого притяжения магнита достаточно для того, чтобы преодолеть вес чашки, бумаги, липкой ленты и нити.
Источник: Майкл ди Специо «Занимательные опыты»
Могут ли люди чувствовать магнитное поле? Да! – отвечает электроэнцефалография
Физиология
«Снимок» магнитного поля на поверхности Земли (разным цветом отмечена разная интенсивность). Июнь 2014 г.
: 22.03.2019
Мы привыкли выделять пять органов чувств: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. Но это вопрос классификации: ведь есть еще, к примеру, чувство равновесия, не говоря уже о чувстве боли. Что же касается способности ощущать магнитные поля – магниторецепции, то она доказана для многих животных, таких как перелетные птицы, морские черепахи, моллюски и др. У всех у них при экспериментальном изменении магнитного поля менялось поведение, но подобные эксперименты на людях не дали результатов.
Недавние исследования говорят о том, что ответ на вопрос «могут ли люди чувствовать магнитное поле?» может быть положительным
Считается, что магнитное поле Земли формируется благодаря тепловой конвекции в жидком внешнем ядре планеты, состоящем из расплавленного железа, в результате чего там образуется система течений электропроводящей жидкости, что аналогично движению проводника с током. Глазами человека магнитное поле нельзя увидеть, но некоторые организмы научились его воспринимать и использовать его силовые линии для пространственной ориентации.
Существует несколько гипотез физической основы «магнитного чувства». Согласно одной из них, магниторецепция обеспечивается за счет органелл с кристаллами минерала магнетита (Fe3O3), имеющихся в живых клетках. Вращение таких частиц под действием поля предположительно способствует открытию клеточных ионных каналов и генерации нервного импульса. Магнетит был обнаружен в клетках ряда организмов: бактерий, моллюсков, рептилий, рыб и птиц.
Еще одна гипотеза делает акцент на особых белках в сетчатке глаза – криптохромах, известных как регуляторы циркадных (внутренних биологических) ритмов. Под действием света синего спектра между структурными элементами этих белков происходит перераспределение зарядов с образованием устойчивой радикальной пары с неспаренными электронами. Такая конфигурация белка оказывается чувствительной к магнитному полю, так что клетка каким-то образом «узнает» о его значении в той или иной точке. Криптохромы были обнаружены у многих животных, включая мушек-дрозофил.
У перелетных птиц, похоже, работают оба механизма магниторецепции. Первый является своего рода «компасом», благодаря которому птицы, вероятно, способны буквально видеть магнитное поле и определять, в каком направлении расположен ближайший магнитный полюс. С помощью же клеток с магнетитом, расположенных в области клюва, они оценивают более тонкие изменения магнитного поля, на основе которых можно составить подробную «карту».
В результате птицы прокладывают свои полетные маршруты на основе точных географических координат.
Эксперименты на дрозофилах дали косвенные доказательства того, что и человек может в принципе «чувствовать» магнитные поля. Когда этих мушек с помощью методов генной инженерии заставили вместо собственного криптохрома производить белок, характерный для позвоночных животных, они стали воспринимать магнитное поле немногим хуже, чем раньше.
Но здесь есть одно «но»: люди магнитное поле в прямом смысле не видят. Подобная информация поступает в мозг животных через тройничный нерв, через который человек получает чувствительные сигналы, лежащие вне области сознательного восприятия (например, «служебные» сигналы от глазодвигательных мышц). Поэтому работа системы «магнитного чувства», которую мы могли унаследовать от животных, должна восприниматься нами практически неосознанно.
Учитывая эти данные и негативный опыт предыдущих исследований на людях, группа ученых из США и Японии провели эксперимент, в котором проверили реакцию человеческого мозга на изменения магнитного поля с помощью метода электроэнцефалографии.
В эксперименте приняли участие 34 жителя Северного полушария. Испытуемых помещали в клетке Фарадея – устройстве для экранирования аппаратуры от внешних электромагнитных полей, внутри которой создавали искусственное магнитное поле, ориентацию которого меняли.
По словам участников эксперимента, они не чувствовали каких-либо изменений в своем состоянии. Но электроэнцефалограмма показала, что изменения магнитного поля сопровождались падением амплитуды альфа ритма мозга (с частотой колебаний 8–13 Гц). Такой ритм типичен для бодрствующего мозга в состоянии относительного покоя, а падение его амплитуды говорит о восприятии каких-то внешних сигналов. Этот эффект проявлялся у всех испытуемых по-разному, но отличался высокой воспроизводимостью при повторных измерениях, что может указывать на генетически обусловленную чувствительность индивидуумов.
При этом интенсивность реакции мозга зависела от направления вращения поля. Как предположили ученые, мозг может настраиваться на восприятие геомагнитных сигналов определенного уровня, характерных для конкретного региона.
К примеру, подобная «настройка» есть у морских черепах, обитающих в Саргассовом море: если они случайно уплывают далеко от «дома», то какие-то изменения характеристик геомагнитного поля приводят к тому, что они резко меняют направление движения, стремясь возвратиться обратно. Возможно, реакции участников эксперимента были бы иными, если бы они проживали не в Северном, а в Южном полушарии.
Интересно, что в данном случае метод электроэнцефалографии был применен для изучения магниторецепции не впервые: результаты аналогичной работы были опубликованы еще в 2002 г., и они оказались отрицательными. Более удачливые экспериментаторы объясняют казус своих коллег недостаточной мощностью аналитических методов того времени. Что и доказали, безуспешно проанализировав нынешние данные с помощью «старых» методик.
Можно надеяться, что сегодняшний успех не является очередным «артефактом» вычислительных технологий, только уже со знаком «плюс». В любом случае его нужно подтвердить в дополнительных экспериментах, например, по исследованию влияния на мозг поля разной напряженности и т.
п.
Остается неизвестным и сам механизм магниторецепции у человека. Предположение о «визуальном», криптохром-зависимом механизме ученые отвергают из-за обнаруженной способности мозга различать полярность магнитных полюсов. И хотя в эволюционно древних регионах мозга человека – стволе и мозжечке – были найдены частицы магнетита, у нас нет каких-либо специальных сенсорных структур, содержащих этот минерал, поэтому находка таких частиц может отражать лишь степень загрязнения окружающей среды.
Так что вопросов о магниторецепции у человека по-прежнему больше, чем ответов. И даже если наше слабое «чувство поля» есть – велик ли от него прок в современном мире, где есть карты, компасы и GPS? К тому же и пробиться сквозь изобилие окружающих нас антропогенных электромагнитных волн ему будет трудно – даже птицы сбиваются с пути во время магнитных бурь. Кстати, про магнитные бури: опять болит голова – не проверить ли геомагнитный прогноз? Чем черт не шутит…
Фото: https://uk.wikipedia.
org, https://vimeo.com, https://www.flickr.com, https://www.nps.gov
Подготовила Мария Перепечаева
: 22.03.2019
Начать видеть магнитные поля | Evil Mad Scientist Laboratories
Магнитные поля повсюду – их просто не видно*.
Здесь мы представляем некоторые базовые и недорогие визуальные инструменты, такие разнообразные, как железные опилки и Arduino, игрушки для дошкольников и OpenGL, для знакомства с вашими местными областями. Он не является исчерпывающим, но может дать вам некоторые полезные отправные точки для вашего собственного исследования.
(*Если не учитывать магнитное поле внутри тех фотонов, которые вы используете, чтобы видеть вещи.)
Один из самых простых и старых датчиков магнитного поля — скромный компас направления. Компас — это просто магнит с обозначенными северным и южным полюсами, удерживаемый в азимуте таким образом, чтобы он мог выровняться с окружающим магнитным полем.
Обычно это земное (относительно слабое) магнитное поле. Но их также можно использовать для исследования структуры поля вокруг более сильных магнитов, поскольку они согласуются с суммарным полем в любом заданном месте.
Циркули легко сделать. Вы можете посмотреть здесь, чтобы узнать, как сделать простые версии, которые плавают на воде или вращаются на гладкой поверхности. Однако мы предпочли еще более простой метод, показанный здесь: поместите тонкую нить (или длинный волос) между двумя очень сильными магнитами и дайте ей свисать.
Если это слишком сложно — или вам нужно много — вы можете выбрать один мешок, полный простых компасов здесь.
Одним из недостатков компасов является то, что азимут обычно зависит от силы тяжести, а это означает, что они работают только в горизонтальной плоскости. В нашей версии со шнуром вы можете обойти это, поместив магниты рядом с серединой нити и крепко удерживая концы, чтобы получить компас, который работает в любой плоскости, которая вам нравится.
Если бы вы взяли сумку с простыми компасами, вы могли бы представить себе, как расположите их вокруг магнита, чтобы посмотреть, как они выстроятся. При этом вы обнаружите, что все стрелки очерчивают набор воображаемых кривых, называемых силовыми линиями магнитного поля . Силовые линии не более реальны, чем линии на топографической карте, но предоставляют полезный инструмент для визуализации концентрации и ориентации магнитного поля в регионе.
Учитывая естественный предел этой ситуации, почему бы не использовать миллионов (технический термин) крошечных компасов, чтобы посмотреть на поле?
Оказывается, можно очень близко подойти к этому, используя железные опилки. Теперь железные опилки не совсем обычный предмет домашнего обихода, но вы можете легко сделать или купить их. Если вы раздавите грубую стальную вату (и будьте осторожны, , если вы решите это сделать), вы можете сделать довольно хорошее приближение, или вы можете потратить несколько минут с напильником и куском мягкого железа, чтобы сделать настоящие опилки.
Магазины игрушек иногда продают крошечные пузырьки с железными опилками в научном отделе, так что иногда это тоже хорошее место для поиска. «Игрушечные» опилки, которые мы видели, часто очень грязные и выглядят как неровный порошок. Напротив, мы действительно впечатлены качеством этих железных опилок от Arbor Scientific, показанных выше, стоимостью менее шести долларов за фунт, которые имеют более крупный и достаточно хорошо подобранный размер зерна, а также низкое содержание пыли.
Здесь мы насыпали железные опилки на лист бумаги, покрывающий стопку мощных магнитов NdFeB. Вы можете увидеть некоторые намеки на структуру поля, но трудно что-либо разобрать.
Намного лучше медленно и равномерно посыпать опилки на бумагу с высоты в несколько дюймов, давая им возможность расположиться в поле. По мере того, как вы добавляете больше файлов, они иллюстрируют линии полей более четко, вплоть до определенного момента.
Так что же здесь происходит на самом деле? Это не компасы, свободно вращающиеся на подшипнике.
На самом деле не все частицы железа изначально намагничены. В банке частицы не притягиваются друг к другу; они просто ощущаются как тяжелый песок.
Скорее частицы железа являются просто хорошими ферромагнетиками, которые проявляют сильную намагниченность при помещении в сильное внешнее магнитное поле.
(С микроскопической точки зрения, магнитные домены внутри железных опилок с самого начала выровнены случайным образом. Они сильно выстраиваются при помещении во внешнее поле и сохраняют часть этой намагниченности
, когда внешнее поле удаляется.)
Когда частицы падают на бумагу, они внезапно становятся сильными маленькими стержневыми магнитами (благодаря внешнему полю) и делают все возможное, чтобы выровняться по ней — точно так же, как маленький циркуль. Частицы, которые приземляются достаточно близко к самому магниту, притягиваются прямо к нему. Те, кто дальше, притягиваются большим магнитом, но не имеют достаточного притяжения, чтобы двигаться к нему. Вместо этого они притягиваются друг к другу, с севера на юг, с севера на юг, с результатами, которые вы видите здесь.
Если вы присмотритесь, то заметите боковые полосы по центру магнита. Это потому, что мы используем не один стержневой магнит под бумагой, а вместо этого стопку кубиков с сильным магнитом, показанную на следующем фото.
Профессиональный совет по работе с железными опилками: не позволяйте опилкам напрямую касаться магнита. Вы никогда их не снимете.
Эти куски оцинкованной железной проволоки представляют собой причудливую версию железных опилок. Они не содержат пыли, не ржавеют и их можно снять магнитом. Вы можете получить их здесь, но они стоят примерно в двадцать раз дороже, чем обычные железные опилки.
С другой стороны, они хорошо отображают поле.
Еще один интересный способ наблюдения за магнитными полями — это пленка для наблюдения за магнитными полями, наша пленка размером 9 x 7 дюймов от Arbor Scientific.
Этот материал похож на тонкий кусок полужесткого пластика с краской на обратной стороне. На практике он действует как лист зеленой воздушно-пузырчатой пленки с ультратонкими пузырьками, заполненными вязкой жидкостью.
есть блестящие, но микроскопические магнитные стержни. При наличии сильного поля стержни выравниваются по полю, как и в других наших примерах. Вблизи полюсов магнита пленка кажется темной, если смотреть на стержни с торца, а вдали от полюсов пленка кажется яркой, если смотреть на блестящие стороны стержней.
Поскольку жидкость вязкая, частицы не выравниваются, за исключением очень сильных магнитных полей, и имеют тенденцию оставаться на месте после удаления поля — поле Земли (половина гаусса или около того) далеко не достаточно сильно, чтобы воздействовать на него . Возможно, вы сможете увидеть завитки на фотографии выше, когда над поверхностью водили магнитом, чтобы «стирать» изображение.
Совет по использованию пленки для просмотра магнитного поля: не царапайте обратную сторону и не зажимайте ее между двумя магнитами — «пузыри» лопнут, и на пленке останутся мертвые зоны.
Вот как выглядит пленка на том же наборе магнитов, который мы использовали для железных опилок.
Контраст замечательный. Хотя легко увидеть боковые полосы посередине между маленькими кубическими магнитами, почти невозможно увидеть общую форму магнитного поля, которое было обнаружено железными опилками. Единственным намеком на это является темная область у каждого полюса, соответствующая тому месту, где железные опилки также торчали из плоскости.
Опять же, это из-за вязкой природы материала; он может реагировать только на очень сильные локальные поля, подобные полям на полюсах.
Есть определенные места, где просмотр пленки действительно удобен – это места со сложной геометрией магнитных полюсов. Рассмотрим простой прорезиненный магнит на холодильник, который выглядит как визитная карточка, которую вы прикрепляете к холодильнику. Вместо того, чтобы использовать сильные магниты для поддержки веса, они используют более сложную геометрию поля с
Для справки, вот как тот же магнит выглядит под железными опилками:
Если магнитная пленка для просмотра кажется неясной и технической, есть недорогая альтернатива, которая на удивление распространена: Magna-Doodle или Doodle Pro, как их называют в наши дни.
Вы, конечно, не получите от него такого же уровня производительности, но это интересная игрушка, если подойти к ней таким образом.
Впервые мы рассказали о Magna Doodle несколько лет назад в статье об использовании его в составе перьевого плоттера. Это похоже на магнитную пленку в том смысле, что в ней есть камеры с вязкой жидкостью и ферромагнитными частицами. Однако частицы и камеры в Magna Doodle макроскопические, и вы можете их увидеть. Таким образом, это нечто среднее между пленкой для просмотра магнитов и железными опилками.
Поместив нашу стопку магнитов на экран Magna Doodle и убрав ее, вы можете увидеть линии поля и даже определить, какой из наборов находится «на краю» по расположению частиц железа. (Возможно, вы захотите просмотреть это последнее изображение в увеличенном размере, чтобы увидеть его в деталях.)
(Если у вас есть доступ к обратной стороне экрана Magna Doodle, вы также можете увидеть там кое-что интересное.)
Мы теперь идите в совершенно другом направлении: используя электронный компас для визуализации магнитных полей с помощью компьютера.
Крошечная печатная плата, показанная здесь, является коммутационной платой для 3-осевого магниторезистивного датчика Honeywell HMC5843 от
от SparkFun Electronics. (Если вам нужна эталонная шкала, вот она.)
(HMC5843 — чувствительное устройство, способное считывать поля силой до шести гаусс, что примерно в десять раз превышает магнитное поле Земли, но не подходит для измерений вблизи полюсов. магнитов. Это больше похоже на компас, чем на железную пилку.)
К этой плате и от нее имеется только четыре соединения: входное питание 3,3 В, заземление и два провода I2C. Чтобы поговорить с ним, мы используем плату Arduino (Duemilanove), которая обеспечивает 3,3 В (пониженное по сравнению с питанием USB 5 В), интерфейс I2C и интерфейс USB, чтобы мы могли передавать данные обратно на компьютер. На стороне компьютера мы используем эскиз обработки, чтобы считывать данные и отображать их на экране.
Вот коммутационная плата с четырьмя прикрепленными проводами.
В сторону: Почему гигантский конденсатор? На самом деле в этой версии коммутационной платы есть известная ошибка — не уверен, исправлена она уже или нет — она не считывала разумные числа с установленным по умолчанию конденсатором.
Параллельно я добавил *хм* немного больший конденсатор емкостью 1 микрофарад, который, похоже, отлично все исправил. Вы можете добавить меньший, но (а) этот немагнитный (б) он дает место для фактического удержания крошечной печатной платы и (в) он красный, поэтому SparkFun должен одобрить. Подходит к плате и все такое.
Припаяв датчик к плате Arduino четырьмя проводами, мы загрузили этот скетч Arduino на плату. Он основан на этой библиотеке hmc5843, которая вам понадобится для компиляции скетча. Что касается компьютера, мы написали этот скетч обработки, чтобы считывать и отображать данные.
Скетч Processing использует свои подпрограммы OpenGL для построения графика магнитного поля, считываемого датчиком. Во время каждого считывания — несколько раз в секунду — в трехмерном пространстве строится точка, представляющая напряженность поля, измеренная в направлениях X, Y и Z, показанная красной, зеленой и синей осями.
На этом графике датчик несколько раз поворачивается вокруг своей оси Y (откуда выходят шнуры) без особых перемещений.
В системе отсчета датчика поле Земли сохраняет постоянную величину, т. е. расстояние от начала координат, но меняет ориентацию.
Удерживая датчик неподвижно, вы просто получите одну точку в пространстве. Цвет медленно меняется во времени, чтобы показать историю. Чтобы сбросить график или посмотреть по разным осям, вы можете ввести «0», «1», «2» или «3» на клавиатуре, чтобы сбросить вид на xyz, вдоль x, вдоль y или вдоль z соответственно. .
В идеале, когда вы вращаете датчик во всех возможных направлениях, он вычерчивает сферу с центром в начале координат, радиус которой определяется окружающим магнитным полем. Что-то вроде того, что вы видите выше.
На практике обычно имеются магнитные смещения на самой микросхеме датчика или на коммутационной плате — например, эти многослойные керамические конденсаторы почти всегда являются магнитными. Таким образом, когда вы обводите сферу, вы обнаружите, что центр смещен от начала координат.
По этой причине эскиз обработки включает поправочные коэффициенты (смещения) x, y и z, которые можно использовать для центрирования сферы обратно в исходную точку.
Вы можете использовать эскиз для расчета надлежащих смещений. Если вы повернете датчик во все возможные положения, охватывая максимальную ориентацию по +x, -x, +y, -y, +z и -z,
, то, когда вы завершите программу, щелкнув в окне, данные будут напечатаны. будет включать новые значения смещения, которые вы можете вставить обратно в эскиз, чтобы гарантировать, что данные будут достаточно точными при следующем запуске программы.
Таким образом, это отправная точка для изучения магнитных полей на компьютере, и она неплохо работает как 3D-компас, который можно строить в режиме реального времени.
Естественным следующим шагом будет построение графика величины поля в различных положениях в пространстве. Это просто, если вы добавите данные о том, где находится устройство, но отслеживание — это другая тема, о которой мы поговорим в другой раз.
Мы надеемся, что эта статья поможет вам начать играть с магнитными полями и увидеть их. Опять же, это не должно быть исчерпывающим, а просто предоставить несколько отправных точек для легкого исследования. Есть много других методов наблюдения и измерения магнитных полей — например, на ум приходят феррожидкости, но они могут дать меньше интуитивного представления о геометрии поля, чем простые железные опилки.
Если вам понравилась эта статья, вы можете также прочитать и другие:
- 17 классных трюков с магнитами
- Как сделать простейший электродвигатель
- Изготовление оригинальных магнитов на холодильник
- Как извлечь магниты из пластиковых игрушек
- Демонстрация магнитогидродинамического движения за минуту
- Лак для ногтей с железной пилкой
- Аналоговый Plotbot на основе AVR с дисплеем E-Paper
- Сборка электродвигателя
- Выставка униполярных двигателей в Эксплораториуме
- Суперлегкий компас на супермагните
Эта запись была размещена в Проекты EMSL, Наука и помечена как наука.
Добавьте постоянную ссылку в закладки.
Линейная камера делает линии магнитного поля видимыми в трехмерном изображении и в реальном времени — ScienceDaily
Science News
от исследовательских организаций
- Дата:
- 30 октября 2014 г.
- Источник:
- Фраунгофер-Гезельшафт
- Резюме:
- Ученые разработали линейную камеру высокого разрешения для измерения магнитных полей в режиме реального времени. Линии поля в магнитных системах, таких как генераторы или двигатели, невидимые человеческому глазу, можно сделать видимыми с помощью этой камеры. Он особенно подходит для промышленного применения, например, для обеспечения качества при производстве магнитов.
- Поделиться:
ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ
Ученые Фраунгофера разработали линейную камеру высокого разрешения для измерения магнитных полей в режиме реального времени. Линии поля в магнитных системах, таких как генераторы или двигатели, невидимые человеческому глазу, можно сделать видимыми с помощью этой камеры.
Он особенно подходит для промышленного применения, например, для обеспечения качества при производстве магнитов. Прототип будет впервые представлен на выставке electronica 2014 в Мюнхене с 11 по 14 ноября.
реклама
Сегодня мы сталкиваемся с датчиками магнитного поля повсюду, но мало кто из нас знает об этом. Эти датчики следят за тем, чтобы стиральные машины работали концентрически, чтобы фары автоматически настраивались под правильным углом, если автомобиль сильно загружен, или чтобы нас предупреждали, если ремень безопасности не пристегнут должным образом. Если механическое движение преобразуется во вращение, магнитный датчик обнаруживает это и передает информацию нижестоящим системам — например, датчикам фар.
Поэтому важно, чтобы магниты работали надежно. До сих пор обеспечение качества во время изготовления было дорогим и трудоемким делом. Исследователи из Института интегральных схем Фраунгофера IIS в Эрлангене, Германия, разработали линейную камеру, которая может измерять магнитные поля в режиме реального времени и, таким образом, быстро обнаруживать неисправные магниты.
Впервые стало возможным интегрировать этот вид магнитного контроля в промышленные процессы. Магниты просто тестируются на конвейерной ленте.
1000 изображений в секунду
«Представьте себе устройство не как камеру, а скорее как плоскую пластину с рядом датчиков магнитного поля», — объясняет руководитель проекта Клаус-Дитер Ташка из IIS. Сердцем устройства является 3D-датчик на эффекте Холла под названием HallinOne®, разработанный в его институте: «Он позволяет сенсорному чипу обнаруживать любое присутствующее магнитное поле по всем трем осям. например, датчики угла поворота, датчики разделения и положения, а также датчики частоты вращения».
С помощью линейной магнитной камеры можно измерить силу и направление магнитного поля в 32 точках, расположенных на расстоянии 2,5 мм друг от друга. Таким образом, линии поля становятся видимыми вдоль линии на расстоянии восьми сантиметров, и их можно отслеживать и записывать. Фактический 3D-датчик имеет размеры не более 0,1 x 0,1 мм 2 .
Это позволяет проводить точечные измерения и, следовательно, очень высокую точность измерений.
Сама процедура измерения занимает всего миллисекунду, поэтому камера обеспечивает 1000 кадров в секунду. Такая скорость позволяет встраивать магнитную камеру в производственные помещения и тестировать магниты на движущейся конвейерной ленте. Аспект реального времени также важен, так как форма магнита, а также направление намагниченности влияют на значения измерения и должны учитываться при калибровке системы. По завершении процесса измерения система присваивает результатам измерения различные магнитные формы и вычисляет допуски погрешности. Для простых приложений камеру можно подключить через интерфейс USB к ПК.
Следующий шаг уже запланирован: ученые Фраунгофера в настоящее время работают над двухмерной камерой, которая может делать цветные магнитные снимки поверхности размером 40 x 40 мм2 со скоростью более 100 изображений в секунду.
изменить мир к лучшему: спонсируемая возможность
История Источник:
Материалы предоставлены Fraunhofer-Gesellschaft .
Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Процитировать страницу :
- ГНД
- АПА
- Чикаго
Общество Фраунгофера. «Линейная камера делает линии магнитного поля видимыми в 3D и в реальном времени». ScienceDaily. ScienceDaily, 30 октября 2014 г.
Общество Фраунгофера. (2014, 30 октября). Линейная камера делает линии магнитного поля видимыми в 3D и в реальном времени. ScienceDaily . Получено 6 октября 2022 г. с сайта www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141030100720.htm
Общество Фраунгофера. «Линейная камера делает линии магнитного поля видимыми в 3D и в реальном времени». ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141030100720.htm (по состоянию на 6 октября 2022 г.).
реклама
Квантовый компас поможет птицам «видеть» магнитные поля На этой неделе, ориентируясь на магнитный компас перелетных птиц…
Ведущий: Ник Петрич Хоу
И смогут ли инопланетные астрономы увидеть Землю? Я Ник Петрич Хоу.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
А я Бенджамин Томпсон.
[Jingle]
Ведущий: Ник Петрич Хоув
Первым на этой неделе репортер Адам Леви сосредоточился на магнитной тайне сенсорной биологии.
Опрашивающий: Адам Леви
На протяжении десятилетий исследователи пытались дать удивительно сложный ответ на простой вопрос: как птицы находят дорогу?
Опрашиваемый: Эрик Варрант
У нас есть глаза для зрения, уши для слуха, но у нас нет известного нам органа, который участвует в приеме магнето. Это полная загадка.
Опрашивающий: Адам Леви
Это Эрик Варрант, зоолог из Лундского университета в Швеции.
Опрашиваемый: Эрик Уоррант
Одной из величайших загадок сенсорной биологии является то, как животные могут ощущать магнитное поле Земли и использовать его для навигации.
Опрашивающий: Адам Леви
И решение этой магнетической тайны может быть найдено в удивительной дисциплине — квантовой физике.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Я никогда не думал, что дойду до того места, где мы начнем понимать квантово-механический механизм, который действует внутри птицы.
Опрашивающий: Адам Леви
Это Хенрик Моуритсен, биолог из Ольденбургского университета в Германии. Исследователи показали, что некоторые животные действительно могут чувствовать магнитное поле Земли, используя его, чтобы найти свой путь. Но то, как такие птицы, как европейская малиновка, обнаруживают такое слабое поле, долгое время озадачивало биологов.
Опрашиваемый: Эрик Уоррант
Это последнее чувство, о котором мы фактически ничего не знаем, и решение этой проблемы, я бы сказал, является величайшим Святым Граалем в сенсорной биологии.
Опрашивающий: Адам Леви
И хотя ответ так и остался неуловимым, исследователи выдвинули теории, которые, как они надеются, смогут объяснить эту тайну.
Собеседник: Эрик Варрант
Более 40 лет назад, в конце 19В 70-х годах физик впервые выдвинул идею о том, что светочувствительные молекулы могут использоваться животными для восприятия магнитного поля Земли.
Опрашивающий: Адам Леви
Эта теория предполагает, что животные могут ощущать магнитные поля с помощью квантово-механического явления, называемого радикальными парами. Это снова Хенрик.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Гипотеза о радикальной паре предполагает, что у вас есть светочувствительная молекула, она поглощает свет, и, в конце концов, у вас есть радикальная пара, то есть два неспаренных электрона.
Интервьюер: Адам Леви
Магнитные спины этой радикальной пары могут принимать два состояния, оба направлены в одном направлении, триплетное состояние, или оба направлены в противоположные стороны, синглетное состояние. Пара колеблется между этими двумя состояниями, но магнитное поле склоняет чашу весов, делая одно или другое более вероятным.
Опрашиваемый: Эрик Уоррант
И именно это изменение баланса времени жизни триплетного состояния по отношению к синглетному считается основой приема магнето.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Изначально люди знали, что только один класс молекул может использовать свет для образования радикальных пар в растениях, и они назывались криптохромами.
Опрашивающий: Адам Леви
Хенрик и его сотрудники охотились за этими криптохромными молекулами в птицах, и, поскольку криптохромам для работы нужен свет, они искали именно в птичьих глазах.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Мы обнаружили криптохромы в глазах птиц, как и другие, и тогда большой проблемой было то, как вы теперь проверяете, работают ли механизмы, основанные на квантовой механике, электронном вращении, внутри глаз птицы .
Опрашивающий: Адам Леви
На этой неделе в Nature Хенрик и его коллеги из биологии, физики и квантовой химии работали, чтобы пролить свет на гипотезу криптохрома.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Нам нужно было иметь молекулу изолированно, чтобы на самом деле измерить что-то на ней, потому что это очень, очень сложно сделать внутри глаза птицы.
Мы начали пытаться создать криптохромы в 2004 году, и теперь у нас есть 2021 год. Мы не только могли показать, что электроны прыгают внутри молекулы точно так, как предсказывали квантовые химики в теории, мы также могли показать, что фотохимия этого радикала на самом деле была магнитной. чувствительный. Это не гипотеза, что эта молекула магниточувствительна. Мы видим, что он магниточувствителен.
Интервьюер: Адам Леви
Команде также было любопытно, как белки криптохрома сравнивают мигрирующих и нелетающих птиц.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Затем мы также получили криптохромы из экстремальной немигрирующей птицы, в основном из курицы, и похоже, что криптохром 4 из перелетных птиц значительно более магниточувствителен, чем та же молекула из курицы. .
Опрашивающий: Адам Леви
Предыдущая работа показала, что птицы обрабатывают информацию о магнитном поле в зрительной области своего мозга, поэтому Хенрик и члены его команды считают, что птицы действительно могут видеть магнитное поле Земли.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Итак, может быть, это своего рода тень поверх того, что вы бы видели как птица, но что именно видит птица, мы не знаем, потому что не можем спросить птицу.
Опрашивающий: Адам Леви
Но загадка не решена. Команда показала, что криптохромы действительно чувствительны к магнитному полю, но они еще не доказали, что эти белки являются критическим компонентом магниточувствия у птиц. Это снова Эрик.
Опрашиваемый: Эрик Уоррант
Я думаю, что, изучая квантовую механику много лет назад, я никогда бы не понял тогда и даже не поверил, я думаю, что возможно, что квантово-механические эффекты могут быть действительно заключены в глаз птицы. Это огромный сюрприз, и это не то, чему мы научились в квантовой механике, когда я был молод. Успехи, которых добились авторы в этом исследовании, проделали долгий путь к пониманию того, как работает магнето-прием. Нет никаких сомнений в том, что это исследование было захватывающим научным произведением.
Но поскольку это лабораторное исследование, а не исследование, проводимое на живых животных, оно все еще не является фактическим доказательством того, что криптохромы в целом действительно используются в магниточувствии.
Опрашивающий: Адам Леви
Хенрик, тем не менее, надеется, что команда однажды преодолеет эти трудности и, наконец, раскроет, как некоторые птицы могут ощущать магнитное поле Земли и находить свой путь.
Опрашиваемый: Хенрик Моуритсен
Мы, конечно, попытаемся приблизиться к естественной ситуации внутри глаза птицы. Подобные вещи были бы утопией до того, как молекулу удалось создать изолированно, и мы очень рады открывающимся возможностям.
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Это был Хенрик Моуритсен из Ольденбургского университета в Германии. Вы также слышали от Эрика Уорранта из Лундского университета в Швеции. Вы можете найти ссылку на статью Хенрика в примечаниях к шоу.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Далее в подкасте: если инопланетные астрономы существуют, смогут ли они увидеть Землю? Однако сейчас пришло время для «Основных моментов исследований», которые читает Шамини Банделл.
[Jingle]
Ведущий: Шамини Банделл
Некоторым амфибиям выгодно делить свое время между водой и воздухом, поскольку недавние эксперименты показали, что рыбы, обитающие в обоих местах, становятся умнее, чем рыбы, которые живут только в воде. Группа исследователей поместила мангровых киллифов, которые процветают как в воде, так и вне ее, в небольшие контейнеры, которые подвергали некоторых рыб периодическим перепадам уровня воды. Других киллифишей каждые несколько дней помещали в террариум и поощряли прыгать по суше в течение трех минут, в то время как контрольные рыбы оставляли спокойно плавать. Обученные прыгуны и те, кто подвергался воздействию воздуха, впоследствии перемещались по лабиринту и находили пищу в конце быстрее и на более коротком расстоянии, чем контрольные рыбы. У них также было больше пролиферации клеток в области мозга, связанной с пространственным обучением. Авторы говорят, что работа — это шаг к тому, чтобы показать, как древние рыбы эволюционировали и адаптировались, переходя из воды на сушу.
Думаете, что исследования — это глоток свежего воздуха? Узнайте больше в Труды Королевского общества B .
[Jingle]
Ведущий: Шамини Банделл
Из-за того, что погода в Великобритании и других странах накаляется, многие из нас будут страдать от обычной сезонной аллергии. Но хотя постоянное чихание может быть неприятным, вы можете утешить себя новостью о том, что группа ученых успешно определила точную популяцию нейронов, которые вызывают у вас «Ачу!» Исследователи заставили мышей чихать, заставив их вдыхать капельки чихания. -индуцирующие соединения. Затем команда исследовала сигнальные молекулы, высвобождаемые сенсорными нейронами носа, и сосредоточилась на той, которая необходима для чихания, называемой нейромедином B. Команда обнаружила, что определенные нейроны в хорошо известной области ствола мозга, вызывающей чихание, реагировали. к нейромедину В и вызывал чихание. Но они также обнаружили некоторые ключевые нейроны в другой части мозга, которая контролирует выдох.
Когда они вводили нейромедин В в эту новую область, мыши начинали чихать, таким образом обнаруживая полный путь от носа к мозгу. Узнайте об этом исследовании полностью за Сотовый .
[Jingle]
Интервьюер: Бенджамин Томпсон
Еще в 1992 году Nature опубликовала выдающуюся астрономическую статью, в которой впервые подтвердилось существование планет за пределами нашей Солнечной системы, вращающихся вокруг другой звезды. С тех пор исследователи продолжали направлять свои телескопы в небо и открыли еще тысячи этих так называемых экзопланет, часто ища слабое затемнение звезды, когда планета проходит перед ней, известный как транзитный метод. На этой неделе в Природа , ученые направили телескоп обратно на нас и, используя множество данных о движении звезд в нашем галактическом соседстве, спросили, кто мог оглядываться на Землю. Могли ли инопланетные астрономы где-то записывать мерцание Солнца во время обращения Земли? И если да, то что они могут видеть? Одним из авторов является Лиза Калтенеггер из Корнельского университета в США.
Я позвонил ей, чтобы узнать больше, и она рассказала мне о наборе данных, который использовался для расчетов.
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
Итак, прямо сейчас начинается эта удивительная миссия. Это называется миссия Gaia от Европейского космического агентства, и она предоставляет нам множество информации, потому что в основном отображает все звезды вокруг нас. И поскольку он измеряет пару лет, он говорит вам, куда идут звезды и откуда они пришли. И это привело к идее, о которой мы подумали: «Ну, вы знаете, является ли эта точка обзора особенной для того, чтобы увидеть Землю как транзитную планету, поэтому, если мы будем двигаться с цивилизациями на Земле, верно, примерно через 5000 лет». назад на нашей планете начали расцветать цивилизации. Кто мог нас видеть с тех пор?»
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
Да, поэтому вы ограничили данные тем, какие звезды, если вы смотрите с этой точки зрения, могли видеть Землю от 5000 лет назад до 5000 лет в будущем.
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
Да, и дело в том, что если подумать, это просто геометрия. Итак, вы можете видеть, насколько велико Солнце, и вы знаете, где находится Земля, и поэтому, если вы отойдете от этого вида, вы сможете выяснить, в какой части неба видна Земля, движущаяся перед звездным диском. Итак, мы нашли около 2000 звезд, по которым можно увидеть, в этот 10000-летний период, планеты проходят перед Солнцем.
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
По количеству звезд на небе это совсем немного.
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
Абсолютно. Конечно, это крошечное число с точки зрения количества звезд на небе. Но мы хотели, чтобы нам были нужны самые близкие звезды, потому что свету нужно время для путешествия, поэтому чем ближе те звезды, которые видят в нас транзитную планету, тем позже они нас видят. Итак, мы сконцентрировались на ближайших звёздах, всё в пределах 100 парсеков, а это астрономический масштаб, который составляет около 326 световых лет.
И среди этих звезд 117 находятся в пределах 100 световых лет. И когда мы говорим о том, что свету нужно время, чтобы путешествовать, и что примерно через 100 лет мы фактически начали передавать радио, и это та область, где радиоволны снова захлестнули нас.
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
И, конечно же, Лиза, мы с вами говорим здесь о звездах, но для того, чтобы кто-то мог взглянуть на нас в свой гипотетический телескоп, он должен быть на планете, и Я полагаю, что количество потенциальных планет, вращающихся вокруг этих 2000 звезд, намного меньше. Какие из планет-хозяев звезд, которые вы выделили, имели самые высокие шансы увидеть Землю, движущуюся перед Солнцем?
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
В нашей выборке из 2000 звезд мы знаем 7 известных экзопланет-хозяев. Но, конечно, теперь, когда мы фактически описали этот образец, гораздо больше людей смотрят именно на этот образец, пытаясь найти вокруг себя планеты. Но даже среди тех, что мы знаем, есть пара систем, у которых есть планеты в так называемой обитаемой зоне или зоне «Златовласки», и там мне интересно, что одна из них, например, Ross128 b, находится всего около 12 световых лет от нас, так что ничего в космологических масштабах.
Тот видел, как мы стартовали 3000 лет назад, проходя через Солнце, и 900 лет назад он потерял эту точку обзора, и таким он видел нас более 1000 лет. И у нас есть пара других звезд, звезда Тигардена, которая также находится примерно в 12 световых годах от нас. Он начнет нас видеть довольно скоро, но пока еще не видел. И Trappist-1, это очень, очень известная система с 7 планетами размером с Землю примерно в 40 световых годах от нас. У этого есть 4 планеты в обитаемой зоне «Златовласки», и он начнет нас видеть примерно через 1000 лет. Итак, я просто думаю, что довольно интересно думать о том, что мы видим некоторые из тех планет, которые находятся на правильном расстоянии в зоне Златовласки, но они еще не видят нас, а некоторые другие уже видели нас. Так что дело не только в том, что я вижу тебя, а ты видишь меня. На самом деле есть действительно интересное взаимодействие, которое привносит в этот вопрос динамику космоса.
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
Итак, один из способов поиска признаков потенциальной жизни, о котором вы говорили, — это заглянуть в атмосферу экзопланет и найти, например, неравновесие между уровнями газа, которое может быть вызвано по жизни какой-то.
И вот, в такого рода окне, вот таких 5000 лет в прошлом и 5000 лет в будущем, мне действительно кажется, что большая часть того, что человечество сделало, давайте будем честными, с точки зрения изменения атмосферы, действительно началось. с промышленной революцией. Но на самом деле вы смотрите на миллионы лет назад, что-то вроде кембрийского взрыва, когда кислород наполнил атмосферу, так что, если бы вы не смотрели все это время назад, действительно была бы очень узкая полоса, где вы могли бы увидеть эти какие изменения, чтобы увидеть, что разумная жизнь, по крайней мере, о?
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
Что ж, это был один из действительно интересных вопросов, к которому мы также подошли. Итак, мы знаем, что вы могли найти жизнь 2 миллиарда лет назад благодаря кислороду, кембрийскому взрыву и всем этим вещам, но как насчет антропоцена, верно? А когда мы начали менять климат? И есть аргумент, когда у вас есть достаточно химических веществ, созданных человеком или технологией, чтобы действительно обнаружить это, и я согласен, может быть, через 100 лет.
Один вопрос, когда вы думаете об этих временных масштабах: что вы можете увидеть в разумной цивилизации? И затем возникает следующий вопрос, технологическая цивилизация, меняющая атмосферу. Как только он, надеюсь, станет немного умнее, он на самом деле перестанет это делать, верно. Он на самом деле начнет защищать планету и не будет сохранять эффект лавинообразного изменения атмосферы до тех пор, пока эта планета больше не станет пригодной для жизни. Но для этой статьи мы были очень консервативны. По сути, мы сказали, что смотрим на то, как движутся эти звезды, кто может нас видеть, и на самом деле вопрос в том, насколько большими были бы их телескопы, если бы инопланетные астрономы смотрели. Итак, мы ограничились технологиями, которые у нас есть прямо сейчас, потому что вы можете представить что угодно, верно? Можно сказать, что у них был такой огромный, я не знаю, 1000-метровый телескоп в космосе, и они могли видеть фламинго, танцующего на Земле. Тогда не проблема найти разумную жизнь, правда? Но если у вас есть такие же телескопы, как у нас, кто мог бы найти нас и, таким образом, увидеть признаки жизни в атмосфере?
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
Итак, мне кажется, что в своей работе вы рассматривали такого рода диаграмму Венна звезд, которые могли бы нас видеть, которые, вероятно, имеют экзопланеты, а может быть, и нет.
слишком далеко, чтобы они могли обнаруживать радиоволны, но также видеть влияние, которое люди оказывают на атмосферу, или, возможно, в будущем это делается для смягчения последствий того, что люди сделали с атмосферой. Похоже, что это в какой-то степени мысленный эксперимент. Учитывая, что есть этот аспект, есть ли что-то еще, что вы можете извлечь из этой работы, или это действительно больше упражнение в каталогизации прямо сейчас?
Опрашиваемый: Лиза Калтенеггер
Ну, идея здесь заключалась в том, чтобы дать вам лучшие цели, потому что, если вы говорите, что другая цивилизация развилась, и, надеюсь, они продвинулись дальше, чем мы, которые являются звездами, которые действительно будут наблюдать и так где мы должны сосредоточить наше внимание? И многие из тех звезд, которые мы идентифицировали, на самом деле вообще не изучались, потому что они находятся в той части галактики, где за ними много других звезд, и поэтому очень и очень трудно увидеть маленькие планеты.
Но вместе с тем это в основном дает вам мотивацию для того, почему вы должны выполнять дополнительную работу, и именно здесь этот мысленный эксперимент вводится в практику того, что мы делаем прямо сейчас, как астрономы во всем мире, куда мы смотрим. для планет и где мы надеемся, что кто-то может смотреть на нас.
Опрашивающий: Бенджамин Томпсон
Это была Лиза Калтенеггер из Корнельского университета. Перейдите к заметкам о шоу, где вы можете найти ссылку на ее статью.
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Теперь пришло время для брифинга, где мы поговорим о нескольких наших любимых историях из брифинга Nature Briefing . Бен, видя, что ты уже поднял эту тему, я начну первым на этой неделе, так как у меня есть еще одна космическая история, хотя эта немного ближе к дому. Оно приходит к нам с Марса.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Что ж, Ник, на Марсе ведется много научных исследований, и, думаю, вокруг Марса тоже. Мы посмотрели на него несколько недель назад.
Что нового?
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Итак, эта история от Nature , и она сосредоточена на миссии НАСА на Марс, которая представляет собой марсоход Perseverance и вертолет Ingenuity, и на самом деле все об изобретательности. Итак, я не знаю, видели ли вы, а могли видеть, было много фотографий и видео, летающих вокруг вертолета, летящего вокруг марсианской поверхности, и одна вещь, на которую обратили внимание многие люди, это там чертовски много пыли.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Верно, ну, это шаг вперед, верно, потому что в прошлый раз, когда мы регистрировались на этом вертолете, он только поднимался, а затем снова опускался, верно? Итак, теперь он приближается, скажете вы. Почему наличие пыли возбуждает? Я имею в виду, я не могу сказать, что удивлен тем, что на Марсе есть пыль и что ее поднимает вертолет.
Ведущий: Ник Петрич Хоув
Нет, я имею в виду, что совсем не удивительно, что на Марсе есть пыль, и они построили вертолет, чтобы справиться с этим, справиться с большим количеством пыли на Марсе.
Марс. Но обычно, и если вы думаете о вертолетах на Земле, приземляющихся, например, в пустыне, вы поднимаете много пыли, когда вертолет приземляется и взлетает. Однако то, что, кажется, происходит, это то, что вертолет собирает пыль и путешествует с ней по марсианской поверхности во время полета.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Верно, тогда он как бы окутан такой сферой твердых частиц.
Ведущий: Ник Петрич Хоув
Да, именно так, и это действительно интересно, потому что это может дать нам представление о том, как эти пылевые вихри — я думаю, они известны как «пылевые дьяволы» в США. – образуются на марсианской поверхности, потому что это долгое время оставалось загадкой, потому что дело в том, что атмосфера Марса очень, очень тонкая, поэтому трудно понять, как ветер получает достаточно энергии, чтобы на самом деле собрать много пыли. Но если сам вертолет сможет это сделать, мы сможем понять, как это происходит на марсианской поверхности.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Правильно, и с какой целью, Ник? Помимо возможности узнать немного больше о погоде на Марсе, что исследователи говорят обо всем этом?
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Дело в том, что изобретательность была всего лишь доказательством принципа.
Это было только для того, чтобы сказать: «Эй, мы можем летать на другие планеты», так что все остальное вроде как, один из исследователей, опрошенных в статье, описал это как вишенку на торте. Так что просто очень интересно получить какую-то дополнительную информацию, которую мы можем получить из этой миссии, и это может быть хорошим небольшим пониманием того, как работает атмосфера на Марсе, как формируются эти пыльные бури и тому подобное. Но на самом деле это просто приятный маленький бонус, который мы никак не ожидали получить от этой миссии.
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Круто, тогда это очень бесстрашный маленький вертолет. Что будет дальше с этой миссией, потому что мы доказали, что она может летать, мы доказали, что она может перемещаться, и она дает некоторую информацию о метеорологии планеты. Что дальше для маленького вертолета, который может?
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Что касается самого вертолета, то он будет летать каждые пару недель, и мы можем получить другие неожиданные вещи, подобные этой.
Сам Perseverance — марсоход — будет обходить кратер Джезеро в поисках признаков жизни, и это своего рода главная цель миссии, но из-за успеха этого вертолета мы можем увидеть больше летательных аппаратов, направляющихся на Марс, потому что на самом деле это действительно хороший способ обойти. У вас не застревают колеса. Так что, возможно, это то, что мы увидим больше в будущем. Но, Бен, что ты нашел для брифинга на этой неделе?
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Что ж, Ник, разговор на эту тему был лишь вопросом времени. Странный мир невзаимозаменяемых токенов (NFT) как бы столкнулся с миром науки, и об этом сообщается в журнале Nature .
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Что ж, Бен, возможно, нам придется вернуться на несколько шагов назад, просто для моей пользы, потому что мои знания о том, что такое NFT, примерно так же глубоки, как мемы, которые я видел о них. , так что кроме того, я мало что о них знаю, поэтому не могли бы вы сказать мне, для начала, что такое NFT?
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Что ж, я сделаю все, что в моих силах.
Итак, концепция NFT родилась в начале 2010-х, но в этом году она стала очень популярной. И что это такое, это что-то вроде цифрового свидетельства о праве собственности, и позвольте мне попытаться привести вас на примере. Представьте, что я нарисовал на своем компьютере дом. Я довольно старая школа, поэтому я бы, вероятно, использовал MS Paint. Итак, я рисую красивый дом, верно. Выкладываю онлайн. Вы можете посмотреть на это. Любой другой может также посмотреть на это. Но что я могу сделать, так это использовать какое-то умное компьютерное программное обеспечение для создания NFT, создать этот токен, который говорит, что я владею исходной версией этого изображения, и этот токен права собственности помещается в блокчейн в такой базе данных прав собственности. и теперь каждый может увидеть это изображение, скопировать его, поделиться им со своими друзьями, но есть запись о том, что я им владею, и я могу продать это право собственности вам или кому-либо еще, так же, как я мог бы продать кусок традиционного вида живописи.
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Хорошо, это логично. Итак, как эта штука с NFT входит в мир науки?
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Итак, до сих пор это использовалось для продажи файлов JPEG, песен, анимированных GIF-файлов, но да, мир науки теперь тоже вовлекается, и есть несколько примеров того, что продолжается. Во-первых, очень, очень скоро Тим Бернерс-Ли, который, как мы знаем, изобрел Всемирную паутину, выставит на аукцион NFT с исходным кодом исходного веб-браузера вместе с немым видео, на котором код печатается. И, конечно же, мы можем посмотреть это видео, но токен, подтверждающий право собственности, продается. Но есть и другие примеры. Итак, в Калифорнийском университете в Беркли они пытаются использовать NFT для сбора средств для университета, и один из способов, которым они это делают, заключается в том, что они продают с аукциона NFT на основе документов. Это связано с работой лауреата Нобелевской премии по исследованию рака Джеймса Эллисона.
И вот что произошло здесь: команда дизайнеров из университета отсканировала юридические документы, поданные в университет, вместе с некоторыми рукописными заметками, несколькими факсами и всем остальным, и они использовали это, чтобы создать произведение искусства под названием 9.0281 Четвертый Столп . И опять же, это доступно для всех, чтобы увидеть в Интернете, но они выпустили этот токен владения, продали его с аукциона и собрали около 54 000 долларов США, и это должно быть разделено между сайтом аукциона NFT, исследовательским развлечением Беркли и компенсацией выбросов углерода.
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Хорошо, ладно, может быть, это способ для исследований и университетов заработать немного больше денег, собрать деньги на исследования и тому подобное?
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Да, верно, Ник. Это один из возможных способов его использования. Также говорят об использовании этих аукционов для демонстрации науки публике и, возможно, как способ, когда дело доходит до геномики, позволить людям получить прибыль, когда фармацевтическая компания покупает доступ к их геномным данным для использования в одном из своих исследований.
например.
Ведущий: Ник Петрич Хоу
Что ж, все это звучит довольно позитивно, не так ли?
Ведущий: Бенджамин Томпсон
Что ж, это очень интересно, потому что эта технология, как я уже сказал, буквально взорвала сцену в этом году. Цифры были ошеломляющими — объем продаж в мае составил 325 миллиардов долларов США. Я думаю, вопрос в том, действительно ли это пузырь? Много говорят о количестве энергии, необходимой для производства этих токенов и написания блокчейна. Конечно, когда мы думаем об изменении климата и о том, что у вас есть, это действительно лучший способ двигаться вперед. И в нашей статье есть один человек, который говорит, что, возможно, с точки зрения документов было бы лучше просто продать документы с аукциона, а не изображение документов в формате JPEG, которое затем должно пройти через весь этот сценарий. И когда дело доходит до геномов, конечно, интересная идея, но есть много этических вопросов, конечно, о праве собственности на геномы и о том, насколько член семьи похож на ваш, сколько из этого вы можете продать, и все остальное этого.