Полярные сияния
Удивительно, но полярные сияния наблюдаются не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы, а также на некоторых естественных спутниках, коричневых карликах и даже на некоторых кометах.
Главный критерий их появления – наличие магнитного поля. Магнитные поля планет-гигантов намного больше, чем у Земли, поэтому их полярные сияния имеют гораздо больший масштаб.
Хотя их гораздо труднее увидеть, с человека на Земле эти планеты находятся со стороны, освещенной Солнцем.
Несмотря на это, их можно увидеть в космические телескопы. Например, телескоп Хаббл с помощью различных инструментов получил изображение северного и южного сияний Юпитера.
Песочный ёжик
Магнит + магнитный вулканический песок
Вред магнитного излучения от смарт-часов
Всем привет. Купил на АлиЭкспрессе часы с функцией измерения давление и ЭКГ. За 2,7 тысячи рублей стал обладателем такого счастья:
Не знаю насколько правдивы показания датчиков, но в один момент я решил измерить уровень магнитного излучения от этих часов. Значения выходят космические.
Вот в сравнении значения излучения от браслета xiaomi и телефона
Такое сильное излучение даже если часы в выключенном состоянии. Я так понимаю это от металлических сердечников для ЭКГ, которые вмонтированы в заднюю и боковую часть часов.
Продавец уверяет что часы имеют сертификат евротест (СЕ).
Соответствующая маркировка есть и на самих часах (см предыдущую фотографию). Вроде это должно гарантировать какую то безопасность, но несколько словам на сайте можно верить, не знаю.
До этого я не публиковал посты на Пикабу, но меня настолько волнует этот вопрос, что я решил обратиться к силе этого сайта. Подскажите, насколько опасно носить 24/7 на теле магнит (или что там даёт такое сильное излучение). Боюсь, как бы гаджет для сохранения здоровья его не погубил.
Увидеть невидимое
Наглядность — штука очень хорошая. Можно долго объяснять на формулах, показывать расчёты, обрисовывать словами… но проще показать одной картинкой и сразу всё понял. Особенно если это касается физических явлений, которые невидимы глазу. Я решил собрать в один пост известные мне техники визуализации разных физических явлений в 1 и в 2х измерениях.
Техники, известные в докомпьютерную эпоху и не использующие измерение датчиком по координатам, с последующим составлением карты.
Магнитное поле
Для совсем мелких объектов вместо опилок можно использовать магнитную жидкость — те же опилки только очень мелкие и стабилизированные в растворе. Вот так магнитная жидкость проявляет метки магнитной полосы карты:
Опилками пользоваться неудобно, поэтому изобрели специальную плёнку, где частички никеля (меньше остаточно намагничиваются) плавают в масле внутри микрокапсул, заключённых в плёнку. Она очень удобна, например, при сборке, когда нужно магнит ориентировать конкретным образом. Или убедиться, что диск магнитного энкодера не размагничен. На фото видно виниловый магнит, он намагничен полюсами в одну сторону, поэтому этой плёнкой можно быстро определить, на какую из сторон клеить декорацию.
А вот на этом фото видно, как я испортил родное намагничивание винила маленьким неодимовым магнитом, получилось скрытое послание. Визуально видно, где нарушен периодический характер магнитного поля. (так можно проверить что магнитный энкодер не испорчен)
Так как плёнка сохраняет картинку, если убрать магнит, то её используют в конструкции некоторых магнитных пломб — внешнее поле разрушит картинку специального магнита, использованного при производстве.
Для визуализации очень слабого магнитного поля, например, от магнитного пигмента в защищённой полиграфии, используют специальные магнитооптические кристаллы. Используется магнитооптический эффект, под внешним магнитным полем поворачивается поляризация отраженного света, что видно в увеличительное стекло. На фото ниже видно в поляризованном свете на поверхности кристалла в правой части картинки, что пигмент содержит магнитные частицы:
Способ хорош высокой чувствительностью, видны очень мелкие элементы, например, запись на магнитной ленте. И даже изменения структуры металла, например, при перебивке серийного номера.
Увы, мне удалось купить только сильно исцарапанный магнитооптический кристалл в составе DORS 30, оказалось их не так просто изготавливать, и у китайцев я их не нашёл. Вот так выглядят намагниченные биты всё той же магнитной полосы пластиковой карточки. Обратите внимание на рисунок доменов, где происходит смена полярности:
Механические напряжения
Увидеть внутренние напряжения в прозрачных средах можно благодаря явлению фотоупругости.
При наличии таких внутренних напряжений, плоскость поляризации
проходящего света поворачивается, что видно по изменению цвета и яркости
через поляризационный фильтр. Устройства для просмотра таких напряжений
называются полярископы. Вот, например, явно видно, где в очковой линзе
из-за неидеальной обточки есть внутренние напряжения: (очки мои - тег [мое])
Способ используют для контроля наличия внутренних напряжений в прозрачных материалах, например, в стеклянных изделиях. В докомпьютерную эпоху из оргстекла изготавливали масштабные модели деталей, например, мостовых ферм, и нагружали их, наблюдая распределение нагрузок. Более наглядного распределения нагрузок в детали не показать, только моделировать на компьютере.
Вот наглядно видно, какие напряжения в оргстекле оставляет рез лазером, особенно заметно внутри буквы R. А отверстие справа не имеет ореола — исходная деталь, в которой я вырезал логотип, была изготовлена методом фрезеровки. Именно из-за внутренних напряжений порезанный на лазере акрил может покрыться трещинами по краю при нанесении клея. Если деталь после резки лазером отправить полежать в печи и дать медленно остыть то напряжения снимутся.
Температура
Ну наверное самое простое — угадайте, где под землёй теплотрасса?:)
Для визуализации распределения температур на поверхности есть жидкокристаллические плёнки. Угол, на который поворачивают плоскость поляризации оптически активных веществ, очень сильно зависит от температуры. Если нанести их на плёнку, то получится тепловизор для бедных, причём он работает в очень узком диапазоне температур, полный переход от черного до черного укладывается в диапазон менее 10 С.
Плёнка получила широкое распространение не для наблюдения за распределением температуры на поверхности, а в виде плоских (толщина бумаги) термометров. Есть даже одноразовые медицинские (как то видел хитропопых торговцев, которые паковали одноразовые термометры и продавали их как многоразовые. А еще помню вроде были такие СССРовские):
Вместо жидких кристаллов можно использовать термохромную краску. Она меняет свой цвет обратимо при пороговой температуре. Такое встречается, например, на сувенирных футболках, сразу видно, кто где кого трогал. Как раз вчера был пост с книжкой покрытой таким пигментом.
Практически все эти способы вытесняет тепловизор — камера, матрица которой реагирует не на свет, а на тепло. Это требует особой конструкции чувствительной матрицы и оптики. Но этот способ уже под изначальный мотив поста «без компьютера» не сильно подходит).
Потоки воздуха
Наиболее распространённый способ визуализировать движение воздуха — шлирен метод.
Смысл состоит в том, что используется параболическое зеркало, которое
отражает свет, собирая его в точку — фокус. К краю фокуса подводят нож,
если свет отклонился от идеальной траектории из-за преломления на
границе разных плотностей воздуха, то он упрётся в нож, и на итоговой
картинке будет тёмным пятном.
Есть разные вариации этого метода, в том числе с использованием ретрорефлективных экранов. Способ используется для изучения потоков воздуха.
Другой способ, используемый в аэродинамических трубах — подмешать в поток воздуха дымка, который наглядно покажет, как движется воздух:
Для потоков жидкости можно использовать перламутр, его частички плоские, поэтому ориентируются вдоль потока и выглядят светлыми, если поток меняет направление — мы видим торцы частичек — тёмные. На этом эффекте, например, в Парке чудес Галилео мы делали экспонат «вихревая жидкость».
Если шайбу раскрутить и резко остановить, то видно, как в продолжающей по инерции движении жидкости — образуются вихри:
Акустические стоячие волны
Когда акустическая волна бежит, отражается и сама с собой интерферирует,
возможно образование стоячей волны, когда образуются узлы — места, где
волна взаимоуничтожилась, а есть места, где она взаимоусилилась. Самый
простой способ визуализации этого явления — фигуры Хладни.
Просто посыпаем пластину песком, если образуется стоячая волна, от
вибрации песок сам убежит в узлы, где вибрации нет. Такой экспонат в
парк чудес Галилео мы тоже делали: (Крутишь ручку частоты, ловишь резонансы, смотришь как красиво песок укладывается и думаешь о том что @logotipper, останется без работы - песок сам в готовые логотипы складывается)
Стоячие волны как раз одна из причин, почему резонаторы музыкальных инструментов, сделанные «от балды» могут звучать плохо. Одномерным вариантом визуализации стоячей волны является труба Кундта, с ней мы тоже намучались. Благодаря прозрачности и тому, что пробку в трубе можно перемещать, Кундт смог исследовать и измерить скорость звука в газе.
Ну и конечно труба Рубенса, где вместо воздуха с легкими частицами для визуализации используется горючий газ. В узлах давление газа будет ниже и высота столбиков пламени — ниже.
Электрическое поле
Для демонстрации электростатического заряда на поверхности можно использовать метод, который использовал Лихтенберг.
Он делал скользящий разряд от большой электрофорной машины по
поверхности диэлектрика, и затем посыпал это место тонкоизмельченным
порошком, например, серой. Частички налипали в местах, где сохранялась
поляризация диэлектрика и проявляла характерную фигуру, которая и носит
имя Лихтенберга:
(в домашних условиях можно взять белый пластик, щёлкнуть по поверхности пьезозажигалкой и «окурить» пылью тонера — фигура проявится.)
Такие фигуры вы можете часто видеть на внутренних поверхностях пластиковых деталей приборов — там годами мелкодисперсная пыль из воздуха налипает. Фактически вся лазерная печать работает на аналогичном механизме, тонер налипает на те места фотобарабана, где сохраняется электростатический заряд.
Для визуализации излучений, которые не воспринимаются глазом, используются различного вида люминесцентные экраны, они воспринимают кванты света невидимой нами длины волны, и переизлучают его уже в видимом диапазоне. Например, для рентгеновского излучения:
Аналогичные по использованию есть материалы для УФ и ИК диапазона. Вот, например, карточки, светящиеся от ИК излучения лазера, упрощающие процесс юстировки:
иииии я уперся в лимит размера поста на пикабу, опять :( Сейчас оставшееся в комментарии вынесу, там немного осталось. Все-таки первый раз публиковал на хабр, там с этим сильно проще.
Астрономы с помощью телескопов ESO обнаружили гигантские пятна на поверхности чрезвычайно горячих звезд
Эта анимация показывает, как может выглядеть одна из этих звезд и ее гигантское белесое пятно. Пятно яркое, занимает четверть поверхности звезды и вызвано магнитными полями. Когда звезда вращается, пятно на ее поверхности появляется и исчезает, вызывая видимые изменения яркости.
Ответ на пост «Нано технологии »
Насчёт обработки воды магнитным полем на самом деле не миф. Я расскажу про свой опыт. У нас в селе 2 централизованных точки добычи воды. Одна в поле на старом совхозном водозаборе - вода вполне нормальная, в меру мягкая,накипи немного. Вторая из артезианской скважины на одном из предприятий, от неё питается само предприятие и микрорайон, который образовался вокруг него работниками предприятия ещё в советское время. Кабельный. Вода здесь вкусная, но образует очень много накипи. Чайник приходилось чистить раз в 2 недели.
В общем, купили мы квартиру на Кабельном. Новостройка, 2-этажный дом, 12 квартир по 100кв.м. В 2007 году предприятие их продало работникам по 500000р, в рассрочку. Подсуетились мы и через год каждая квартира обзавелась своим котлом отпления. Вот тут остро встал вопрос защиты от накипи. Один из зачинщиков перехода на своё отопление посоветовал магнитный преобразователь воды. Товарищ ещё и был начальником котельной на предприятии и доверять его словам, по идее, было можно. Но я как то энтузиазмом не горел. Тем не менее, он меня убедил словами, что некоторые конторы не дают гарантию на котлы, если нет защиты от накипи.
В общем, котёл я купил, трубы, батареи. В магазине, где покупал всё это, мне предложили какую то электромагнитную штуковину за половину цены котла, но жаба моя меня чуть не удушила, я отказался. Поехал на рынок в Кольцово, оббегал почти все магазины, в одном нашёл пресловутый МПВ. По тем временам (2008год) он стоил что-то около 3000р. Купил, жаба орала благим матом, но не послушал. Монтировал всю систему сам, преобразователь врезал в кухне. На ванную другой отвод был, там стиралка ещё осталась.
Вот тут начались чудеса. Если до этого накипь плотной коркой в 2 миллиметра за месяц покрывала стенки чайника, то после установки МПВ она стала выпадать в осадок, на стенках, конечно, тоже налёт был, но он снимался легко. Если налёт не снимать, то в течение года на стенках появлялся слой около 2мм, похожий на халцедоновую тёрку.
Стиралка в ванной сломалась через 3 года. ТЭН просто оброс налётом, его проело насквозь. Купил самую дешёвую версию МПВ и поставил на машинку.
В квартире мы прожили 7 лет, котёл без проблем отработал 5 лет. На 6 год начались небольшие протечки из соединений. Купил комплект резинок, поменял, котёл перестал плакать. Не знаю, как котлы других производителей, у моего DAEWOO все соединения были на зажимах и резиновых уплотнителях. Соли из воды всё равно осаждались и нарушали герметичность соединений. При этом, теплообменники были с налётом, на сколько можно было рассмотреть в отверстиях, но проток воды был хороший.
В 2014 квартиру продал, построил дом, скважину сделали на 47 метров. Накипи нет вообще. Стиралка работает до сих пор с ТЭНом, который поставил ещё в квартире.
Если вы профи в своем деле — покажите!
Такую задачу поставил Little.Bit пикабушникам. И на его призыв откликнулись PILOTMISHA, MorGott и Lei Radna. Поэтому теперь вы знаете, как сделать игру, скрафтить косплей, написать историю и посадить самолет. А если еще не знаете, то смотрите и учитесь.