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1、(10)申请公布号 CN 103050036 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103050036 A *CN103050036A* (21)申请号 201210486497.3 (22)申请日 2012.11.26 G09B 23/10(2006.01) (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上大路 99 号 (72)发明人 张义邴 李铭 邱静和 (74)专利代理机构 上海上大专利事务所 ( 普通 合伙 ) 31205 代理人 何文欣 (54) 发明名称 高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置 (57) 摘要 本发明涉及一种高温超导磁悬浮角动量守恒 演示实。
2、验装置。它包括一个由面板、 低温容器、 金 属托盘和多块高温超导块材拼成的圆盘组成悬浮 系统， 由磁铁圆盘、 金属圆盘、 固定滑套和砝码组 成旋转系统。 驱动金属圆盘使其转动时， 利用外力 将对称砝码向金属圆盘中心移动， 导致金属圆盘 的转速增加。本装置设计新颖、 结构简单、 效果明 显、 能直观的、 精确的、 反应高温超导磁悬浮下的 角动量守恒效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装。
3、置， 包括一个圆形中心带孔的低温容器 （11） 固定在一个面板 （1） 上， 其特征在于由六枚六角形超导块材 （10） 拼成的一个圆盘， 该 圆盘设置在一个圆形中心带孔的金属托盘 （2） 上， 并固定于低温容器 （11） 内 ； 一个圆形中 心带孔的磁铁圆盘 （4） 上端设置一个圆形中心带孔的金属圆盘 （9） ， 并在圆形中心带孔的 金属圆盘 （9） 的圆孔中心处设置一个固定滑套 （7） 构成一体而在超导态下悬浮在所述金属 托盘 （2） 的正上方 ； 所述在圆形中心带孔金属圆盘 （9） 上端表面设置四条对称的圆弧形槽 （8） ， 在该四条圆弧形槽 （8） 内分别设置一个可径向移动的金属圆柱形砝。
4、码 （5） ； 有四条刚性 细绳 （6） 的一端沿径向连接四个可移动金属圆柱形砝码 （5） ， 然后四条刚性细绳 （6） 倂成一 条绳， 穿过所述固定滑套 （7） 、 金属圆盘 （9） 和磁铁圆盘 （4） 中心孔后固定连接一个转速分 离器 （3） 的旋转端 ； 另一根刚性细绳 （6） 的一端固定连接该转速分离器 （3） 的静止端， 另一 端穿过所述低温容器 （11） 中心孔和一个固定绳支架 （12） 后连接一个手柄 （13） 。 权 利 要 求 书 CN 103050036 A 2 1/2 页 3 高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置 技术领域 0001 本发明涉及一种高温超导磁悬浮角动量守恒。
5、演示实验装置。 背景技术 0002 在传统的物理学角动量守恒演示实验中， 通常采用转轴和轴承组合成一个旋转装 置， 通过径向力改变滑动物体径向的距离， 使系统的转动惯量发生变化， 从而达到转动速度 变快 （慢） 的角动量守恒演示。常规的角动量守恒演示实验中存在轴承摩擦、 能量的消耗， 精 确度低。 0003 用常规的角动量守恒演示方法存在两个缺陷 ： （1） 因轴承导致摩擦阻力的存在， 转动过程中要消耗一定的能量， 演示效果不理想。 0004 （2） 由于能量的损失， 角动量守恒定律的精确度低。 0005 由于存在以上两个缺陷， 直接导致了角动量守恒定律的精确度。 发明内容 0006 本发明的。
6、目的在于克服已有技术的不足之处， 提供一种高温超导磁悬浮角动量守 恒演示实验装置。利用超导特有的磁悬浮自稳定， 使转动装置无摩擦的旋转。该装置设计 新颖、 结构简单、 能直观的反应高温超导磁悬浮角动量守恒效果。 0007 为了达到上述目的， 本发明采用以下技术方案 一种高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置， 包括一个圆形中心带孔的低温容器固 定在一个面板上， 其特征在于由六枚六角形超导块材拼成的一个圆盘， 该圆盘设置在一个 圆形中心带孔的金属托盘上， 并固定于低温容器内 ； 一个圆形中心带孔的磁铁圆盘上端设 置一个圆形中心带孔的金属圆盘， 并在圆形中心带孔的金属圆盘的圆孔中心处设置一个固 定滑。
7、套构成一体而在超导态下悬浮在所述金属托盘的正上方 ； 所述在圆形中心带孔金属圆 盘上端表面设置四条对称的圆弧形槽， 在该四条圆弧形槽内分别设置一个可径向移动的金 属圆柱形砝码 ； 有四条刚性细绳的一端沿径向连接四个可移动金属圆柱形砝码， 然后四条 刚性细绳倂成一条绳， 穿过所述固定滑套、 金属圆盘和磁铁圆盘中心孔后固定连接一个转 速分离器的旋转端 ； 另一根刚性细绳的一端固定连接该转速分离器的静止端， 另一端穿过 所述低温容器中心孔和一个固定绳支架后连接一个手柄。 0008 本发明与现有技术相比较， 具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点 ： 本 发明由一个面板、 低温容器、 金属托盘和多。
8、块高温超导块材拼成悬浮系统， 由永磁铁圆盘、 金属圆盘、 固定滑套和砝码组成旋转系统。 本发明利用超导特有的磁悬浮自稳定， 使金属圆 盘悬浮、 无摩擦的旋转， 从而得到精确度较高的角动量守恒定律的演示， 利用该发明能直观 的反应超导磁悬浮角动量守恒演示效果。 附图说明 0009 图 1 是本发明的一个高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置立体图。 说 明 书 CN 103050036 A 3 2/2 页 4 具体实施方式 0010 本发明的一个优选实施例结合附图说明如下 ; 实施例一 ： 参见附图， 本高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置， 包括一种高温超导磁悬浮角 动量守恒演示实验装置， 包括。
9、一个圆形中心带孔的低温容器 （11） 固定在一个面板 （1） 上， 其特征在于由六枚六角形超导块材 （10） 拼成的一个圆盘， 该圆盘设置在一个圆形中心带孔 的金属托盘 （2） 上， 并固定于低温容器 （11） 内 ； 一个圆形中心带孔的磁铁圆盘 （4） 上端设置 一个圆形中心带孔的金属圆盘 （9） ， 并在圆形中心带孔的金属圆盘 （9） 的圆孔中心处设置 一个固定滑套 （7） 构成一体而在超导态下悬浮在所述金属托盘 （2） 的正上方 ； 所述在圆形 中心带孔金属圆盘 （9） 上端表面设置四条对称的圆弧形槽 （8） ， 在该四条圆弧形槽 （8） 内分 别设置一个可径向移动的金属圆柱形砝码 （5。
10、） ； 有四条刚性细绳 （6） 的一端沿径向连接四个 可移动金属圆柱形砝码 （5） ， 然后四条刚性细绳 （6） 倂成一条绳， 穿过所述固定滑套 （7） 、 金 属圆盘 （9） 和磁铁圆盘 （4） 中心孔后固定连接一个转速分离器 （3） 的旋转端 ； 另一根刚性细 绳 （6 ） 的一端固定连接该转速分离器 （3） 的静止端， 另一端穿过所述低温容器 （11） 中心孔 和一个固定绳支架 （12） 后连接一个手柄 （13） 。 0011 实施例二 参见图， 本高温超导磁悬浮角动量守恒演示实验装置是 ： 1） 将六枚六角形超导块材 （10） 组合成一个圆形固定在金属托盘 （2） 上， 放置在低温 容。
11、器 （11） 内。再将一体的磁铁圆盘 （4） 和金属圆盘 （9） 设置在超导块材 （10） 之上， 间隙为 8mm（用隔热材料板预先垫平） ， 在低温容器 （11） 内注入液氮， 当超导块材处 （10） 在超导态 时， 抽调垫板， 成一体的磁铁圆盘 （4） 和金属圆盘 （9） 处于悬浮状态。 0012 2） 利用刚性细绳 （6） 径向连接圆弧形槽内的四个可移动金属圆柱形砝码 （5） ， 细 绳 （6） 并通过金属圆盘圆心进入中心孔、 圆形带孔的圆盘磁铁、 连接转速分离器 （3） （分离 器下端的刚性细绳无转速， 并处于静态） 、 细绳 （6 ） 再穿入低温容器 （11） 中心孔、 固定绳支 架 （12） ， 连接至手柄 （13） 。 0013 3） 采用外力驱动金属圆盘 （9） ， 使其无摩擦、 无能耗的悬浮旋转。在转动过程中， 通过手柄 （13） 拉动细绳 （6） ， 使金属圆柱形砝码 （5） 沿径向向圆心移动 （因为径向力通过转 轴， 纵向细绳 （6） 的拉力与转轴平行， 所以对转轴的力矩为零） ， 从而改变了旋转系统的转动 惯量， 导致旋转速度变快， 演示了物理学中的角动量守恒定律。 说 明 书 CN 103050036 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103050036 A 5 。