Laser magnetfält kartläggning

Har du någonsin velat visualisera magnetfält bättre?

Magnetiska krafter, osynlig och agerar på betydande avstånd, fascinerade mig sedan ung ålder som en instans av "verklig magi".

Du kan få en bra känsla för styrkan och riktningen av ett starkt magnetfält genom att löst hålla en magnet i din knuten näve, men jag var inte nöjd med upplösningen eller klarhet i denna metod: det är för svårt att urskilja vridmoment från translationell krafter, och om din hand begränsar den magnet rotation, du kan lura dig själv över inriktningen på fältet (till exempel Om du roterar en magnet 180 grader, du ändra attraktion till repulsion). Också, om ett mål för sådan en visualiseringsverktyg är att dela formen på fältet med andra, vill du något synligt, så en magnet i handen kommer inte att göra.

Jag ville ha något som en kompass, men som kan peka i någon riktning i 3D-rymden, inte bara riktningar inom den kompass plan, eller ett horisontellt plan. Det bör vara väl avvägt, kan pivotera med låg friktion runt två vinkelräta axlar och bära en tillräckligt stark magnet på det att det skulle övervinna oavsett friktion längskraften hade, att anpassa sig till fältet. En magnet som är gratis att orientera sig, men hålls centrerad i en viss position, kommer att slå tills det är polackerna anpassa de lokala magnetiska fältlinjerna. Du kan använda något sånt här för att visualisera där magnetfältet flyter runt komplexa saker som magnetisk levitation apparater.

Material och verktyg jag använde

• laserskärare. Du kan göra en magnetisk gimbal kompass med andra skärande hjälpmedel, kanske bara en liten coping såg, men laserskärare visst gör det mycket snabbare om du har en)
• 1/4" tjocka akryl. Andra material som trä eller MDF skulle probvably vara bra substitut. Andra tjocklekar är bra om de är starka nog för en 1/16 tums diameter hål borrade i tjockleken.
• små röd laserdiod. Använd endast låg effekt, < 5mW, laserpekare, eller om du ska lägga ditt öga!
• två 1.5V knapp batterier. Jag skar upp en A23 små 12 volts batteri för att få en leverans av 8 små knappceller för mycket billigare än att köpa några andra knappceller finns på min lokala stor låda butik.
• en fil eller sandpapper
• icke-järnmetaller tråd, 1/16 tum eller så. Jag använde mässing lödning rod från min svetsning leverans butik. alla icke-magnetiska legering bör fungera: mässing, brons, koppar, aluminium, de flesta rostfritt stål, etc.
• en borrspets aning (några tusendelar av en tum) större diameter än din tråd.
• en liten kraftfull magnet (eller om du använder en laser, fyra magneter). Jag använde 1/4" diameter, 1/4" lång, neodium järn bor sällsynta jordartsmetaller magneter, kvalitet N42. Någon magnet kommer att göra, det är bara att de mer kraftfulla som kan övervinna friktionen i längskraften. EBay har massor av magneter till salu, Sök "NdFeB Magnet"
• Diverse rester av små tråd finare än AWG22 för anslutning av laser och batterier. En lödkolv är användbart för att fästa trådarna för att laser-diod.