Обнаружены Западные и Восточные полюса у постоянных магнитов

[EUgeneUS]

Gribkov
Во-первых, нигде не увидел (может быть и просмотрел) - как Вы объясняете наблюдаемую "полосатость", и почему Вы ассоциируете её с линиями магнитного поля?
Очевидно, что на второй картинке в этом посту линии не являются линиями магнитного поля, создаваемого образцом.

Во-вторых, не приводя обоснования
а) почему возникает "полосатость"
б) какое отношение эти линии имеют к силовым линиям магнитного поля образца,
Вы ничего не можете сказать о природе неоднородностей, в этих линиях.

В-третьих, не имея ни малейшего представления о природе наблюдаемых неоднородностей, называть их Восточным и Западным полюсами - лженаука и апофения.

[мат-ламер]

Gribkov
А зачем вообще такие сложности с электронными пучками? Не проще ли накрыть предмет листом бумаги и рассыпать на него железные опилки? Сразу будет понятно, где там восточный и западный полюса

[Gribkov]

"Видно, что картины сил на "западе" и на "востоке" -- существенно различные. Поэтому и траектории электронов там будут заведомо различными. Поэтому вот этот результат

Gribkov в сообщении #1644463 писал(а):

При проведении экспериментов в сканирующем электронном микроскопе с магнитными образцами был обнаружен эффект анизотропии траектории электронов в магнитном поле.

является ожидаемым и не требует для своего объяснения выдумывания загадочных новых магнитных полюсов"

Спасибо за внимание к моей работе

Ваше объяснение хорошо подходит к данному фото

2-3 by Михаил Грибков, on Flickr


Однако разница между этими двумя фото ( это кадры из видео притяжения трех идентичных магнитов ) слишком велика , по моему мнению, чтобы ее объяснить так же просто


восточные-1 by Михаил Грибков, on Flickr


западные 1 by Михаил Грибков, on Flickr

-- 02.07.2024, 19:53 --

[quote="EUgeneUS в сообщении #1644745"]Gribkov
Во-первых, нигде не увидел (может быть и просмотрел) - как Вы объясняете наблюдаемую "полосатость", и почему Вы ассоциируете её с линиями магнитного поля?
Очевидно, что на второй картинке в этом посту линии не являются линиями магнитного поля, создаваемого образцом.

Во-вторых, не приводя обоснования
а) почему возникает "полосатость"
б) какое отношение эти линии имеют к силовым линиям магнитного поля образца,
Вы ничего не можете сказать о природе неоднородностей, в этих линиях"


Прежде чем делать выводы ,прочитайте препринт-там есть ответы на ваши вопросы

[Gribkov]

Cos(x-pi/2)

Предлагаю обсудить видео из данного поста

Лженаучная ссылка удалена

[Cos(x-pi/2)]

Gribkov

Gribkov в сообщении #1645231 писал(а):

Предлагаю обсудить видео из данного поста

Обсуждайте. Насчёт придуманных Вами полюсов я уже высказался раньше, могу добавить только вот что:

1. Возможны разные постановки научной задачи. В "прямой" задаче о динамике частиц мы задаём силовое поле, а траектории частиц надо вычислить и затем на опыте пронаблюдать их, сравнить с результатами расчётов. "Обратная" задача -- по траекториям частиц надо вычислить действующие на них поля.

У Вас же нет ни основанного на теории количественного анализа возможных траекторий электронов, ни расчёта поля по получающимся в СЭМ картинкам. Эти картинки не являются изображением магнитного поля: ваши детекторы в СЭМ не измеряют магнитное поле, а как-то регистрируют электроны, отклоняющиеся неоднородным полем магнитных образцов, и их траектории могут быть очень замысловатыми.

2. Вы с самого начала ошиблись, предположив, будто магнит должен давать симметричные изображения в СЭМ. Реальные изображения в СЭМ, как и следует из законов физики, "анизотропны". Некоторые картинки выглядят причудливо, я согласен, и могут впечатлить эмоционального зрителя. Но эти картинки и сопутствующие им эмоции не доказывают вашу выдумку о новых магнитных полюсах.

Ваши новые полюса - это лженаучная выдумка, основанная не на серьёзном анализе, а лишь на впечатлениях от созерцания картинок.

3. Выдуманных Вами полюсов нет ни в теории электромагнетизма, уже досконально проверенной необъятным множеством опытов, ни в более чем столетней инженерной практике по созданию самых разнообразных электромагнитных устройств.

Картина намагниченности материалов и ферромагнитных деталей разной формы может быть сложной и изменчивой, в том числе зависящей от полей внешних источников, - она определяется конкретикой доменной структуры в каждом конкретном образце. Соответственно и картина магнитного поля вблизи образца может быть сложной, с этим фактом никто не спорит. Но всё подчиняется известным законам физики и не требует выдумывания новых полюсов; есть обширная научная литература (монографии, статьи в периодических научных изданиях) о магнитном поле и свойствах магнитных материалов.

4. Ваш метод визуализации в СЭМ магнитного взаимодействия образцов разной формы, наверное, найдёт практическое применение в каких-то технических задачах; (может быть, например, в дефектоскопии элементов магнитных устройств). Наверное, Вы сможете и опубликовать свою методику и картинки, после необходимой их систематизации и анализа, в серьёзных технических журналах; но для этого следует отбросить лженаучные выдумки про новые полюса и якобы новые физические явления. Картинки ваши - да, новые (если никто раньше не разглядывал магниты в СЭМ так, как Вы), а законы физики чего бы то ни было в СЭМ - старые, давно известные.

[Gribkov]

Спасибо за ответы
1 Прямая Задача в COMSOL уже считалась и результаты были разными у разных специалистов. Обратная задача сложна , но исследование распределения g-линий достаточно для оценки параметров поля
2 насчет ассиметрии она очень значительная и ранее не наблюдалась-можно ли считать ее новым физическим эффектом? Кстати проверьте ваш рисунок на направление силы Лоренца ,на нем показано полная противоположность реальным наблюдениям
3 Если я изменю названия полюсов на Западные и Восточные области -это перестанет раздражать научное сообщество? Я же должен объяснить магнитные выступы на ровныx кольцах, которые изменяют свою форму при их взаимодействии в реальном времени.
4 Проблема с публикациями в том, что редакторы требуют теоретически объяснить эффект анизотропии и рисунки ,аналогичные вашему их не устраивают
Практическое применение очень велико, кроме дефектоскопии, за счет новой возможности динамического наблюдения изменения магнитных полей в реальных устройствах при их работе, в частности в зазоре электродвигателей и в магнитных муфтах .

[sergey zhukov]

Gribkov в сообщении #1645344 писал(а):

Прямая Задача в COMSOL уже считалась и результаты были разными у разных специалистов

Это даже и я, пожалуй, однозначно смогу посчитать. И где хотя бы один результат такого расчета? Где картинка того, что мы должны увидеть в электронный микроскоп в случае даже самого простейшего однородного магнитного поля?

Редакторы совершенно правильно требуют. У вас же вообще никаких расчетов нет. Откуда заявления о новых якобы эффектах, когда даже не проверено, что это все совершенно так и должно быть согласно древним законам электромагнетизма?

[мат-ламер]

Gribkov
Предлагаю вам поступить следующим образом. Приведите точные определения - что такое полюс магнита, что такое северный, южный, восточный, западный полюса? Предлагаю рассчитать достаточно простую модель. Возьмём тонкий намагниченный стержень. Понятно, какие у него будут полюса. Теперь возьмём второй точно такой же и положим его крест-накрест на первый (чтобы они соприкасались серединами) перпендикулярно. Разберитесь и рассчитайте, как в такой модели будут проходить силовые линии? Нарисуйте силовые линии либо от руки, либо в каком-нибудь матпакете и выложите сюда. Посмотрим, как ваш рисунок согласуется с вашими определениями.

[Gribkov]

sergey zhukov в сообщении #1645353 писал(а):

Gribkov в сообщении #1645344 писал(а):

Прямая Задача в COMSOL уже считалась и результаты были разными у разных специалистов

Это даже и я, пожалуй, однозначно смогу посчитать. И где хотя бы один результат такого расчета? Где картинка того, что мы должны увидеть в электронный микроскоп в случае даже самого простейшего однородного магнитного поля?

Описание задачи для расчета распределения электронов в плоскости рядом с магнитом

В качестве образца использовался неодимовый магнит (NdFeB), марки N38.
Размер 10x3x2 мм
В задаче возможно использовать стандартные конфигурации магнита близкой формы с аналогичным намагничиванием, с указанием точных размеров
Использовались детекторы магнитного поля (G-детектор) в виде пластины размером 50x50 мм с заземляющим контактом, на поверхности которой выполнена сетка из немагнитного материала
Расстояние от точки вылета до плоскости G-детектора=42 мм, энергия пучка электронов 30 кв, ток пучка 5 нА
Диаметр пучка 20 мм, электроны не взаимодействуют друг с другом, скорость в точке вылета 100 000 000 м/с
Магнит расположен согласно рис 2.
Необходимо рассчитать распределение электронов в плоскости G-детектора, вид сверху аналогично рис 2,3 в зависимости от времени в интервале от 0.5 нс до 10нс
( примерно 10 точек), а также интеграл по времени (сумма плотностей электронов за время от 0.5 нс до 10нс)
Результат необходим в виде изображения распределения электронов в плоскости G-детектора, вид сверху с указанными полюсами и размерами магнита, а также в виде файлов для программы COMSOL ( постановка задачи и решение)


coms by Михаил Грибков, on Flickr

Это результаты расчета данной задачи- совпадения с экспериментом не наблюдается

20-100 by Михаил Грибков, on Flickr

-- 07.07.2024, 12:37 --

мат-ламер в сообщении #1645396 писал(а):

Gribkov
Предлагаю вам поступить следующим образом. Приведите точные определения - что такое полюс магнита, что такое северный, южный, восточный, западный полюса? Предлагаю рассчитать достаточно простую модель. Возьмём тонкий намагниченный стержень. Понятно, какие у него будут полюса. Теперь возьмём второй точно такой же и положим его крест-накрест на первый (чтобы они соприкасались серединами) перпендикулярно. Разберитесь и рассчитайте, как в такой модели будут проходить силовые линии? Нарисуйте силовые линии либо от руки, либо в каком-нибудь матпакете и выложите сюда. Посмотрим, как ваш рисунок согласуется с вашими определениями.

"Магни́тный по́люс, участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности отлична от нуля"- определение из энциклопедии, интересно, что в учебниках для вузов определения я не смог найти. Понятно что в реальном магните нормальной составляющей равной нулю нигде нет, но минимумы и максимумы существуют , так что определение странное .Я обозначил восточные и западные области полюсами для удобства определения нахождения, видимо придется называть их областями. У меня проблема в том, что теоретики, даже доктора наук в этой области к которым я обращался , не могут предсказать и рассчитать ,как будет выглядеть например намагниченный шар в электронном микроскопе, в зависимости от ориентации относительно сканирующего пучка.

[sergey zhukov]

Gribkov в сообщении #1645491 писал(а):

совпадения с экспериментом не наблюдается

А вам не кажется, что картинка с искривленными полосками в принципе никак не может совпасть с картинкой с разноцветными пятнами? Зачем нам вообще считать плотность электронов? Это же не имеет никакого значения в этой задаче.

Если я правильно понимаю работу сканирующего электронного микроскопа, он сканирует поверхность электронным лучом и получает отраженные/вторичные электроны. Пучок электронов выпускается в известном направлении, приемник же не разбирает направление прихода отраженных/вторичных электронов и по умолчанию считает, что все они испущены из точки, в которую попадает электронный луч в данный момент (предполагается, что луч прямой). Поэтому искривление траекторий вторичных/отраженных электронов вообще не имеет в этом опыте значения и может быть проигнорировано. Чтобы расчитать картинку, которую видно в электронный микроскоп, нужно для каждой точки на экране с координатами $(X,Y)$, в которую попал бы прямой луч в отсутствии поля, вычислить другую точку экрана в которую попадает искривленный в магнитном поле луч $(X_{corr}, Y_{corr})$. Это значит, что при включении магнитного поля точка изображения $(X_{corr}, Y_{corr})$ "переедет" в точку $(X,Y)$, т.е. после включения магнитного поля над исходным изображением будет выполнено преобразование $(X_{corr}, Y_{corr}) \to (X,Y).

Рассчитать путь частицы в магнитном поле известной конфигурации никакого особого труда не представляет. Можно легко это сделать для случая, скажем однородного магнитного поля в цилиндрической области и построить соответствующую картинку. Просто даже представляя это решение в уме очевидно, что там получится за картинка с "западным" и "восточным" полюсом.

[sergey zhukov]

Вот, например, рассмотрим цилиндрическую область, заполненную однородным магнитным полем. Электронный пучок сканирует эту область сверху. Допустим, излучатель далеко, так что можно рисовать все положения пучка параллельными (хотя и сходящиеся ничем не сложнее):

Попадая в область поля, электрон летит по окружности фиксированного радиуса, а угол между касательной к траектории электрона на входе в область поля и касательной к траектории электрона на выходе просто пропорционален длине траектории в поле. Если поле выключить, электрон летит по прямой. Если включить - по кривой. Т.е. после включения магнитного поля та точка изображения, которая была видна по зеленой траектории, будет заменена на ту, которая стала видна по искривленной синей траектории. Т.е. чтобы узнать, как будут выглядеть полосатый экран после включения поля, нам нужно взять точки исходного изображения (в выключенным полем) и сдвинуть их согласно красным стрелкам. Т.к. эти красные стрелки в разных точках получаются разной длины, то изображение где-то сжимается, где-то растягивается, где-то - отражается. Можете ее сами качественно нарисовать, тут все достаточно просто. Где-то магнитное поле так сильно, что луч вообще может не попасть в экран, т.е. будет отражен внутри поля обратно. В этих местах будут черные области. И видно, что симметрии в наблюдаемой картинке экрана тут нет, поскольку траектории всех электронов отклоняются в одну и ту же сторону.

Такой же расчет можно и в трехмерном случае более сложного поля сделать. Посложнее, конечно, будет, но ничего непосильного не вижу.

[Gribkov]

Спасибо за обсуждение

Все конечно не так просто

1 by Михаил Грибков, on Flickr

Здесь видно что электроны проходят через магнитное поле 2 раза и по логике картинки на SE детекторе ( энергия вторичных электронов 50 ЭВ) и BSE детекторе( энергия отраженных электронов 30 кэв) должны быть разными, а они идентичны. Это парадокс, но он подтверждает ,без объяснения, что нужно учитывать только отклонение первичного пучка. Расчет распределения электронов все же мог дать информацию, о том что в областях, где электронов мало картина должна быть черной. Все равно нет совпадения .В случае если магнит расположен Одним полюсом вверх -картинка симметрична, что доказывает о том что ваши оценки изменений траекторий электронов приводят только к ее сдвигу, но не сильной ассиметрии. Фаза полета электронов при вылете из магнитного поля на практике отсутствует( мы исследуем только отклонение первичного пучка).У реальных магнитов вблизи существуют сильные градиенты полей ,поэтому аналитически их посчитать невозможно,(для равномерного поля я привел расчет отклонения в препринте) , а программы не справляются.

[sergey zhukov]

Gribkov в сообщении #1645755 писал(а):

и по логике картинки на SE детекторе ( энергия вторичных электронов 50 ЭВ) и BSE детекторе( энергия отраженных электронов 30 кэв) должны быть разными

Ничего подобного. Эти SE и BSE детекторы не чувствительны к направлению прихода в них электронов (я так понимаю). Поэтому им все равно, откуда к ним прилетают электроны. Они просто подсчитывают общий поток со всех сторон, а про направление на источник они ничего не знают. Поскольку общий поток электронов, который в них попадает, от кривизны траекторий и магнитного поля не зависит, то учитывать нужно только искривление первичного электронного луча. Никакого парадокса не вижу.

Gribkov в сообщении #1645755 писал(а):

В случае если магнит расположен Одним полюсом вверх -картинка симметрична

Я бы сказал, в этом случае (допустим, магнит цилиндрический) картинка должна выглядеть так:

Собственно, это как раз то, что я видел на экране старого телевизора, когда магнит подносил к кинескопу.

Gribkov в сообщении #1645755 писал(а):

ваши оценки изменений траекторий электронов приводят только к ее сдвигу, но не сильной асимметрии.

Да вы разве не видите асимметрию даже в случае того простейшего расчета, который я нарисовал для равномерного цилиндрического поля? Ну, тогда мне сказать нечего больше.

[Gribkov]

спасибо за обсуждение

Показываю реальную картинку, ассиметрии внешнего вида магнита нет, и кстати как вы можете объяcнить 2 экстремума слева и справа от магнита?

1 by Михаил Грибков, on Flic

Насчет SE и BSE -возможно вы правы

[EUgeneUS]

Gribkov в сообщении #1645764 писал(а):

2 экстремума слева и справа от магнита?

Чего?

(Оффтоп)

Два экстремума чего?