第118章 《摩擦相关现象的探究与比较》

莱顿弗洛斯特效应原理

1.蒸汽膜的形成

1.莱顿弗洛斯特效应发生时,当物体接触高温表面,物体表面的液体迅速汽化形成一层蒸汽膜。这层蒸汽膜将物体与高温表面隔开,从而减小了两者之间的摩擦。例如,水滴在炽热的铁板上会跳动,就是因为形成了蒸汽膜。

2.与磁悬浮在减小摩擦方面的相似性

1.两者都有减小摩擦的效果。磁悬浮通过磁场力使物体悬浮从而消除摩擦,莱顿弗洛斯特效应通过蒸汽膜减小摩擦,都为物体的相对运动提供了低摩擦的环境。

3.与磁悬浮在减小摩擦方面的差异性

1.莱顿弗洛斯特效应依赖于高温环境和液体的汽化,而磁悬浮依赖于磁场力。莱顿弗洛斯特效应的蒸汽膜相对不稳定,其减小摩擦的效果受温度、液体量等因素影响较大;磁悬浮的磁场力相对稳定,只要磁场系统正常工作,就能持续保持低摩擦或无摩擦状态。

磁悬浮的两种机制

(一)排斥力悬浮

1.原理

1.基于同名磁极相互排斥的原理。当物体下方的磁极与下方磁性轨道的同名磁极相对时,产生的排斥力足以抵消物体的重力,使物体悬浮在空中。例如,磁悬浮列车的超导磁体与轨道上的超导磁体同名磁极相对,实现列车的悬浮。

2.应用

1.在高速磁悬浮列车领域应用广泛。高速磁悬浮列车能够以极高的速度运行,大大缩短了城市之间的交通时间。同时,在一些高精度的实验设备中,排斥力悬浮也用于减少振动和摩擦,提高实验精度。

优缺点