Техника - молодёжи 1937-07, страница 32

количеством высокопроизводительных установок по сжижению воздуха. Кроме того, получение жидкого воздуха обходится чрезвычайно дорого, и поэтому непрерывное охлаждение, предложенное Перреном, помимо технических трудностей, еще в высшей степени не экономично.

Проф. Капица /нашел способ, как получить сверхсильное магнитное поле. Он решил создать иоле при помощи соленоида на столь короткое время, чтобы ток не успел еще выделить большо-

^!Щ£Щ' М

bs > ,-С

'•^Шт

у-".., ДГj f:

Солено ид, сконструированный проф. Капица, для получения сверхсильного магнитного поля.

го количества тепла. При этом, естественно, надо было резко снизить и время, необходимое для эксперимента со сверхсильным магнитным полем. Речь здесь шла уже о сотых долях секунды. —

Человеческое зрение не в состоянии, конечно, наблюдать явления, протекающие за такой весьма короткий промежуток времени. Но здесь проф. Капица воспользовался достижениями современной фотографии, которая позволяет легко осуществить наблюдения подобных мгновенных процессов.

Первоначально проф. Капица разработал такой тип аккумулятора, который можно было заряжать в течение нескольких минут,, а потом сразу разрядить, замкнув накоротко через соленоид. В момент замыкания через соленоид проходил ток в 6—7 тыс. ампер, давая магнитные поля силой до 80 тыс. гаусс. Таким образом, поля, полученные при помощи этого метода,

уже превосходили все то, что удавалось получать другим ученым.

В дальнейшем, развивая свой метод, проф. Капица отказался от аккумуляторов, заменив их мощным электрогенератором переменного тока. Этот генератор, находящийся сейчас в нашем Институте физических проблем, построен ® Англии.

Основное внимание при постройке генератора было уделено значительному усилению тех частей, которые подвержены большому напряжению при замыкании тока. Силы, возникающие при коротком замьскании, настолько велики, что в этот момент скорость вращения ротора генератора, совершающего 3 тыс. оборотов в минуту и весящего 2,5 т, замедляется на 10%. Это замедление происходит в течение крайне незначительного промежутка времени—всего в 0,01 сек. Поэтому оно равносильно внезапному удару огромной силы.

Ток от генератора подводится по кабелям к соленоиду, расположенному на расстоянии 20 ы от генератора. Отделить генератор от соленоида надо было потому, что иначе сильный удар в результате внезапного замедления ротора .сотрясал бы соленоид и все приборы. Ясно, что в таких условиях никакие наблюдения не были бы возможны. Бели же соленоид отнесен на некоторое расстояние от генератора, то сотрясение переда-; ется ему позднее, чем электрический ток, и этого незначительного промежутка достаточно, чтобы закончить эксперимент до толчка.

Большие трудности пришлось преодолеть при конструировании соленоида. Во время замыкания тока в соленоиде возникают огромные силы, действующие от центра во все стороны и стремящиеся разорвать соленоид. Для поля в 400 тыс. гаусс эта сила достигает 100 т.

После ряда экспериментов проф. Капица изготовил достаточно прочный соленоид следующим образам. Он сделал обмотку из медно-кадмиевой проволоки, которая имеет на 10% меньшую проводимость, чем красная медь, но зато в четыре раза прочнее ее. Сечение проволоки — квадратное. Наматывалась ?, она под сильным натяжением, чтобы вся катушка была

более компактной и прочной. Отдельные витки соленоида изолировались друг от друга слюдой. -Поверх катушки была надета особая обойма из марган-цевистой бронзы. Все это затягивалось баядажем из стальной ленты, намотанной во много слоев. Все пустоты в соленоиде были залиты жидким бакелитом, который затем, при нагревании до 150°, под давлением затвердевает.

Однако даже соленоиды та-, кой весьма солидной конструк-⁹' ции несколько расширялись под действием сильного магнитного поля, и в результате получались разрывы проволоки в "местах, подвергнутых наибольшему напряжению. Эти недостатки удалось окончательно устранить следующим образом. Обмотка соленоида была изготовлена из двух частей — внутренней и внешней. Внутренняя часть, сделанная в виде отдельной спирали, связывалась с остальной частью обмотки при помощи пружинистых скользящих контактов.

При внутреннем диаметре в 1 см такой соленоид дает маг- ; нитное иоле в 325 тыс. гаусс, ; нагреваясь всего лишь до 115". 'j При этом используется только! лишь четверть мощности генера-1 тора. Если же использовать всю мощность генератора, такой со-j леноид должен дать вдвое бо-1 лее сильное магнитное поле. '} Усиление поля вдвое вызовет и| вдвое более оильное нагревание ; соленоида, причем вчетверо воз- j растет разрывающая сила.

В случае сильного нагревания * соленоида его можно предвари-1 тельно охлаждать. Это охлаж-I дение ничего общего не имеет е с непрерывным охлаждением, | предложенным Перреном, и лег-1 ко осуществимо.

Сверхсильные магнитные поля i дают возможность изучать це- ! лый ряд явлений, затрагиваю- ] щих основные проблемы физи-1 «И, например: определение мо-: мента инерции электрона, изу- | чение сверхпроводимости метал- 1 лов в магнитном ноле, исследование явления так называемой магнитной восприимчивости, ис- j следование линий спектра в магнитном поле и др. ^ Замечательные работы проф. 1 Капица по созданию еверхеиль- • ных магнитных полей ставят нашу страну на ведущее место в области изучения природы и свойств материи.

30