揭示 Thomson 跳环实验的物理机制
物理教育
2015-06-19 v1 经典物理
摘要
我们提出了一种新模型及其验证实验，揭示了 Thomson 实验中导电环飞行背后丰富的物理机制，这些物理机制曾被推动环快速上升的推力所掩盖。我们发现了飞行环电动力学的一些有趣特征，例如环与推动电磁铁之间变化的互感，或者如何在电磁铁较强磁场存在的情况下测量环自身的磁场。我们成功地将环在发散磁场中向上运动时其变量的位置依赖性和时间依赖性分离开来，从而获得了对环运动的全面认识。我们引入了一种低成本的跳环装置，该装置集成了简单的创新设备，例如一对反向连接的拾波线圈，使我们能够仔细审查环的电动力学，并以良好的精度确认了我们理论模型的预测。这项工作适合高年级理科或工科学生，既可作为教学实验室实验，也可作为开放性项目工作。
引用
@article{arxiv.1404.6024,
title = {Unveiling the physics of the Thomson jumping ring},
author = {Celso L. Ladera and Guillermo Donoso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.6024},
year = {2015}
}