法拉第笼结构——小作为鞋盒或大如从周围建筑,保护里面的东西电磁辐射(EM)。
我们被无形的电磁辐射的形式AM和FM无线电波,可见光,微波、紫外线和其他来源。主要是,我们受益于这些波的形式微波炉爆米花,曲调在汽车收音机,让我们看到的很轻。
然而,一些科学家们希望这一切,因为他们进行实验如此敏感,这些电波干扰他们的工作。逃脱这种干扰的唯一方法是通过将自己关在笼子里——一个法拉第笼。
这些结构是迈克尔·法拉第命名,科学历史上的一个传奇,尤其是和电磁学。在1830年代,英国人排一个房间在金属箔和轰炸一个静电发生器产生的电力。一个验电器房间里证实了法拉第怀疑:房间没有电荷。事实证明,只有非常表面的金属箔当前进行的。的运动电子沿着金属表面用来创建一个电中性区在笼子里面。这就是汽车保护你免受闪电:电荷进行的外层金属车里但不穿透。
法拉第笼保护不仅从静态电荷也从电磁波;这就是所谓的电磁屏蔽。使用的材料让你的笼子的长度取决于波你试图保持(长波长和频率低,像无线电波,或更短的波长和更高的频率,如x射线)和在多大程度上需要排除它们。MagLab的高B / T设施佛罗里达大学盖恩斯维尔的Microkelvin实验室的,例如,所有电磁波必须被排除在外。磁铁有“暴风雨”质量屏蔽房间,墙壁由铜层和焊接钢吸收整个频谱的电磁辐射。实验在极低的温度下进行的,只是microkelvins高于绝对零度。(一个开尔文是一个单位科学家用于测量温度;绝对零度原子运动,是绝对没有任何热…它是冷,冷,冷比自然发生的地方在我们的太阳系)。
在塔拉哈西MagLab Millikelvin设施,科学家也进行敏感实验,虽然不像那些敏感环境无线电频率高的B / T设施。(在Millikelvin设施,实验可以保持在7/1000开尔文绝对零度以上;在Microkelvin设施,他们可以保持在绝对零度以上40/1000000开尔文!)
的原始建筑Millikelvin设施不包括电磁屏蔽。随着时间的推移,用户开始报告干扰他们的实验,他们不能考虑其他可能的来源。他们怀疑电磁辐射渗透设施,旅游通过电线连接到实验空间实验测量设备和电脑,和干扰测量。
但实验室工作人员不明白为什么Millikelvin设施似乎怀疑电磁辐射的影响比其他实验MagLab内的位置。
最后,答案变得清晰如玻璃:与其他实验领域,Millikelvin设施有很多窗户。事实上,450平方英尺的设施覆盖着玻璃。电磁辐射从附近的广播电台,机场和其他来源来穿过窗户,就好像他们是开放的,允许事件射频能量溜过去周围的金属墙壁。决定牺牲视图以科学的名义,Millikelvin和设备人员在铜网覆盖了窗户,屏蔽电磁波的容易访问和功能作为一个法拉第笼。
结果呢?前挡住了窗户,周围的射频功率的设备——所有这些电磁波的累积能量是一样在外面的停车场。铜网安装后,周围的力量降低了100倍。
它是如何工作的
电磁波是两个波。电子波创建一个电场沿着一个平面和一个磁波创建一个移动的磁场垂直于电场,如下所示。这两个字段相互依存,创建一个自动传输的波。
这两个字段被法拉第笼,但以不同的方式。
电场是转移在1830年代在法拉第发现的实验。的字段使电子在金属笼子里重新排列,中和电荷在笼子里。用一个冰桶法拉第也说明了这一现象。
当电磁波接触法拉第笼,他们创建一个电流导体称为涡流。(移动磁场总是生成一个电流导体——这叫做电磁感应)。这些涡流,反过来,创建磁场,反对迎面而来的巨浪。所以这些电波从笼子里的内部都是被封锁了的。
由于直流场设备主管蒂姆•墨菲此页面上的科学顾问。
由克里斯汀科因