marta_inj (marta_inj) wrote,
marta_inj
marta_inj

Category:

Левитация в электростатическом поле... ионы ли?


Официальное научное объяснение всякого отталкивания/притягивания при электризации - образование и накопление ионов. Считается, что с металлов летят потоки электронов, а диэлектрические материалы "поляризуются", то есть, молекулы в них разворачиваются одним боком, например, с одной стороны все поворачиваются минусом к поверхности, и поверхность становится "отрицательно заряженной", а с другой стороны все повернуты "плюсом", потому и поверхность "положительно заряжена".

Как же предмет может "левитировать" в электрическом поле? Пусть даже кусочек фольги нахватал или наотдавал электроны и теперь его тянет к электроду, но что его может тянуть к деревянной ложке/диэлектрику?



Из нижеприведенных видео ясно, что "электрод" совсем необязательно должен быть металлическим, может быть просто рука человека или деревянный предмет. И вовсе не от второго электрода зависит расположение предмета в поле. И предметы в поле могут быть как металлическим, так и диэлектрическими, но вести себя будут одинаково.







Одно остается неизменным: направление выстраивающихся цепочек зависит от геометрии поля, взаимного расположения и формы электродов и предметов.

Почему же ватка прыгает между электродом и рукой по вертикали? Почему иногда есть вращение предмета в поле, а иногда - нет?

С границ любого предмета в поле срываются потоки плазмы. Эта плазма может быть невидимой и малослышимой или вполне видимой и громкой - это зависит от размера и геометрии предмета и напряженности поля. Если предмет большой и округлый, пучки плазмы будут очень короткими и равномерно распределенными по предмету. Если у предмета есть острые края, или он вытянут в длину - пучки плазмы с краев или с острия будут длиннее. Эти пучки плазмы увлекают за собой диэлектрик, в частности, воздух. Поэтому длинный предмет в поле будет выдавать струи воздуха, и направление этих струй совпадает с самой короткой возможной траекторией плазмы.



При отсутствии нижнего электрода предмет может "стоять", опираясь на струи воздуха. Макушка вытянутого предмета будет "удерживаться" струей плазмы от электрода. Причем будет удерживаться лишь тогда, когда сам электрод достаточно широкий. При заостренном электроде и узкой струе плазмы, одетой в воздух, предмет легко сваливается в сторону. Если же электрод широкий, то струя просто слегка сдвигается вслед за отклонившимся предметом, а потом возвращает его в центр.





Внесенная в поле деревянная палочка служит вторым электродом - потому что держит ее человек, стоящий близко к источнику напряжения, и с руки этого человека поле "стекает" на палочку, формирует невидимую струю плазмы. Возникает возможность формирования более короткой траектории, и предмет быстро устанавливается на этой новой траектории.



А здесь цепочки коротких траекторий формируются из проводников и диэлектриков, очевидно, что те и другие подчиняются одним и тем же геометрическим закономерностям.


Если скатать из той же фольги шарик, то левитацию мы не увидим: слишком короткие будут струи плазмы.
Tags: Геометрия, Электричество
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 24 comments