CN105869484A - 高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置 - Google Patents

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白传易
张义邴
蔡传兵
朱光华
李铭
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Abstract

本发明涉及一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置。它包括永磁轨道和和高温超导体滑块：由一个面板、多块永磁体拼合成悬浮所需永磁轨道；由低温容器、多块高温超导块材组合高温超导体滑块。将该滑块置在具有给定高度的斜坡左侧轨道上释放，经过底部小于斜坡高度的完整圆轨道后，冲向对称的同一高度右侧轨道。本装置设计新颖、结构简单、效果明显，能精确反应了机械能守恒定律特性。

Description

高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置
技术领域
本发明涉及一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置。
背景技术
在物理学中机械能守恒定律的演示实验常规存在两种，其一是机械类型，利用光滑轨道和精制轴承，从而完成。其二是气垫导轨实验，该装置是由气泵、三角形导轨和三角形滑块组成。通过气泵生产高压气流，然后从三角导轨两侧的大量微小细孔释放气流，从而使得叠放在三角导轨上的三角滑块在气流的推动下悬浮，利用该悬浮完成机械能守恒定律的演示实验。常规的机械能守恒定律的演示实验存在摩擦损耗大、噪声污染严重。
用目前的实验方法测量物理量时存在以下两个缺陷：
1、机械类型的因轨道和轴承的摩擦，故能量消耗大
2、三角导轨两侧小孔释放的气流不均匀（每个小孔的气流强度、孔内壁的氧化物）故造成三角滑块在运动过程中重心的上下左右不稳定。即测量精度不高、噪声污染严重。
由于存在以上两个缺陷，直接导致测量精度下降、噪声污染严重。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术不足之处，提供一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置。利用超导磁悬浮特有的自稳定，使得低温容器能稳定、无摩擦的在轨道上运动。该实验装置设计新颖、结构简单，并能精确得到机械能守恒定律中物理数据。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案
一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置，包括轨道和和滑块体，其特征在于：所述轨道为永磁轨道，所述滑块为高温超导体滑块。所述永磁体轨道由永磁体拼合成一条具有连续的一定高度的斜坡左侧轨道，底部为小于斜坡高度的完整圆轨道和同一高度对称的右侧轨道固定在面板上并为一体。
所述高温超导滑块由多块高温超导块材设置在低温容器底部并为一体。在超导态下能处于悬浮状态。
本发明与现有技术相比较具有如下显而易见的实质性特点和优点：
本发明利用超导特有的磁悬浮自稳定，使低温容器悬浮在轨道上从具有一定高度的左侧轨道向下运动到底部，再经过一个完整的圆轨道，最后冲向右轨道的同一高度。精确检验了机械能守恒定律的规律。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方法
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本高温超导磁悬浮机械能守恒演示装置，包括轨道和和滑块体，其特征在于：所述轨道为永磁轨道，所述滑块为高温超导体滑块。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
所述永磁体轨道由永磁体（2）拼合成一条具有连续的给定高度的斜坡左侧轨道（3）、底部为小于斜坡高度的完整圆轨道（4）和与左侧轨道（3）同一高度切形状对称的右侧轨道（5），该三段轨道（3，4，5）通过固定支架（8）固定在基地面板（1）上并为一体。
实施例三：
本实施例与实施例二基本相同，特别之处在于：
所述高温超导滑块体由多块高温超导块材（6）设置在低温容器（7）的内腔底部构成。在超导态下能处于悬浮状态。
本高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置工作原理：
1、将多块高温超导块材平放并设置在低温容器内固定在底部并为一体，再将一体的低温容器设置在圆轨道上的最低处之上10mm（用隔热材料板预先垫平），在低温容器内注入液氮，当超导块材进入超导态时，抽取垫板，一体的低温容器处于静止、稳定的悬浮状态。
2 、缓慢的将悬浮低温容器移至左侧轨道的最高点，然后释放。低温容器从左侧最高点下滑到圆轨道的最低处（势能转换动能），再经过整圆轨道冲向右侧轨道（动能转换势能）高度等同左侧斜坡高度。

Claims (3)

1.一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示装置，包括轨道和和滑块体，其特征在于：所述轨道为永磁轨道，所述滑块为高温超导体滑块。
2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置，其特征在于所述永磁体轨道由永磁体（2）拼合成一条具有连续的给定高度的斜坡左侧轨道（3）、底部为小于斜坡高度的完整圆轨道（4）和与左侧轨道（3）同一高度切形状对称的右侧轨道（5），该三段轨道（3，4，5）通过固定支架（8）固定在基地面板（1）上并为一体。
3.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮机械能守恒演示实验装置，其特征在于：所述高温超导滑块体由多块高温超导块材（6）设置在低温容器（7）的内腔底部构成，在超导态下能处于悬浮状态。
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