שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
האם לא בריא לשוחח בטלפון במעלית?
רבים יודעים שלא מומלץ לשוחח בטלפון הנייד במעלית. אבל למה בעצם? - העובדה היא שמעלית היא למעשה כלוב מתכת סגור, שמוכר במושג ובשם "כלוב פאראדיי" (Faraday Cage). המושג הזה הוא על שם הפיזיקאי הבריטי המפורסם וחלוץ מאלפי החשמל מייקל פאראדיי (Michael Faraday) ותוכלו לקרוא עליה בתגית "כלוב פאראדיי".
פאראדיי גילה כבר במאה ה-19 שקופסה העשויה מחומר מוליך חשמלי מונעת מגלים אלקטרומגנטיים לחדור פנימה או לצאת החוצה.
כשאנו נכנסים למעלית, אנחנו למעשה נכנסים לתוך מבנה מתכתי סגור שפועל בדיוק כמו כלוב פאראדיי. קשה לגלים האלקטרומגנטיים שהטלפון הנייד שלנו משתמש בהם לתקשורת לחדור דרך דפנות המעלית. המתכת של דפנות המעלית מפזרת את האותות האלקטרומגנטיים על פני המשטח החיצוני שלה ומחזירה אותם, מה שמקשה מאוד על הטלפון לקיים תקשורת יציבה עם אנטנות הסלולר הקרובות.
התופעה הזו מתעצמת כאשר המעלית נעה בין קומות. בזמן התנועה, הן השפעת קירות בטון והמתכת של המבנה עצמו והן המרחק המשתנה ללא הפסקה בין הטלפון שלנו לאנטנות הקרובות, גורמים לאות, שכבר נחלש בגלל כלוב פאראדיי, להיחלש עוד יותר. התוצאה היא שיחות מקוטעות, הפרעות בקליטה ולעתים אף ניתוק מוחלט של השיחה.
מעבר לאי הנעימות של שיחה מקוטעת, אומרים ששימוש בטלפון במעלית יכול להיות מזיק לבריאות. כאשר הטלפון מתקשה לתפוס אות, הוא מגביר את עוצמת השידור שלו באופן אוטומטי בניסיון להתגבר על ההפרעות. המשמעות היא שכל מי שנמצאים במעלית נחשפים לקרינה אלקטרומגנטית חזקה יותר בחלל הסגור של המעלית. אבל מומחים קבעו כבר מזמן שהנזק משיחות קצרות של טלפון אחד או שניים בה לא מסוכנת.
חלק מהמעליות המודרניות מצוידות במגברי אות פנימיים (repeaters) שמשפרים את הקליטה. ועדיין, הפתרון הטוב ביותר הוא להתאפק לרגע ופשוט להימנע משיחות טלפון במעלית. זה גם לא מנומס ובכל מקרה - אם חייבים לענות לשיחה חשובה, כדאי להודיע לצד השני שאתם במעלית ושהשיחה עלולה להתנתק. עדיף להמתין ליציאה מהמעלית כדי לנהל שיחה רצופה ונעימה יותר, ובמקביל להפחית את החשיפה שלנו לקרינה מיותרת ולשמור על עצמנו ועל שכנינו ל"חווית המעלית" מריב מיותר.
אפשר להאמין לסרטון המצחיק והחכם הזה (עברית):
https://youtu.be/_aotWfFn8i0
האמת על הצד הבריאותי של שיחות טלפון במעלית:
https://youtu.be/SCj659kHrHE
והסבר מפורט לבעיית הטלפון במעלית:
https://youtu.be/CdDNQJhjBDU?long=yes
מהו הגנרטור של ואן דה גראף?
מחולל ואן דה גראף (Van de Graaf generator), או מחולל ואן דר גראף כמו שמכנים אותו רבים, הוא מכשיר מרתק בעולם הפיזיקה. הוא מדגים באופן מוחשי את העקרונות של חשמל סטטי וממחיש את היכולת להפוך אנרגיה מכנית לחשמלית, תוך שילוב פשטות מכנית עם תוצאות חשמליות מרשימות.
מכשיר זה, שפותח ב-1931 על ידי הפיזיקאי האמריקאי רוברט ואן-דר-גרף (Robert Jemison Van de Graaff), הוא משאבת מטענים המפרידה בין מטענים חיוביים לשליליים.
בליבו של המחולל, הגנרטור, נמצאת חגורת גומי או פלסטיק, המסתובבת במהירות בין שתי גלגלות. תנועה זו, פשוטה ככל שתהיה, היא המפתח ליצירת מתחים גבוהים מאוד. כאשר החגורה נעה, היא אוספת מטענים חשמליים מזעריים ממברשות מתכת הממוקמות בתחתית המכשיר. מטענים אלה מועברים לחלקו העליון של המכשיר, שם הם נאספים על ידי כיפות מתכת גדולות.
התהליך הזה, המתרחש באופן מתמיד, גורם להצטברות של מטענים חיוביים בכיפה העליונה ומטענים שליליים בכיפה התחתונה. ההפרדה הזו של מטענים יוצרת הפרש פוטנציאלים עצום בין שתי הכיפות, שיכול להגיע למאות אלפי וולטים. התוצאה המרשימה ביותר של תהליך זה היא היווצרות של ניצוצות חשמליים מרהיבים בין הכיפות.
מחולל הוואן דר גרף משמש לא פעם להדגמת כוח החשמל הסטטי, בעיקר דרך תופעת השיער המזדקר. כשאדם נוגע במכשיר, מטענים חשמליים מתפזרים על גופו ושערו. כל שערה שנטענת באותו מטען, גורמת לדחייה הדדית ולהזדקרות דרמטית. עוצמת התופעה תלויה בכמות המטען, אורך השיער ותנאי הסביבה.
למרות המראה המרשים ואולי אף מפחיד לרגע, התופעה בטוחה בדרך כלל. היא מזכירה תופעות יומיומיות כמו "פצפוצים" בהורדת סוודר או שיער "מעופף" בסירוק. תופעה זו, המהווה כלי חינוכי מצוין להמחשת עקרונות החשמל, מדגימה כיצד כוחות פיזיקליים משפיעים על חיינו היומיומיים.
למרות שכיום מחולל ואן דר גרף משמש בעיקר להדגמות בשיעורי פיזיקה, בעבר היה לו תפקיד חשוב במחקר מדעי ואפילו ברפואה. יתרונו הגדול טמון ביכולתו לייצר מתחים גבוהים מאוד באמצעות מנגנון פשוט יחסית. עם זאת, המכשיר סובל מיעילות נמוכה ומקושי בשליטה מדויקת על המתח המיוצר.
חינוכית, מחולל ואן דר גרף הוא דוגמה מצוינת לאופן שבו עקרונות פיזיקליים בסיסיים יכולים להוביל לתוצאות מרשימות. הוא ממחיש את הקשר בין תנועה מכנית לבין אנרגיה חשמלית, ומדגים את העוצמה הטמונה בהפרדת מטענים חשמליים. גם בעידן הטכנולוגי המתקדם שלנו, מכשיר פשוט זה עדיין מצליח להפליא ולהלהיב תלמידים וחובבי מדע כאחד.
כך פועל ואן דר גראף גנרטור:
https://youtu.be/y20lKZB5BR0
הדגמה של מחולל ואן דר גראף (עברית):
http://youtu.be/Ii1UifBoTb0?t=15s
השיער המזדקר:
https://youtu.be/3Ptu07enIsY
בחיוך אבל מיסטר בין חייב להיות בלתי:
https://youtu.be/dJ-Bp852A-w
מהו כלוב פאראדיי?
כלוב פאראדיי (Faraday cage) הוא כלוב, תא או מקום החוסם קרינה אלקטרומגנטית. משמעות החסימה הזו היא שכשהכיסוי הסלולרי בחוץ הוא טוב, הוא לא יכול להיכנס פנימה ולכן איננו מגיע לשוהים בפנים.
זהו כלוב שקרינה חשמלית אינה חודרת אליו. בזכות החומר שממנו הוא עשוי, הכלוב מקטין את השדה החשמלי שבתוכו ל-0. כלוב הפאראדיי צריך להיות גוף סגור, שמורכב כולו מחומר מוליך חשמל, כמו ברזל, אלומיניום וכדומה.
העיקרון של כלוב פאראדיי נקרא על שם מגלה האלקטרומגנטיות מייקל פאראדיי, שהתבסס על תיאוריה של המדען הגרמני קרל פרידריך גאוס. האחרון הראה שמוליך חשמלי גורם לאיפוס של השדה החשמלי, כלומר אינו מאפשר לקרינה האלקטרומגנטית לעבור אותו.
כשמייקל פאראדיי נתקל בחישוביו של גאוס הוא החליט לבנות מעין כלוב מתכת, שלא יאפשר לשדה האלקטרומגנטי שבחוץ לחדור פנימה ויחסום את הקרינה.
#שימושים נפוצים בכלוב פאראדיי
עד היום משמשים כלובי פאראדיי בחיי היום יום שלנו. מכשירים רבים נבנו בתוך מארזי מתכת כדי למנוע שיבושים בשל השראה חשמלית של קרינה חשמלית מבחוץ.
המיקרוגל מונע מהקרינה לדלוף החוצה על ידי המבנה המתכתי שלו, שמתפקד כ... כלוב פאראדיי.
מעבדות רבות משתמשות בכלוב פאראדיי כדי לבודד את המכשירים והציוד האלקטרוני שבתוכן משדות חשמליים חיצוניים.
מקומות שונים, כמו בתי חולים וחדרי ניתוח, מונעים מהשוהים בהם קליטה סלולארית על ידי יצירה של כלוב פאראדיי זמני. חסימת הקרינה האלקטרומגנטית אל תוך כלוב הפאראדיי מונעת מהכיסוי הסלולרי שבחוץ להיכנס ולהגיע לשוהים בפנים.
גם חוסר הקליטה הסלולארית שאנו מכירים מהמעלית למשל, הוא כלוב פאראדיי.
#פעילות קצרה למחשבה:
==================
האם יש בעיה שכלוב פאראדיי יוכל לפתור לדעתכם בעולם?
האם תוכלו לחקור ולגלות עוד שימושים שעושים בכלובי פאראדיי בעולם?
הנה הדגמה של כלוב פאראדיי (עברית):
http://youtu.be/XLrmq5IPvuw?t=31s
אנשים בכלוב פאראדיי שנחשפים ולא נפגעים מחשמל מסוכן:
http://youtu.be/x7uCAvEhP1E
והסבר של הכלוב של פאראדיי:
http://youtu.be/yHfgqDcEqfA
מהי אלקטרומגנטיות?
אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת (Electromagnetism) היא הקשר המיוחד שבין חשמל למגנטיות. זהו תחום בפיזיקה שעוסק בתופעות הקשורות למטען חשמלי.
אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵט הוא מגנט שנוצר מזרם חשמלי. אלקטרומגנט ניתן ליצור באמצעות כל תיל (חוט) שבו עובר זרם חשמלי, המייצר מסביבו שדה מגנטי.
איך יוצרים אלקטרומגנט? - ניקח את הסילונית, שהיא פיסת תיל מבודד, כלומר שיש בידוד מסביבו. אם זרם חשמלי עובר דרך הסילונית וכל עוד עובר בה זרם, תתנהג הסילונית כמגנט. כלומר, יהיה לה שדה חשמלי חזק, שיש בו קוטב דרומי וקוטב צפוני.
אגב, אם מפזרים אבקת ברזל סביב תיל, ניתן לראות שכשהזרם החשמלי מופעל ועובר בו, חלקיקי אבקת הברזל יסתדרו במעגלים, לפי השדה המגנטי שהתיל יוצר.
השדה האלקטרומגנטי או שדה כוח אלקטרומגנטי מורכב משדה חשמלי ושדה מגנטי שנעים ביחד כשהם מצומדים. במילים אחרות, אובייקטים בעלי מטען חשמלי שנמצאים בתאוצה, מתפשטים יחד ומשפיעים זה על זה, מה שיוצר את השדה האלקטרומגנטי.
אלקטרומגנטיות היא תופעה מדהימה. כבר ב-1820 גילה הנס כריסטיאן ארסטד (Ørsted) פרופסור לפיזיקה וכימיה מדנמרק, שזרם חשמלי שזורם דרך תיל, גורם למחט של מצפן סמוך להסתובב ולסטות מהצפון. הוא היה הראשון שזיהה קשר כלשהו בין חשמל למגנטיות.
מייקל פאראדיי, מגלה האלקטרומגנטיות, היה הראשון שהבין שישנו שדה חשמלי שמקיף כל מטען חשמלי בעולם. השדה החשמלי הזה זז עם המטען החשמלי לכל מקום שבו נמצא המטען החשמלי הזה. פאראדיי שיער גם שטלטול של המטען החשמלי מייצר "קרינה אלקטרומגנטית". ב-1931 הוא מצא ששדה מגנטי משתנה, שיצר מגנט מתנועע, יכול להביא לזרימת חשמל בסליל מוליך. מכאן יווצרו הגנרטורים, מחוללים של חשמל, שמייצרים כיום חשמל בכמויות חשמל, על ידי כוח מגנטי משתנה, המניע אלקטרונים בתיל, בכיוון מסוים ובכך יוצרים זרם.
גם זרם חילופין יוצר שדה אלקטרומגנטי. זו אחת התרומות של ניקולה טסלה, ממציא זרם החילופין והאיש שלו אנו חייבים את מערכת החשמל המודרנית.
באמצעות הקרינה האלקטרומגנטית עובדים כיום מכשירים כמו הרדיו, הטלוויזיה, הטלפון הנייד, הרנטגן, המיקרוגל ועוד. הדבר המדהים שרובנו לא יודעים הוא שגם אור הוא קרינה אלקטרומגנטית.
הנה האלקטרומגנטיות והאופן בו אנו חווים אותה ביום יום - באור, בגלי הרדיו ועוד (מתורגם):
https://youtu.be/O0PawPSdk28
הדגמה מומחשת של האלקטרומגנטיות:
https://youtu.be/Elv3WpL32UE
והאם הקרינה האלקטרומגנטית הולכת ופוגעת בנו? (מתורגם):
https://youtu.be/FfgT6zx4k3Q?long=yes
מהן קרני המוות של טסלה?
רבים לא יודעים שבסוף חייו ניסה הממציא הגאון ניקולה טסלה, לפתח "קרני מוות" (Death Rays). זוהי המצאה שהייתה אמורה להיות מסוגלת לפוצץ מטוס באוויר, טנקים בשדה הקרב ואפילו צוללות מתחת לפני הים.
כשהרעיון נבט בראשו של טסלה הזקן והוא פרסם אותו בעיתונות, הוא זכה לביקורת קטלנית על קרני המוות הללו, בעיקר כיוון שלא יכול היה להציג דבר מלבד רעיון ראשוני וכנראה גם ללא בסיס הנדסי או מדעי של ממש.
ואכן, קרני המוות מעולם לא פותחו על ידי ניקולה טסלה ומלבד פרסומם כרעיון הוא לא הספיק ליישם בחייו דבר בתחום זה.
אבל באופן אירוני, הצליח טסלה לחזות את העתיד או לפחות את הצד המשונה שלו. המדע המודרני הכמעט בידיוני גילה מאז את קרני המוות, בעת שפיתחה ארצות הברית את תכנית ההשמדה של טילים רוסיים בחלל.
התכנית, שזכתה לשם "מלחמת הכוכבים", התבססה על השמדה באמצעות קרניים דומות ולבסוף התגלתה כלא מעשית. ואולי היא דווקא כן אפשרית, שכן כיום טוענים ההיסטוריונים ש"מלחמת הכוכבים" היה אחת הסיבות להתמוטטות הגוש הקומוניסטי ומירוץ החימוש הגרעיני. כך שבעצם קרני המוות הללו השמידו מעצמת-על עוד בטרם הופעלו בכלל...
מכל מקום, הטכנולוגיה הצבאית בימינו יודעת לעשות דברים רבים שהם מתקדמים מאד, כמו הנשק הסקלרי שמתבסס על אנרגיה אלקטרומגנטית חזקה פי כמה מאבק שריפה לירי של פגזים.
קרני מוות, שפעלו כנשק לייזר ימי, פותחו למשל על ידי ארה"ב ובריטניה. בשנות ה-80 הבריטים כמעט והשתמשו בהן במלחמת פוקלנד, כדי לסנוור טייסים של ארגנטינה, יריבתה של אנגליה בעימות.
ארצות הברית ממשיכה לפתח נשק כזה ובשנים האחרונות דווח על כך שהוא מתחיל להיות מעשי.
הנה קטע ממשחק שבו יורים קרני מוות מ"מגדל טסלה" שהמציא ניקולה טסלה:
https://youtu.be/gm41frzxtFM
חששות של אנשים שפיצוץ שאירע בארה"ב היה תוצר של תקלה בקרני מוות שמפתח הצבא:
http://youtu.be/h_0WYF6dT6M
דיווח מהשנים האחרונות על כך שלארה"ב כבר יש נשק מסוג זה שפוגע במטוסים:
http://youtu.be/bTCQvhlz4L8
הפוטנציאל של הלייזר להיות כלי הלוחמה הבא של חיל האוויר ולעשות טוב להרתעה ובלית ברירה גם לעת קרב (עברית):
https://youtu.be/bFBl4TWduJ8
מטוס בואינג מצויד במערכת ירי לייזר להשמדת טילים:
http://youtu.be/6w-ql8msl0U
וסרט רוסי עם תרגום על ההמצאה המפחידה של טסלה:
https://youtu.be/Bewore4Tl9M?long=yes
רבים יודעים שלא מומלץ לשוחח בטלפון הנייד במעלית. אבל למה בעצם? - העובדה היא שמעלית היא למעשה כלוב מתכת סגור, שמוכר במושג ובשם "כלוב פאראדיי" (Faraday Cage). המושג הזה הוא על שם הפיזיקאי הבריטי המפורסם וחלוץ מאלפי החשמל מייקל פאראדיי (Michael Faraday) ותוכלו לקרוא עליה בתגית "כלוב פאראדיי".
פאראדיי גילה כבר במאה ה-19 שקופסה העשויה מחומר מוליך חשמלי מונעת מגלים אלקטרומגנטיים לחדור פנימה או לצאת החוצה.
כשאנו נכנסים למעלית, אנחנו למעשה נכנסים לתוך מבנה מתכתי סגור שפועל בדיוק כמו כלוב פאראדיי. קשה לגלים האלקטרומגנטיים שהטלפון הנייד שלנו משתמש בהם לתקשורת לחדור דרך דפנות המעלית. המתכת של דפנות המעלית מפזרת את האותות האלקטרומגנטיים על פני המשטח החיצוני שלה ומחזירה אותם, מה שמקשה מאוד על הטלפון לקיים תקשורת יציבה עם אנטנות הסלולר הקרובות.
התופעה הזו מתעצמת כאשר המעלית נעה בין קומות. בזמן התנועה, הן השפעת קירות בטון והמתכת של המבנה עצמו והן המרחק המשתנה ללא הפסקה בין הטלפון שלנו לאנטנות הקרובות, גורמים לאות, שכבר נחלש בגלל כלוב פאראדיי, להיחלש עוד יותר. התוצאה היא שיחות מקוטעות, הפרעות בקליטה ולעתים אף ניתוק מוחלט של השיחה.
מעבר לאי הנעימות של שיחה מקוטעת, אומרים ששימוש בטלפון במעלית יכול להיות מזיק לבריאות. כאשר הטלפון מתקשה לתפוס אות, הוא מגביר את עוצמת השידור שלו באופן אוטומטי בניסיון להתגבר על ההפרעות. המשמעות היא שכל מי שנמצאים במעלית נחשפים לקרינה אלקטרומגנטית חזקה יותר בחלל הסגור של המעלית. אבל מומחים קבעו כבר מזמן שהנזק משיחות קצרות של טלפון אחד או שניים בה לא מסוכנת.
חלק מהמעליות המודרניות מצוידות במגברי אות פנימיים (repeaters) שמשפרים את הקליטה. ועדיין, הפתרון הטוב ביותר הוא להתאפק לרגע ופשוט להימנע משיחות טלפון במעלית. זה גם לא מנומס ובכל מקרה - אם חייבים לענות לשיחה חשובה, כדאי להודיע לצד השני שאתם במעלית ושהשיחה עלולה להתנתק. עדיף להמתין ליציאה מהמעלית כדי לנהל שיחה רצופה ונעימה יותר, ובמקביל להפחית את החשיפה שלנו לקרינה מיותרת ולשמור על עצמנו ועל שכנינו ל"חווית המעלית" מריב מיותר.
אפשר להאמין לסרטון המצחיק והחכם הזה (עברית):
https://youtu.be/_aotWfFn8i0
האמת על הצד הבריאותי של שיחות טלפון במעלית:
https://youtu.be/SCj659kHrHE
והסבר מפורט לבעיית הטלפון במעלית:
https://youtu.be/CdDNQJhjBDU?long=yes
מחולל ואן דה גראף (Van de Graaf generator), או מחולל ואן דר גראף כמו שמכנים אותו רבים, הוא מכשיר מרתק בעולם הפיזיקה. הוא מדגים באופן מוחשי את העקרונות של חשמל סטטי וממחיש את היכולת להפוך אנרגיה מכנית לחשמלית, תוך שילוב פשטות מכנית עם תוצאות חשמליות מרשימות.
מכשיר זה, שפותח ב-1931 על ידי הפיזיקאי האמריקאי רוברט ואן-דר-גרף (Robert Jemison Van de Graaff), הוא משאבת מטענים המפרידה בין מטענים חיוביים לשליליים.
בליבו של המחולל, הגנרטור, נמצאת חגורת גומי או פלסטיק, המסתובבת במהירות בין שתי גלגלות. תנועה זו, פשוטה ככל שתהיה, היא המפתח ליצירת מתחים גבוהים מאוד. כאשר החגורה נעה, היא אוספת מטענים חשמליים מזעריים ממברשות מתכת הממוקמות בתחתית המכשיר. מטענים אלה מועברים לחלקו העליון של המכשיר, שם הם נאספים על ידי כיפות מתכת גדולות.
התהליך הזה, המתרחש באופן מתמיד, גורם להצטברות של מטענים חיוביים בכיפה העליונה ומטענים שליליים בכיפה התחתונה. ההפרדה הזו של מטענים יוצרת הפרש פוטנציאלים עצום בין שתי הכיפות, שיכול להגיע למאות אלפי וולטים. התוצאה המרשימה ביותר של תהליך זה היא היווצרות של ניצוצות חשמליים מרהיבים בין הכיפות.
מחולל הוואן דר גרף משמש לא פעם להדגמת כוח החשמל הסטטי, בעיקר דרך תופעת השיער המזדקר. כשאדם נוגע במכשיר, מטענים חשמליים מתפזרים על גופו ושערו. כל שערה שנטענת באותו מטען, גורמת לדחייה הדדית ולהזדקרות דרמטית. עוצמת התופעה תלויה בכמות המטען, אורך השיער ותנאי הסביבה.
למרות המראה המרשים ואולי אף מפחיד לרגע, התופעה בטוחה בדרך כלל. היא מזכירה תופעות יומיומיות כמו "פצפוצים" בהורדת סוודר או שיער "מעופף" בסירוק. תופעה זו, המהווה כלי חינוכי מצוין להמחשת עקרונות החשמל, מדגימה כיצד כוחות פיזיקליים משפיעים על חיינו היומיומיים.
למרות שכיום מחולל ואן דר גרף משמש בעיקר להדגמות בשיעורי פיזיקה, בעבר היה לו תפקיד חשוב במחקר מדעי ואפילו ברפואה. יתרונו הגדול טמון ביכולתו לייצר מתחים גבוהים מאוד באמצעות מנגנון פשוט יחסית. עם זאת, המכשיר סובל מיעילות נמוכה ומקושי בשליטה מדויקת על המתח המיוצר.
חינוכית, מחולל ואן דר גרף הוא דוגמה מצוינת לאופן שבו עקרונות פיזיקליים בסיסיים יכולים להוביל לתוצאות מרשימות. הוא ממחיש את הקשר בין תנועה מכנית לבין אנרגיה חשמלית, ומדגים את העוצמה הטמונה בהפרדת מטענים חשמליים. גם בעידן הטכנולוגי המתקדם שלנו, מכשיר פשוט זה עדיין מצליח להפליא ולהלהיב תלמידים וחובבי מדע כאחד.
כך פועל ואן דר גראף גנרטור:
https://youtu.be/y20lKZB5BR0
הדגמה של מחולל ואן דר גראף (עברית):
http://youtu.be/Ii1UifBoTb0?t=15s
השיער המזדקר:
https://youtu.be/3Ptu07enIsY
בחיוך אבל מיסטר בין חייב להיות בלתי:
https://youtu.be/dJ-Bp852A-w
כלוב פאראדיי (Faraday cage) הוא כלוב, תא או מקום החוסם קרינה אלקטרומגנטית. משמעות החסימה הזו היא שכשהכיסוי הסלולרי בחוץ הוא טוב, הוא לא יכול להיכנס פנימה ולכן איננו מגיע לשוהים בפנים.
זהו כלוב שקרינה חשמלית אינה חודרת אליו. בזכות החומר שממנו הוא עשוי, הכלוב מקטין את השדה החשמלי שבתוכו ל-0. כלוב הפאראדיי צריך להיות גוף סגור, שמורכב כולו מחומר מוליך חשמל, כמו ברזל, אלומיניום וכדומה.
העיקרון של כלוב פאראדיי נקרא על שם מגלה האלקטרומגנטיות מייקל פאראדיי, שהתבסס על תיאוריה של המדען הגרמני קרל פרידריך גאוס. האחרון הראה שמוליך חשמלי גורם לאיפוס של השדה החשמלי, כלומר אינו מאפשר לקרינה האלקטרומגנטית לעבור אותו.
כשמייקל פאראדיי נתקל בחישוביו של גאוס הוא החליט לבנות מעין כלוב מתכת, שלא יאפשר לשדה האלקטרומגנטי שבחוץ לחדור פנימה ויחסום את הקרינה.
#שימושים נפוצים בכלוב פאראדיי
עד היום משמשים כלובי פאראדיי בחיי היום יום שלנו. מכשירים רבים נבנו בתוך מארזי מתכת כדי למנוע שיבושים בשל השראה חשמלית של קרינה חשמלית מבחוץ.
המיקרוגל מונע מהקרינה לדלוף החוצה על ידי המבנה המתכתי שלו, שמתפקד כ... כלוב פאראדיי.
מעבדות רבות משתמשות בכלוב פאראדיי כדי לבודד את המכשירים והציוד האלקטרוני שבתוכן משדות חשמליים חיצוניים.
מקומות שונים, כמו בתי חולים וחדרי ניתוח, מונעים מהשוהים בהם קליטה סלולארית על ידי יצירה של כלוב פאראדיי זמני. חסימת הקרינה האלקטרומגנטית אל תוך כלוב הפאראדיי מונעת מהכיסוי הסלולרי שבחוץ להיכנס ולהגיע לשוהים בפנים.
גם חוסר הקליטה הסלולארית שאנו מכירים מהמעלית למשל, הוא כלוב פאראדיי.
#פעילות קצרה למחשבה:
==================
האם יש בעיה שכלוב פאראדיי יוכל לפתור לדעתכם בעולם?
האם תוכלו לחקור ולגלות עוד שימושים שעושים בכלובי פאראדיי בעולם?
הנה הדגמה של כלוב פאראדיי (עברית):
http://youtu.be/XLrmq5IPvuw?t=31s
אנשים בכלוב פאראדיי שנחשפים ולא נפגעים מחשמל מסוכן:
http://youtu.be/x7uCAvEhP1E
והסבר של הכלוב של פאראדיי:
http://youtu.be/yHfgqDcEqfA
אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת (Electromagnetism) היא הקשר המיוחד שבין חשמל למגנטיות. זהו תחום בפיזיקה שעוסק בתופעות הקשורות למטען חשמלי.
אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵט הוא מגנט שנוצר מזרם חשמלי. אלקטרומגנט ניתן ליצור באמצעות כל תיל (חוט) שבו עובר זרם חשמלי, המייצר מסביבו שדה מגנטי.
איך יוצרים אלקטרומגנט? - ניקח את הסילונית, שהיא פיסת תיל מבודד, כלומר שיש בידוד מסביבו. אם זרם חשמלי עובר דרך הסילונית וכל עוד עובר בה זרם, תתנהג הסילונית כמגנט. כלומר, יהיה לה שדה חשמלי חזק, שיש בו קוטב דרומי וקוטב צפוני.
אגב, אם מפזרים אבקת ברזל סביב תיל, ניתן לראות שכשהזרם החשמלי מופעל ועובר בו, חלקיקי אבקת הברזל יסתדרו במעגלים, לפי השדה המגנטי שהתיל יוצר.
השדה האלקטרומגנטי או שדה כוח אלקטרומגנטי מורכב משדה חשמלי ושדה מגנטי שנעים ביחד כשהם מצומדים. במילים אחרות, אובייקטים בעלי מטען חשמלי שנמצאים בתאוצה, מתפשטים יחד ומשפיעים זה על זה, מה שיוצר את השדה האלקטרומגנטי.
אלקטרומגנטיות היא תופעה מדהימה. כבר ב-1820 גילה הנס כריסטיאן ארסטד (Ørsted) פרופסור לפיזיקה וכימיה מדנמרק, שזרם חשמלי שזורם דרך תיל, גורם למחט של מצפן סמוך להסתובב ולסטות מהצפון. הוא היה הראשון שזיהה קשר כלשהו בין חשמל למגנטיות.
מייקל פאראדיי, מגלה האלקטרומגנטיות, היה הראשון שהבין שישנו שדה חשמלי שמקיף כל מטען חשמלי בעולם. השדה החשמלי הזה זז עם המטען החשמלי לכל מקום שבו נמצא המטען החשמלי הזה. פאראדיי שיער גם שטלטול של המטען החשמלי מייצר "קרינה אלקטרומגנטית". ב-1931 הוא מצא ששדה מגנטי משתנה, שיצר מגנט מתנועע, יכול להביא לזרימת חשמל בסליל מוליך. מכאן יווצרו הגנרטורים, מחוללים של חשמל, שמייצרים כיום חשמל בכמויות חשמל, על ידי כוח מגנטי משתנה, המניע אלקטרונים בתיל, בכיוון מסוים ובכך יוצרים זרם.
גם זרם חילופין יוצר שדה אלקטרומגנטי. זו אחת התרומות של ניקולה טסלה, ממציא זרם החילופין והאיש שלו אנו חייבים את מערכת החשמל המודרנית.
באמצעות הקרינה האלקטרומגנטית עובדים כיום מכשירים כמו הרדיו, הטלוויזיה, הטלפון הנייד, הרנטגן, המיקרוגל ועוד. הדבר המדהים שרובנו לא יודעים הוא שגם אור הוא קרינה אלקטרומגנטית.
הנה האלקטרומגנטיות והאופן בו אנו חווים אותה ביום יום - באור, בגלי הרדיו ועוד (מתורגם):
https://youtu.be/O0PawPSdk28
הדגמה מומחשת של האלקטרומגנטיות:
https://youtu.be/Elv3WpL32UE
והאם הקרינה האלקטרומגנטית הולכת ופוגעת בנו? (מתורגם):
https://youtu.be/FfgT6zx4k3Q?long=yes
קרינה סלולארית
רבים לא יודעים שבסוף חייו ניסה הממציא הגאון ניקולה טסלה, לפתח "קרני מוות" (Death Rays). זוהי המצאה שהייתה אמורה להיות מסוגלת לפוצץ מטוס באוויר, טנקים בשדה הקרב ואפילו צוללות מתחת לפני הים.
כשהרעיון נבט בראשו של טסלה הזקן והוא פרסם אותו בעיתונות, הוא זכה לביקורת קטלנית על קרני המוות הללו, בעיקר כיוון שלא יכול היה להציג דבר מלבד רעיון ראשוני וכנראה גם ללא בסיס הנדסי או מדעי של ממש.
ואכן, קרני המוות מעולם לא פותחו על ידי ניקולה טסלה ומלבד פרסומם כרעיון הוא לא הספיק ליישם בחייו דבר בתחום זה.
אבל באופן אירוני, הצליח טסלה לחזות את העתיד או לפחות את הצד המשונה שלו. המדע המודרני הכמעט בידיוני גילה מאז את קרני המוות, בעת שפיתחה ארצות הברית את תכנית ההשמדה של טילים רוסיים בחלל.
התכנית, שזכתה לשם "מלחמת הכוכבים", התבססה על השמדה באמצעות קרניים דומות ולבסוף התגלתה כלא מעשית. ואולי היא דווקא כן אפשרית, שכן כיום טוענים ההיסטוריונים ש"מלחמת הכוכבים" היה אחת הסיבות להתמוטטות הגוש הקומוניסטי ומירוץ החימוש הגרעיני. כך שבעצם קרני המוות הללו השמידו מעצמת-על עוד בטרם הופעלו בכלל...
מכל מקום, הטכנולוגיה הצבאית בימינו יודעת לעשות דברים רבים שהם מתקדמים מאד, כמו הנשק הסקלרי שמתבסס על אנרגיה אלקטרומגנטית חזקה פי כמה מאבק שריפה לירי של פגזים.
קרני מוות, שפעלו כנשק לייזר ימי, פותחו למשל על ידי ארה"ב ובריטניה. בשנות ה-80 הבריטים כמעט והשתמשו בהן במלחמת פוקלנד, כדי לסנוור טייסים של ארגנטינה, יריבתה של אנגליה בעימות.
ארצות הברית ממשיכה לפתח נשק כזה ובשנים האחרונות דווח על כך שהוא מתחיל להיות מעשי.
הנה קטע ממשחק שבו יורים קרני מוות מ"מגדל טסלה" שהמציא ניקולה טסלה:
https://youtu.be/gm41frzxtFM
חששות של אנשים שפיצוץ שאירע בארה"ב היה תוצר של תקלה בקרני מוות שמפתח הצבא:
http://youtu.be/h_0WYF6dT6M
דיווח מהשנים האחרונות על כך שלארה"ב כבר יש נשק מסוג זה שפוגע במטוסים:
http://youtu.be/bTCQvhlz4L8
הפוטנציאל של הלייזר להיות כלי הלוחמה הבא של חיל האוויר ולעשות טוב להרתעה ובלית ברירה גם לעת קרב (עברית):
https://youtu.be/bFBl4TWduJ8
מטוס בואינג מצויד במערכת ירי לייזר להשמדת טילים:
http://youtu.be/6w-ql8msl0U
וסרט רוסי עם תרגום על ההמצאה המפחידה של טסלה:
https://youtu.be/Bewore4Tl9M?long=yes
