вращение воды в магнитном поле

Вращение воды и Сила Кориолиса

Сегодня поговорим, откуда возникает вращение воды, а также о силе Кориолиса. В общем, название нашей темы такое: вращение воды и сила Кориолиса. Да да, я понимаю, что тема звучит немного непонятно, но поверьте, она очень интересная. Каждый из нас замечал, что при сливе какой-либо жидкости в сливное отверстие возникает вращение.

Это очень необычное явление, не правда ли? Вообще над этим вопросом очень много споров. Кто-то считает, что на жидкость (на воду) действует сила Кориолиса (французский физик), другие говорят, что этой силой является магнитное поле Земли (южный и северный полюс); температура, которая влияет на вращение; своеобразная форма ванны; разнообразные царапины или шероховатости. И таких предположений очень много.

Кстати, можно провести эксперимент в домашних условиях. Для этого вам сгодится обычная раковина (ванна) или даже унитаз и, конечно же, вода. Сначала необходимо закрыть плотно сливное отверстие (унитаз — исключение), например, пробкой. Затем налить воду примерно на середину объёма раковины (ванны). Подождать минут 5-10, что бы вода полностью успокоилась и заодно уменьшить воздействие колебаний, вихрей, возникших при наливании воды. И при удалении пробки, вода постепенно начнёт закручиваться в определённую сторону.

В Северном полушарии Земли — вода крутится против часовой стрелки, а в Южном полушарии — течет по часовой. Но если Вы закрутите воронку в противоположную сторону, то в большинстве случаев она продолжит вращаться в этом направлении. Это происходит, потому что объём раковины слишком мал и поэтому сила Кориолиса в этом случае очень незначительна. Также стоит сказать, что в домашних условиях немаловажную роль играет форма раковины и конструкция сливного отверстия.

Влияние силы Кориолиса

Для того чтобы увидеть влияние силы Кориолиса, нужно строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, а над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной. И только при соблюдении всех мер вышеперечисленных можно будет наблюдать истинное вращение воды (как льется вода по часовой стрелке или нет) которое в свою очередь будет зависеть от Кориолисовой силы. Согласитесь, что всё это будет сложновато устроить.

Но увидеть действие этой силы можно и в природных явлениях. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в этом полушарии более крутые — их подмывает вода под действием силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот.

Если рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый. Таких примеров можно привести множество.

Что ещё вращается и в какую сторону

Думаю, теперь Вы знаете о действии силы Кориолиса, а также разобрались с вращением воды в природе.

Источник

Влияние вращений на свойства воды (Быстрочитающие могут этот научно-практический параграф пропустить)

Влияние вращений на свойства воды (Быстрочитающие могут этот научно-практический параграф пропустить)

Повторюсь: многообразие волшебных ликов, которые способна являть нам вода, неисчислимо. Только что мы говорили, например, об электрохимическом воздействии на нее посредством российской чудотворной установки БСЛ-МЕД, а сейчас затронем возможности японского оптимизатора Nikken. Но предварительно проведем некую теоретическую конференцию.

В свое время П. Фланаган, уже памятный нам, проводя многочисленные эксперименты с водой, отметил, что при использовании для перемешивания воды австралийской машины BD образуется не просто вихрь, но параболоид вращения, что соответствует представлениям Штайнера о том, что эта яйцевидная форма, форма яиц и других яйцевидных тел, типа лесного ореха и пр., содержит в себе жизненную энергию Райха. В момент отключения машины и переключения на вращение в противоположную сторону параболоид рушится, взрывается вовнутрь, на какой-то момент образуется реальный вихрь и все тонет в хаосе, который, впрочем, представляет собой совокупность миллионов, если не миллиардов мельчайших вихрей. Здесь также идет речь об энергии, но об энергии вращения воды.

Виктор Шаубергер, лесник-исследователь горных рек в Австрии и Баварии, связывает явления разряда энергии водных вихрей с появлением гало, шаровых молний и той силы, что способна поднимать со дна и удерживать на поверхности воды в местах вихрей яйцевидные камушки. Возможно, эта же энергия позволяет рыбам преодолевать вверх по течению водопады.

Обстановку, в которой хаос превращается в порядок, называют «диссипативной структурой». Передача энергии хаоса в жидкие водные кристаллы, считает Фланаган, может как разрушить их, так и упорядочить на более высоком уровне. Задача, разумеется, заключается в том, чтобы их упорядочить.

Применение подковообразного сосуда в виде своего рода ячейки электрофореза позволило Фланагану установить связь между Дзета-потенциалом, поверхностным натяжением и структурирующим эффектом в воде.

Известным физическим явлением оказывается тот факт, что молекулы на поверхности воды обладают большей энергией. Таким образом с увеличением поверхности растет и доля молекул с большой энергией. Поэтому с увеличением внутренней поверхности воды и доли молекул с высокой энергией повышается, в частности, готовность воды к растворению, растет также и ее проникающая способность. Это особенно важно для процессов обмена веществ. Кроме того, с ростом поверхности увеличивается и восприимчивость воды к приему гомеопатической информации.

На естественную внутреннюю поверхность воды оказывают влияние внешние факторы, такие как давление, электромагнитные поля определенных частот, а также химические загрязнения. Этим объясняется и то обстоятельство, что в последние десятилетия наблюдается снижение качества воды как по химическим, так и по физическим ее свойствам. Отсюда следует необходимость искать новые пути обработки питьевой воды посредством ее физической регенерации. Левитация является таким процессом, увеличивающим динамику водной структуры и ее поверхности.

При левитации вода в резервуаре специальной формы из нержавеющей стали ускоряется ротором и направляется без турбуленции по лемнискатным гиперболическим траекториям течения. Тем самым вода заряжается поверхностной энергией. При этом увеличивается внутренняя динамика воды за счет образования микропарциальных когерентных колебаний. Такое накопление энергии воды подтверждается физическими, химическими и биофизическими экспериментами. Это явление сказывается как на субъективном восприятии улучшения обмена веществ, так и на механических процессах: например, ароматической экстракции при заварке трав или чая.

Левитированная вода за счет свой открытой структуры глубже проникает в ткани и способствует более эффективному удалению ядов (вымыванию токсинов). Вода передает энергию жидкостям организма. Она способствует регенерации морфологии крови: намечается тенденция к растворению коагулянтов, восстанавливается равновесное состояние крови. Улучшается кроветок, нормализуется кровообращение, разгружается сердечная мышца.

Левитированная вода не является специальным лекарством, ее следует рассматривать как высококачественный продукт питания, способствующий обменным процессам.

Об одной из современных уже практически существующих установок подобного типа речь впереди. А сейчас мне просто не терпится поделиться сведениями, полученными группой украинских исследователей. Позволю себе достаточно подробно процитировать выдержки из статьи «Влияние вращений на свойства воды» (авторы М. Курик, А. Курик, И. Самосюк, Н. Чухраев), опубликованной в журнале «Сознание и физическая реальность». На мой взгляд, эта работа удачно сочетает в себе подход к явлению, основанный на самой высокой точке зрения, с безупречной базой фактических доказательств.

В природе весьма распространены вращательные движения как одна из форм, влияющих на существовании жизни на Земле. Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца определяет биоритмологические процессы во всем живом на Земле и возможность существования самой жизни. Впервые идея о существовании полей, порождаемых плотностью углового момента вращения, была высказана Э. Картаном в начале XX века. Теория полей кручения (торсионных полей) является основой современной физической интерпретации физического пространства (вакуума).

К таким естественным проявлениям (торсионных полей. – Ю. А.) можно отнести вихревые движения, проявляющиеся в природе в первую очередь в воде, как самом главном минерале природы. Кроме того, вода является самой сенситивной биологической средой к воздействию различных физических полей, включая слабые торсионные поля.

Диссимметрия является характерной особенностью живых систем. Исходя из этого можно предположить, что правое и левое вращение вещества (живая структура, вода и др.) будет по-разному влиять на свойства систем, и это можно экспериментально исследовать.

С целью изучения особенностей влияния правого и левого вращения на свойства питьевой воды эксперименты велись в активаторе, способном обеспечить правое или левое вращение текущей воды, а также и воздействие на нее магнитного поля.

Эксперименты осуществлялись на обычной питьевой воде из городского крана, которая пропускалась через душер со вставленным специальным вращающим устройством.

Получены следующие результаты.

• Кислотно-щелочное равновесие воды. Вращение воды вправо всегда приводило к сдвигу кислотно-щелочного равновесия в щелочную сторону на 0,2+0,02 рН по сравнению с контролем (водой, проходящей через активатор без вращения с той же линейной скоростью). Вращение воды влево приводило к сдвигу кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону на 0,07±0,03 рН.

• Влияние магнитного поля на эффект вращения. Использовался постоянный магнит, который устанавливался в устройство вращения активатора таким образом, чтобы было возможно исследовать влияние положения зюйд-норд и норд-зюйд полюсов магнита на правое и левое вращение воды. Положение магнитных полюсов S-N по направлению протекания воды как в случае правого, так и левого вращения, не оказывало существенного влияния на изменение кислотно-щелочного равновесия, сдвигало его в кислую сторону на величину до 0,1±0,01.

• Спектр поглощения воды. Измерялся в области спектра 200-350 нм и состоял из двух спектральных участков: 230-350 нм и 200-230 нм. Изучение спектров первой части поглощения воды дало следующие результаты: обработанная правым вращением вода имела коэффициент экстинкции несколько меньше (на 10%) по сравнению с необработанной водой. Обработанная левым вращением вода имеет коэффициент экстинкции несколько больше (на 10 %) по сравнению с необработанной водой. Это означает, что вращение воды влияет на взаимодействие микроэлементов питьевой воды с самой ее матрицей как растворителем, то есть изменяет свойства питьевой воды.

• Кристаллооптические исследования. Исследование структуры твердой фазы воды позволило сделать следующие выводы. Контрольная питьевая вода практически не имеет структурного упорядочения. Питьевая вода, прошедшая через правовращающие тела, приобретает упорядоченную структуру, что улучшает ее биологическую активность, а вода, прошедшая через левовращающий активатор, не изменяет существенно структур.

• Биологическая активность. Питьевая вода, прошедшая через правовращающий активатор, имеет в 2-2,5 раза большую биологическую активность, чем контрольная, а вода, прошедшая через левовращающий активатор, не дает существенного повышения биологической активности.

Изложенные результаты можно объяснить исходя из физических представлений о полях кручения физического вакуума (торсионных полях). Вращательное движение питьевой воды создает вращательный поток анионов и катионов, что в свою очередь создает соответствующие вихревые токи. Возникающие токи порождают вихревые электромагнитные поля, которые в процессе взаимодействия с магнитным полем Земли приводят к изменению свойств исходной питьевой воды. Полученные результаты свидетельствуют о возможности повышения биологической активности питьевой воды за счет применения правовращающего (по часовой стрелке) активатора с постоянным магнитом S-N по ходу протекания воды.

Честно говоря, руки у меня чешутся продолжить эту благодатную тему цитированием из других достойных источников, однако насильно обрываю теоретическое обоснование еще одной ипостаси волшебницы Воды, чтобы сразу показать практические возможности, вытекающие для нас из этих посылов.

Японская компания Nikken создала в своих лабораториях имитацию природных условий образования «живой» воды и разработала технологию ее фильтрации Nikken PiMag. Не стану сейчас описывать все ступени процесса превращения воды водопроводной в живую, заострю внимание лишь на его завершающей стадии: вращающийся ротор внутри оптимизатора закручивает воду в воронку, наполняя ее кислородом и пропуская через магнитное поле.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Неразгаданные свойства воды

Неразгаданные свойства воды Вода — мыслящее вещество. А так ли это на самом деле?Только вода встречается в земных условиях во всех трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. При этом большинство ее свойств не вписывается в общие физические принципы. Эта

Чудесные свойства воды

Чудесные свойства воды ЭТО ВАЖНО!Отложение и рост камней и прочих затвердений начинается в жидких средах организма, поэтому качеству питьевой воды следует уделять первостепенное значение. В зависимости от свойств воды отвары, настои различных трав могут проявлять свое

Уникальные свойства воды

Уникальные свойства воды По своим свойствам вода – самое уникальное вещество в природе из веществ, известных человеку. Другие жидкости при отвердевании повышают свою плотность и, отвердев, тонут в собственной жидкой фазе. Вода, превращаясь в лед, увеличивает свой объем

Вода и дети. Влияние воды на здоровье и развитие детей

Вода и дети. Влияние воды на здоровье и развитие детей Вода начинает влиять на детей задолго до рождения, с момента зачатия. Очень интересно этот момент отразил Г.?Брехман в своей статье «Вода как энергоинформационный канал связи неродившегося ребенка, матери и

Вода и эмоции. Влияние эмоций на энергетику воды

Вода и эмоции. Влияние эмоций на энергетику воды Правила приготовления пищи Мнение, что мужчины – лучшие повара, чем женщины, имеет под собой реальную основу. Мужчины в большинстве своем менее эмоциональны и в меньшей степени подвержены влиянию чужих эмоций, поэтому

Влияние святой воды на энергетику

Влияние святой воды на энергетику Очень хорошо помогает святая вода восстанавливать энергетику дома. В одном доме муж и жена стали ругаться друг с другом «на пустом месте», обычно сдержанные и спокойные люди начали кричать друг на друга, появились головные боли и

Открытие на кончике пера (Просьба к скорочитающим этот параграф пропустить)

Открытие на кончике пера (Просьба к скорочитающим этот параграф пропустить) В 2002 году мне довелось обрести брошюру «Вода» доктора биологических наук С. В. Зенина. Сразу скажу, что данный труд написан на языке, предназначенном для понимания специфической аудиторией

Бог правду видит (Быстрочитающих просят данный параграф пропустить)

Бог правду видит (Быстрочитающих просят данный параграф пропустить) Предыдущая часть книги завершалась раздумьями о причинах, побуждающих членов отечественного Комитета по борьбе с научным инакомыслием множить свои ряды и самозабвенно разжигать свой энтузиазм. Помимо

Лечебные свойства минеральной воды

Лечебные свойства минеральной воды Бесспорно, любая минеральная вода обладает целебными свойствами. Но это вовсе не означает, что можно покупать любую доступную воду и пить ее в большом количестве. Даже при общей невысокой минерализации (до 1 г/л) в воде может быть

Волшебные свойства воды

Волшебные свойства воды С физической точки зрения, человек почти на 80 % состоит из воды, и клетки организма плавают в межклеточной жидкости, как рыбки в аквариуме. Ещё более водным является начало жизни: в эмбрионе человека 97–99 % воды.Общее содержание воды в организме

Влияние кристаллической решетки воды на человека

Влияние кристаллической решетки воды на человека Жизнь – это одушевленная вода. Леонардо да

Глава 1. Уникальные свойства воды

Глава 1. Уникальные свойства воды С точки зрения химического состава ничего волшебного или непонятного в строении воды нет — ну подумаешь, одна молекула водорода удерживает две молекулы кислорода, что тут сложного? Другое дело, что химически чистая вода — это нонсенс,

Полезные свойства коралловой воды

Полезные свойства коралловой воды Коралловая вода – источник кальция, который необходим для нормального функционирования всех систем организма.В живом организме кальций является одним из важнейших элементов, определяющих его состояние. Кальций выполняет множество

Полезные свойства пирамидальной воды

Полезные свойства пирамидальной воды В 1930 году было установлено, что органические вещества, помещенные в пирамиду, не портятся и не разлагаются, а зазубренные лезвия бритв, полежавшие в картонной пирамиде, снова становятся гладкими и острыми.Энергия пирамид исцеляет,

Источник

Вращение воды в магнитном поле

В современном мире существует целый пласт явлений, которые с точки зрения классической физики либо маловероятны, либо вообще невозможны. К таким явлениям относятся различные феномены остаточного влияния магнитных полей на элементы биотехносферы, в частности, феномен магнитной воды. Так что же такое магнитная вода?

Молекула воды имеет два положительных заряда атомов водорода и два отрицательных заряда атома кислорода. В результате образуются четыре водородных связи между четырьмя молекулами воды. Величина этих связей равна 25 кДж/моль. В силу таких особенностей водородных связей, структура воды крайне неустойчива. Наличие таких связей обуславливает поверхностное натяжение воды, ее магнитную восприимчивость, высокую диэлектрическую проницаемость и другие свойства.

О том, что магнитное поле каким-то образом изменяет свойства воды, было известно еще в ХIII в. Но лишь в ХХ веке на это явление стали обращать внимание физики и биологи. Магнитная обработка воды оказалась весьма эффективной при борьбе с накипью. Воду предварительно подвергали магнитной обработке, в результате чего накипь резко уменьшалась.

Магнитная обработка помогает не только предотвращать выпадение неорганических солей из воды, но и значительно уменьшать отложения органических веществ, например парафинов. Такая обработка оказывается полезной при добыче и перекачке высокопарафинистой нефти, причем замечено, что действие поля возрастает, если нефть оводнена.

Эффект ускорения кристаллизации и уменьшения размеров кристаллов, выпадающих из магнитной воды, используется и в других областях, например в строительной индустрии. Большая эффективность применения омагниченной воды наблюдается при производстве бетона, затвердение которого ускоряется с 28 до 7 дней, а прочность повышается в среднем на 45%. При этом расход цемента сокращается приблизительно на 16%.

Сегодня область применения омагниченной воды чрезвычайно разнообразна. Но возникает вопрос: на какую воду (идеально чистую или реально существующую) лучше действует магнитное поле? Конечно, на воду, представляющую собой смесь различных соединений водорода с кислородом и притом содержащую в растворе различные газы и другие растворенные вещества. Приведем перечень основных изменений, наблюдавшихся у природной воды, обязательно протекающей в магнитном поле: ускорение коагуляции и слипания взвешенных в воде твердых частиц; образование кристаллов соли при выпаривании не на стенках, а в объеме; изменения смачиваемости твердых поверхностей; ускорение и усиление адсорбции; ускорение растворения твердых тел; изменение концентрации растворенных газов; возрастание слипания минеральных частиц в 2-4 раза.

Уменьшение образования накипи и других отложений солей остается наиболее широкой областью применения магнитной обработки. Если в воде присутствуют диссоциирующие соли (реальная вода), при магнитной обработке происходит несколько процессов: смещение электромагнитными силами полей равновесия между структурными компонентами воды; физико-химический механизм увеличения центров кристаллизации в объеме жидкости после ее магнитной обработки, а также изменение скорости коагуляции (слипания и укрупнения) дисперсных частиц в потоке жидкости.

Как видно, магнитное воздействие на воду вызывает множество эффектов, природу и область применения которых еще только предстоит изучать. Проникновение в суть этого явления откроет не только практические возможности, но и новые свойства воды.

Источник

Изучение движения молекулы воды в электрическом и магнитном полях

ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ
МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ

Оглавление

Характеристики воды 3

Электрические свойства молекул и дипольный момент 4

Движение молекулы воды в электрическом поле 5

Магнитный дипольный момент 7

Движение молекулы воды в магнитном поле 8

Список литературных источников 9

Введение

Вода – одно из самых распространенных веществ на нашей планете, она имеет огромное значение в эволюции как живой, так и неживой природы. Спектр применения воды необычайно широк: быт, промышленность, сельское хозяйство – этот список можно продолжать сколь угодно долго. Именно поэтому изучением воды, ее физических и химических свойств, до сих пор занимаются ученые всего мира. Вода, казалось бы, самое обыкновенное вещество, но имеет столько неразгаданных тайн и неизученных свойств.

Тема данной исследовательской работы – «Изучение движения молекулы воды в электрическом и магнитном полях». Чтобы больше понять о веществе, нужно рассмотреть его мельчайшую частицу – атом либо молекулу. В этой работе будут рассмотрены некие свойства молекулы воды.

Изучение движения молекулы представляет практический интерес. Как влияет на молекулу однородное, неоднородное электрическое поле? Каким образом молекула движется в магнитном поле?

Характеристики воды

Вода (оксид водорода) – бинарное неорганическое соединение, химическая формула – . Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, соединенных между собой ковалентной полярной связью. Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27′). Молекулу воды можно представить как элементарный диполь – частицу с положительно и отрицательно заряженными полюсами.

При нормальных условиях вода – прозрачная жидкость, не имеющая ни цвета (в малом объеме), ни запаха, ни вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном – водяным паром. При атмосферном давлении вода замерзает (превращается в лёд) при температуре в 0°C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100°C.

Плотность воды – 0,9982 г/куб. см., ее динамическая вязкость (ст. усл.) – 0,00101 Па•с (при 20°C), ее кинематическая вязкость (ст. усл.) – 0,01012 кв. см/с (при 20°C), температура плавления – 0°C, температура кипения – 99,974°C, молярная теплоёмкость (ст. усл.) – 75,37 Дж/(моль•К), теплопроводность (ст. усл.) – 0,56 Вт/(м•K).

При давлении в 611,73 Па температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01°C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. [3]

При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки льда падает со снижением давления.

При температуре 374°C (647 K) и давлении 22,064 МПа вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. [4]

При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения.

При таянии льда, его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/куб. см). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается. При нагревании от 0°C до 4°C (точнее 3,98°C), вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4°C, более холодная вода, как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а под льдом сохраняется положительная температура. Высокая температура и удельная теплота плавления (0°C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100°C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом. Высокая теплоёмкость жидкой воды. Высокая вязкость. Высокое поверхностное натяжение.

Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. [4] Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом. Он отвечает более чем за 60% парникового эффекта. [4] Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи. [4]

Электрические свойства молекул и дипольный момент

Электрические свойства молекул – важные характеристики строения молекул. Изучение таких свойств устанавливает закономерности связи свойств со строение молекул. Знание электрических свойств поможет при описании явлений, происходящих при помещении молекулы в электрическое поле, в чем и состоит цель данной работы.

Молекулы всех веществ делятся на полярные (дипольные) и неполярные. В дипольных молекулах центры отрицательных и положительных зарядов не совпадают, к таким молекулам относится молекула воды.

Атомы в молекуле воды расположены под углом, вершина которого – атом кислорода, он является центром распределения отрицательного заряда, а между атомами водорода – центр распределения положительного заряда. Заряды создают молекулярные силовые поля. [2] Количественная характеристика полярности определяется электрическим моментом диполя, который равен произведению величины положительного заряда на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному:

,
где q – величина положительного заряда, I – вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном.

Для системы из N частиц электрический дипольный момент равен

,
где – заряд частицы с номером i, а – её радиус-вектор [6].

Для воды дипольный момент равен: Кл*м.

Движение молекулы воды в электрическом поле

Итак, будет ли электрическое поле действовать на помещенную в него молекулу воды? Каково это действие? Каким будет движение молекулы, поступательным или вращательным? Какова будет скорость молекулы, ее перемещение, ускорение?

Прежде всего, необходимо рассмотреть движение заряженных частиц в электрическом поле. На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти по следующей формуле:

.

Кулоновская сила сообщает ускорение:

,
где m – масса заряженной частицы [1].

Но вода – диэлектрик, то есть молекула воды нейтральна. Действует ли на нее электрическое поле?

Так как молекула воды – диполь, то действие электрического поля направлено на ее разноименные полюса. На положительные полюса действует сила, направленная по линиям напряженности поля, а на отрицательный полюс – сила, направленная против линий напряженности. Электрическое поле окажет на молекулу воды ориентирующее действие вдоль направления поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул, стремящееся произвольно «разбросать» диполи. В итоге совместного действия поля и теплового движения возникает преимущественная ориентация дипольных электрических моментов вдоль поля, возрастающая с увеличением напряженности электрического поля и с уменьшением температуры [2].

В однородном внешнем электрическом поле с напряженностью Е на заряды диполя будут действовать силы F1 = F2 = qE. Разложим их на составляющие и , . Cоставляющие и стремятся растянуть диполь, а составляющие и создают вращающие моменты и поворачивают диполь (по часовой стрелке) до тех пор, пока он не расположится вдоль силовой линии.

Рис.1.3. Диполь в однородном электрическом поле

,

,
– вращающие моменты (моменты сил), векторы моментов направлены от нас перпендикулярно чертежу. Результирующий момент равен .

Вращающий момент (момент сил), действующий на молекулу во внешнем поле в скалярной и векторной формах:

.

Вектор момента направлен перпендикулярно плоскости рисунка, то есть при помещении диполя в электрическое поле момент будет поворачивать так, чтобы диполь стал параллельным .

Молекула приобретает угловое ускорение , равное отношению момента сил к моменту инерции :

.

Момент инерции молекулы воды может быть выполнен по формуле классической механики:

,
где K – общее число химических элементов, образующих исследуемую молекулу; — значения их атомных масс; — расстояния между ядрами атомов и центром вращения молекулы.

Момент инерции служит мерой инертности тела при вращении, а следовательно, играет ту же роль, что и масса при поступательном движении.

В однородном электрическом поле молекула воды будет поворачиваться вокруг своего центра масс вдоль силовых линий поля, но вращательного движения происходить не будет, движение молекулы будет колебательным.

В неоднородном электрическом поле на положительный и отрицательный заряды молекулы будут действовать неодинаковые силы, их значения будут различны по модулю.

Рис. 1.4. Диполь в неоднородном электрическом поле

— изменение напряженности на отрезке , где б – угол между векторами и .

— результирующая сила.

— сила, действующая на диполь.

В неоднородном электрическом поле молекула воды не просто будет поворачиваться, но еще и начнет притягиваться к области усиления поля, то есть туда, где гуще силовые линии. Таким образом, движение молекулы относительно электрического поля можно считать поступательным.

Магнитный дипольный момент

Исследование взаимодействий полюсов постоянных магнитов привело к представлению о существовании магнитных зарядов, аналогичных электрическим зарядам. Пара таких магнитных зарядов, равных по модулю и противоположных по знаку, рассматривались как магнитный диполь. Позднее было установлено, что магнитных зарядов не существует, что магнитные поля создаются движущимися электрическими зарядами, то есть электрическими токами. Однако понятие о магнитном дипольном моменте сохранили, поскольку на больших расстояниях от замкнутых проводников, по которым протекают токи, магнитные поля оказываются такими же, как если бы их порождали магнитные диполи.

Магнитный момент (магнитный дипольный момент) – основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Магнитным моментом обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. Магнитный момент элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и других), как показывает квантовая механика, обусловлен существованием у них механического момента – спина. [8] Спин имеет квантовую природу и не связан с перемещением частицы как единого целого.

,
где h – постоянная Планка, равная Дж*с.

Экспериментально установлено, что в этих единицах (в соответствии с правилами квантовой механики) наблюдаемые проекции всех спинов на заданное направление принимают либо целое, либо полуцелое значение (либо 1, 2, 3… либо , , . ).

Магнитный дипольный момент атома или ядра аналогичен характеристике стрелки компаса. Он представляет собой вращающий момент, действующий на атом или ядро в магнитном поле. Дипольный момент – векторная величина. Магнитный момент атома высчитывается:

,
где q – заряд электрона, h – постоянная Планка, c – скорость света, – масса электрона. Магнитные моменты ядер обычно измеряют в единицах ядерного магнетона , который равен магнетону Бора, деленному на отношение масс протона и электрона, а именно .

Намагничивание магнетиков (любого класса) характеризуется намагниченностью, которая определяется как векторная сумма магнитных моментов атомов магнетика в единице объема:

,

Где J – намагниченность, — вектор магнитного момента, V – объем.

Физическая величина, коэффициент, характеризующий связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля в веществе – магнитная проницаемость.

.

Магнитная восприимчивость — физическая величина, характеризующая связь между магнитным моментом (намагниченностью) вещества и магнитным полем в этом веществе.

,
где J – намагниченность веществ под действием магнитного поля, — напряженность магнитного поля.

Движение молекулы воды в магнитном поле

Будет ли действовать магнитное поле на молекулу воды? Вода – диамагнетик, то есть вещество, результирующий магнитный момент атомов которого равен нулю. Атомы воды не имеют собственных магнитных полей. Но, электроны атома, помещенного во внешнее магнитное поле, приобретают дополнительное вращение, обусловленное полем. В магнитном поле диамагнитный атом приобретает магнитный момент, следовательно, он создает собственное магнитное поле.

При наличии внешнего магнитного поля все атомы диамагнетика (воды) приобретают магнитные моменты одного направления, противоположного внешнему полю. Поля магнитных диполей-атомов усиливают друг друга, и магнетик приобретает собственное магнитное поле направления, противоположного внешнему магнитному полю. Внутри магнетика магнитное поле ослабляется. Однако намагничивание диамагнетика имеет место лишь в присутствии внешнего поля. При снятии поля диамагнитный эффект немедленно исчезает.

Что происходит при помещении молекулы воды в магнитное поле? Когда диполь воды помещается в магнитное поле, на него действует сила Лоренца, заставляющая молекулу совершать колебательные движения.

Сила Лоренца – сила действия электромагнитного поля согласно классической (неквантовой) электродинамике на точечную заряженную частицу. Выражается:

,

Где q – заряженная частица, — напряженность электрического поля, — вектор магнитной индукции, не зависящий от величины заряда и скорости его движения, — вектор скорости заряженной частицы относительно системы координат, в которой вычисляются – модуль силы Лоренца и модуль вектора магнитной индукции. [9]

Источник