[NA] Magnetisme en supergeleiding

Hallo mensen,

Ik heb een sectorwerkstuk over quantum levitation, dit is een fenomeen dat ontstaat als een supergeleidend voorwerp een magnetisch veld penetreert door het Meissner effect waardoor het in het magnetische veld wordt opgesloten dit wordt ook wel quantum locking genoemd. Het supergeleidende voorwerp blijft dan in de lucht stil staan. Mijn natuurkunde docent op school weet hier weinig van. Ik wil uitleg over quantum levitation maar dan wetenschappelijk, ik wil weten wat er gebeurd in de moleculen/atomen en wat er allemaal gebeurd in details.
Wat ik wel al snap is dat het voorwerp supergeleidend word doordat het word afgekoeld waardoor de atomen niet meer bewegen dus ook niet meer botsen dus verliezen ze geen energie en is er dus ook geen elektrische weerstand, ze zijn dan dus supergeleidend. De supergeleider probeert zoals normale magneten het magnetische veld af te weren maar penetreert het veld op de één of andere manier (daarom heb ik uitleg nodig), het magnetische veld omringd de supergeleider maar raakt het niet waardoor de supergeleider zit opgesloten.

[bloodyb]

Schrödinger naamzoek!

[ThomasJu]

Welkom op dit forum!

Kreten als "spoedend" helpen vaak alleen maar averechts zijn klinken onvriendlelijk. Ik heb je titel daarom aangepast.

een sectorwerkstuk, is dat een profielwerkstuk in 4 vmbo? zo ja: goed onderwerp! Wat ben je van plan om na het vmbo te doen?

Als een voorwerp gekoeld wordt tot het gaat supergeleiden zal het alle extern aangebrachte magnetische velden tegen werken(blokkeren).

Dus dat wil zeggen dat de magnetische veldlijnen van een magneet niet meer door het voorwerp heen kunnen. Ze moeten er dus omheen. Hierdoor wordt het voorwerp ophoog geduwd.

De veldlijnen proberen zich zo goed mogelijk te verdelen over de ruimte, dus als ze voorbij het voorwerp zijn zullen ze gelijk opschuiven zodat ze de ruimte boven het voorwerp ook gebruiken. Hierdoor sluit je ook de bovenkant af. Het voorwerp wordt dus vastgehouden door het magnetische veld van de magneet.

Begrijp je dit?
Veel succes met je werkstuk in ieder geval, ik hoor graag van je hoe het gaat!

ThomasJu schreef:

Welkom op dit forum!

Kreten als "spoedend" helpen vaak alleen maar averechts zijn klinken onvriendlelijk. Ik heb je titel daarom aangepast.

een sectorwerkstuk, is dat een profielwerkstuk in 4 vmbo? zo ja: goed onderwerp! Wat ben je van plan om na het vmbo te doen?

Als een voorwerp gekoeld wordt tot het gaat supergeleiden zal het alle extern aangebrachte magnetische velden tegen werken(blokkeren).

Dus dat wil zeggen dat de magnetische veldlijnen van een magneet niet meer door het voorwerp heen kunnen. Ze moeten er dus omheen. Hierdoor wordt het voorwerp ophoog geduwd.

De veldlijnen proberen zich zo goed mogelijk te verdelen over de ruimte, dus als ze voorbij het voorwerp zijn zullen ze gelijk opschuiven zodat ze de ruimte boven het voorwerp ook gebruiken. Hierdoor sluit je ook de bovenkant af. Het voorwerp wordt dus vastgehouden door het magnetische veld van de magneet.

Begrijp je dit?
Veel succes met je werkstuk in ieder geval, ik hoor graag van je hoe het gaat!

Hallo,

Ja sorry voor de titel, ik zit een beetje in tijdnood.
Ik zit op vmbo-t 4de klas en wou hierna eigenlijk havo doen maar dat kon niet door een tekort aan vakken en extra wiskunde, ik ga hierna dus ICT doen op het MBO.
Ik begrijp je, volgens mij zat ik fout na te denken. Ik dacht dat een supergeleidend voorwerp zelf ook een magnetisch veld had en vroeg me af waarom een normale magneet dan niet ophoog word getild. Nu ik het beter snap wil ik weten wat er gebeurt in de atomen en moleculen, door welke eigenschappen van supergeleidende voorwerpen blokkeert het alle magnetische velden, ik wil dit weten want mijn eerste deelvraag is 'Wat is quantum levitation/locking' hierin wil ik uitleggen hoe het werkt met een uitgebreide uitleg want elke deelvraag moet ongeveer 3 A4'tjes zijn.

En het gaat best wel slecht want ik moet binnenkort het sectorwerkstuk in concept hebben, maar als ik het niet op tijd af heb krijg ik een sanctie en dit vind ik totaal onlogisch en belachelijk want het sectorwerkstuk moet pas rond de periode van het van het jaar worden ingeleverd.

[ThomasJu]

Zonde dat je niet door kan stromen naar de HAVO!

Dit onderwerp is ook niet zomaar iets. Het wordt pas behandeld bij universitaire/hbo natuurkunde. Vorig jaar had ik een half jaars vak meer dan 4 uur per week waar we dit soort onderdelen behandelde. Het is dus niet iets dat je volledig in een paar uur gaat begrijpen. Hoe kleiner je iets gaat bekijken(atoom en elektronen niveau) hoe complexer het wordt. Hieronder staat dus een verhaaltje waarmee het principe duidelijk wordt gemaakt, het is echter niet 100% de precieze werking er van.

Een supergeleidend voorwerp heeft zoals je waarschijnlijk weet geen weerstand. Dat wil zeggen dat je als je er 1 keer een stroom laat lopen, die voor altijd door gaat. Een magnetisch veld kan opgewerkt worden in een spoel. Je laat hier een stroom in een rondje lopen.

Dit veld kan je sterker maken op een aantal manieren. één daarvan is het aantal windingen vergroten. 2 rondjes levert meer op dan één. Een andere manier is om de stroom te vergroten. In spoelen bij normale temperatuur is dat geen optie omdat het dan te warm wordt(door de weerstand van de draad).

Bij een supergeleidende weerstand heb je hier geen last van. Daar kan er dus een hele grote stroom in een rondje blijven lopen.

Maar wat heeft dat met levitatie te maken? Nou, als je een magneet bij een supergeleidend voorwerp houd wordt er in het voorwerp een tegengesteld magnetisch veld gemaakt aan de rand. Dit heft het andere veld op. Doordat er geen weerstand is kan er dus een stroom gaan lopen die altijd dat veld opheeft. Hierdoor kan het veld van de magneet dus niet door het voorwerp heen.

Is dit ook duidelijk?

kan je goed engels? Er zijn op internet namelijk veel filmpjes te vinden op dit gebied. Bedenk je echter wel dat er vaak vanuit wordt gegaan dat de mensen die het kijken meer kennis hebben van natuurkunde.

Ook ben ik wel benieuwd wat voor opleiding je natuurkunde docent gedaan heeft als hij dit niet weet/even op kan zoeken op internet.

[Schrödinger]

Quantumlevi schreef:

Wat ik wel al snap is dat het voorwerp supergeleidend word doordat het word afgekoeld waardoor de atomen niet meer bewegen dus ook niet meer botsen dus verliezen ze geen energie en is er dus ook geen elektrische weerstand, ze zijn dan dus supergeleidend.

Dit klopt niet. Supergeleiding wordt veroorzaakt doordat elektronen binnen een materiaal paren vormen, zogenaamde Cooperparen. Om deze Cooperparen te breken heb je een bepaalde hoeveelheid energie nodig overeenkomstig met de "kritische temperatuur" (de temperatuur waar boven je geen supergeleiding meer hebt) van het materiaal.

Lees meer: http://nl.wikipedia.org/wiki/Supergeleiding

Over het uitstoten van magnetische velden:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Meissner-effect

Als je voldoende Engels beheerst is er ook een (uitgebreider) Engelstalig artikel.

ThomasJu schreef:

Zonde dat je niet door kan stromen naar de HAVO!

Dit onderwerp is ook niet zomaar iets. Het wordt pas behandeld bij universitaire/hbo natuurkunde. Vorig jaar had ik een half jaars vak meer dan 4 uur per week waar we dit soort onderdelen behandelde. Het is dus niet iets dat je volledig in een paar uur gaat begrijpen. Hoe kleiner je iets gaat bekijken(atoom en elektronen niveau) hoe complexer het wordt. Hieronder staat dus een verhaaltje waarmee het principe duidelijk wordt gemaakt, het is echter niet 100% de precieze werking er van.

Een supergeleidend voorwerp heeft zoals je waarschijnlijk weet geen weerstand. Dat wil zeggen dat je als je er 1 keer een stroom laat lopen, die voor altijd door gaat. Een magnetisch veld kan opgewerkt worden in een spoel. Je laat hier een stroom in een rondje lopen.

Dit veld kan je sterker maken op een aantal manieren. één daarvan is het aantal windingen vergroten. 2 rondjes levert meer op dan één. Een andere manier is om de stroom te vergroten. In spoelen bij normale temperatuur is dat geen optie omdat het dan te warm wordt(door de weerstand van de draad).

Bij een supergeleidende weerstand heb je hier geen last van. Daar kan er dus een hele grote stroom in een rondje blijven lopen.

Maar wat heeft dat met levitatie te maken? Nou, als je een magneet bij een supergeleidend voorwerp houd wordt er in het voorwerp een tegengesteld magnetisch veld gemaakt aan de rand. Dit heft het andere veld op. Doordat er geen weerstand is kan er dus een stroom gaan lopen die altijd dat veld opheeft. Hierdoor kan het veld van de magneet dus niet door het voorwerp heen.

Is dit ook duidelijk?

kan je goed engels? Er zijn op internet namelijk veel filmpjes te vinden op dit gebied. Bedenk je echter wel dat er vaak vanuit wordt gegaan dat de mensen die het kijken meer kennis hebben van natuurkunde.

Ook ben ik wel benieuwd wat voor opleiding je natuurkunde docent gedaan heeft als hij dit niet weet/even op kan zoeken op internet.

Dankje voor de uitleg, nu snap ik dat gedeelte al beter. Mijn engels is best goed . Ik heb veel filmpjes bekeken en teksten gelezen en begrijp ze wel ongeveer. Eerlijk gezegd weet ik niet wat voor opleiding mijn docent heeft gedaan, maar ik vond het ook al dom dat ze het niet even heeft opgezocht en het daarna het aan mij zou kunnen uitleggen. Ik zou graag ook mijn deelvragen aan je willen laten zien, ik wil weten wat er fout aan is en wat er beter kan. Veel heb ik niet aan mijn docent want die heeft niet de kennis om te weten wat er fout is of beter kan. Indien nodig zal ik mijn skype geven.

Schrödinger schreef:

Dit klopt niet. Supergeleiding wordt veroorzaakt doordat elektronen binnen een materiaal paren vormen, zogenaamde Cooperparen. Om deze Cooperparen te breken heb je een bepaalde hoeveelheid energie nodig overeenkomstig met de "kritische temperatuur" (de temperatuur waar boven je geen supergeleiding meer hebt) van het materiaal.

Lees meer: http://nl.wikipedia.org/wiki/Supergeleiding

Over het uitstoten van magnetische velden:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Meissner-effect

Als je voldoende Engels beheerst is er ook een (uitgebreider) Engelstalig artikel.

Ik heb dat artikel al gelezen en had dat ook in mijn uitleg getypt maar ik heb een filmpje gekeken van Boaz Almog met uitleg en hierin zegt hij ook dat de supergeleiding komt doordat elektronen botsen met atomen. http://www.ted.com/talks/boaz_almog_...conductor.html
In het begin begreep ik dat elektronen paren vormen en vrij kunnen bewegen zonder dat ze botsen tegen positieve ionen. Maar nadat ik het filmpje had beken van Boaz Almog had ik de uitleg veranderd. Welke van de twee is de goeie uitleg?

Quantumlevi schreef:

Ik heb dat artikel al gelezen en had dat ook in mijn uitleg getypt maar ik heb een filmpje gekeken van Boaz Almog met uitleg en hierin zegt hij ook dat de supergeleiding komt doordat elektronen botsen met atomen. http://www.ted.com/talks/boaz_almog_...conductor.html
In het begin begreep ik dat elektronen paren vormen en vrij kunnen bewegen zonder dat ze botsen tegen positieve ionen. Maar nadat ik het filmpje had beken van Boaz Almog had ik de uitleg veranderd. Welke van de twee is de goeie uitleg?

[EDIT] *Maar nadat ik het filmpje had bekeken van Boaz Almog had ik de uitleg veranderd. Maar ik heb hem een beetje veranderd, ik weet dat er waarschijnlijk veel fouten inzitten en ik heb het ook nog niet echt nagekeken. Ik heb er een printscreen van gemaakt want als ik de tekst hier plak kan de anti-plagiaat software van school dit meetellen.

Mijn uitleg (niet volledig) : http://prntscr.com/265er8
Let niet op de tekst: 107571 DEREDE dat is mijn leerlingennummer en schoolnaam in geval dat iemand het vindt en mij beschuldigt van het te hebben gekopiëerd.

[Schrödinger]

Quantumlevi schreef:

Ik heb dat artikel al gelezen en had dat ook in mijn uitleg getypt maar ik heb een filmpje gekeken van Boaz Almog met uitleg en hierin zegt hij ook dat de supergeleiding komt doordat elektronen botsen met atomen. http://www.ted.com/talks/boaz_almog_...conductor.html
In het begin begreep ik dat elektronen paren vormen en vrij kunnen bewegen zonder dat ze botsen tegen positieve ionen. Maar nadat ik het filmpje had beken van Boaz Almog had ik de uitleg veranderd. Welke van de twee is de goeie uitleg?

De elektronen vormen paren die niet meer gevoelig zijn voor de onzuiverheden in het ionrooster van het materiaal.

Het is vrij lastig om te beschrijven hoe en waarom precies elektronen die paren vormen. Sterker nog, een goede wiskundige beschrijving hiervan bestaat helemaal niet! Er ligt een Nobelprijs klaar voor een natuurkundige die dit kan uitleggen. De theorie die we er nu voor hebben, de zogenaamde BCS-theorie, werkt alleen voor "simpele" supergeleiders maar kan niet verklaren hoe supergeleiders met een hogere kritische temperatuur werken. De voornaamste reden dat het zo lastig is om een goede beschrijving te vinden is dat supergeleiding een gevolg is niet van botsingen tussen individuele elektronen en atomen maar een gevolg is van de wisselwerking van heel veel elektronen en atomen tegelijk. In de quantumfysica, waar ik zelf ook werkzaam ben, wordt dit een "many-body problem" genoemd.

http://en.wikipedia.org/wiki/Many-body_problem

Schrödinger schreef:

De elektronen vormen paren die niet meer gevoelig zijn voor de onzuiverheden in het ionrooster van het materiaal.

Het is vrij lastig om te beschrijven hoe en waarom precies elektronen die paren vormen. Sterker nog, een goede wiskundige beschrijving hiervan bestaat helemaal niet! Er ligt een Nobelprijs klaar voor een natuurkundige die dit kan uitleggen. De theorie die we er nu voor hebben, de zogenaamde BCS-theorie, werkt alleen voor "simpele" supergeleiders maar kan niet verklaren hoe supergeleiders met een hogere kritische temperatuur werken. De voornaamste reden dat het zo lastig is om een goede beschrijving te vinden is dat supergeleiding een gevolg is niet van botsingen tussen individuele elektronen en atomen maar een gevolg is van de wisselwerking van heel veel elektronen en atomen tegelijk. In de quantumfysica, waar ik zelf ook werkzaam ben, wordt dit een "many-body problem" genoemd.

http://en.wikipedia.org/wiki/Many-body_problem

Ow oke, ik begrijp wat je bedoelt en bedankt voor de uitleg.