Експериментальна перевірка існування магнітного поля, створюваного струмами зсуву конденсатора

The experiment on verification Maxwell’s hypothesis about ability of currents of displacement in a vacuum to create the magnetic field was conducted. Calculating the value of the induction of the magnetic fields produced by both conduction currents and displacement currents, was performed with the use of the Biot-Savart-Laplassa's law. As sensors that react to the presence of a magnetic field, were used current transformers. As a source of displacement currents were applied flat, disc, air condensers. The magnetic field was measured for comparison above the condenser and above the connecting wires and between the capacitor plates. The frequency of the current in the capacitors - 2 MHz, the amplitude of the voltage on the plates - 120 V.As a result of the experiment, on the graph were presented the amplitudes of the magnetic induction, depending on the location of the sensor in relation to the location of the capacitor.  Specified dependencies were obtained by analytical calculations and experimental measurements for different types of capacitors. Distributed to the ground capacitances were taken into consideration.The good concurrence between the calculated and experimental curves showed the existence of torn currents.The experimental results showed that the displacement currents generated by Coulomb's fields do not form magnetic fields. Noted that for the final assessment about the correctness of the Maxwell's hypothesis it needs to perform a similar experiment, in which the source of displacement currents is the vortex electric field.Bibl. 10, pict.3, table.1.Проведен эксперимент по проверке гипотезы Максвелла о способности токов смещения в вакууме создавать магнитное поле. Расчеты величин индукции магнитных полей, создаваемых как токами проводимости, так и токами смещения, выполнялись с применением закона Био-Савара-Лапласса. В качестве датчиков, реагирующих на наличие магнитного поля, использовались трансформаторы тока. В качестве источника токов смещения применялись дисковые, плоские воздушные конденсаторы. Магнитное поле измерялось для сравнения над конденсатором и над соединительными проводами, а также между пластинами конденсатора. Частота тока в конденсаторах - 2 МГц, амплитуда напряжения на пластинах - 120 В.В итоге эксперимента, на графике были представлены значения амплитуд магнитной индукции в зависимости от расположения датчика, по отношению к местоположению конденсатора. Указанные зависимости были получены аналитическими расчетами и экспериментальными измерениями для различного вида конденсаторов. Учитывались распределенные емкости на землю.Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных кривых продемонстрировало существование незамкнутых токов.Результаты эксперимента показали, что токи смещения, создаваемые кулоновскими полями магнитных полей не образуют.Отмечено, что для окончательного суждения о правильности гипотезы Максвелла, необходимо провести аналогичный эксперимент, в котором источником токов смещения является вихревое электрическое поле.Библ. 10, рис.3, табл.1.Проведено експеримент по перевірці гіпотези Максвелла про здатність струмів зсуву у вакуумі створювати магнітне поле. Розрахунки величин індукції магнітних полів, створюваних як струмами провідності, так і струмами зсуву, виконувалися із застосуванням закону Біо-Савара-Лапласса. Як датчики, що реагують на наявність магнітного поля,  використовувалися трансформатори струму.  Як джерело струмів зсуву застосовувалися дискові, плоскі повітряні конденсатори. Магнітне поле вимірювалося для порівняння над конденсатором і над сполучними проводами, а також між пластинами конденсатора. Частота струму в конденсаторах - 2 МГц, амплітуда напруги на пластинах - 120 В.У підсумку експерименту, на графіку були представлені значення амплітуд магнітної індукції у залежності від розташування датчика, по відношенню до місця розташування конденсатора.  Зазначені залежності  були отримані аналітичними розрахунками й  експериментальними  вимірами для різного виду конденсаторів. Ураховувалися розподілені ємності на землю.Гарний збіг розрахункових і експериментальних кривих  продемонстрував існування незамкнутих струмів.Результати експерименту показали, що струми зсуву, створювані кулонівськими полями, магнітних полів не утворюють. Відзначено, що для остаточного судження про правильність гіпотези Максвелла, необхідно провести аналогічний експеримент, у якому джерелом  струмів зсуву  є вихрове електричне поле.Бібл. 10, мал.3, табл.1

Experimental verification of the existence of the magnetic field generated by displacement currents of capacitor

Проведено експеримент по перевірці гіпотези Максвелла про здатність струмів зсуву у вакуумі створювати магнітне поле. Розрахунки величин індукції магнітних полів,створюваних як струмами провідності, так і струмами зсуву, виконувалися із застосуванням закону Біо-Савара-Лапласса. Як датчики, що реагують на наявність магнітного поля, використовувалися трансформатори струму. Як джерело струмів зсуву застосовувалися дискові, плоскі повітряні конденсатори. Магнітне поле вимірювалося для порівняння над конденсатором і над сполучними проводами, а також між пластинами конденсатора. Частота струму в конденсаторах- 2 МГц, амплітуда напруги на пластинах- 120 В. У підсумку експерименту, на графіку були представлені значення амплітуд магнітної індукції у залежності від розташування датчика, по відношенню до місця розташування конденсатора. Зазначені залежності були отримані аналітичними розрахунками й експериментальними вимірами для різного виду конденсаторів. Ураховувалися розподілені ємності на землю. Гарний збіг розрахункових і експериментальних кривих продемонстрував існування незамкнутих струмів. Результати експерименту показали, що струми зсуву, створювані кулонівськими полями, магнітних полів не утворюють. Відзначено, що для остаточного судження про правильність гіпотези Максвелла, необхідно провести аналогічний експеримент, у якому джерелом струмів зсуву є вихрове електричне поле.The experiment on verification Maxwell’s hypothesis about ability of currents of displacement in a vacuum to create the magnetic field was conducted. Calculating the value of the induction of the magnetic fields produced by both conduction currents and displacement currents, was performed with the use of the Biot-Savart-Laplassa's law. As sensors that react to the presence of a magnetic field, were used current transformers. As a source of displacement currents were ap plied flat, disc, air condensers. The magnetic field was measured for comparison above the condenser and above the connecting wires and between the capacitor plates. The frequency of the current in the capacitors - 2 MHz, the amplitude of the voltage on the plates - 120 V. As a result of the experiment, on the graph were presented the amplitudes of the magnetic induction, depending on the location of the sensor in relation to the location of the capacitor. Specified dependencies were obtained by analytical calculations and experimental measurements for different types of capacitors. Distributed to the ground capacitances were taken into consideration. The good concurrence between the calculated and experimental curves showed the existence of torn currents. The experimental results showed that the displacement currents generated by Coulomb's fields do not form magnetic fields. Noted that for the final assessment about the correctness of the Maxwell's hypothesis it needs to perform a similar experiment, in which the source of displacement currents is the vortex electric field.Проведен эксперимент по проверке гипотезы Максвелла о способности токов смещения в вакууме создавать магнитное поле. Расчеты величин индукции магнитных полей, создаваемых как токами проводимости, так и токами смещения, выполнялись с применением закона Био-Савара-Лапласса. В качестве датчиков, реагирующих на наличие магнитного поля, использовались трансформаторы тока. В качестве источника токов смещения применялись дисковые, плоские воздушные конденсаторы. Магнитное поле измерялось для сравнения над конденсатором и над соединительными проводами, а также между пластинами конденсатора. Частота тока в конденсаторах- 2 МГц, амплитуда напряжения на пластинах- 120 В. В итоге эксперимента, на графике были представлены значения амплитуд магнитной индукции в зависимости от расположения датчика, по отношению к местоположению конденсатора. Указанные зависимости были получены аналитическими расчетами и экспериментальными измерениями для различного вида конденсаторов. Учитывались распределенные емкости на землю. Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных кривых продемонстрировало существование незамкнутых токов. Результаты эксперимента показали, что токи смещения, создаваемые кулоновскими полями магнитных полей не образуют. Отмечено, что для окончательного суждения о правильности гипотезы Максвелла, необходимо провести аналогичный эксперимент, в котором источником токов смещения является вихревое электрическое поле

The effect of TiO2 crystalline phase on microstructure and optical features of Zn2TiO4 doped with Mn

International audienc

Study of Mn ion charge state in Zn2TiO4 and its impact on the photoluminescence and optical absorption spectra

International audienc

The role of excess MgO in the intensity increase of red emission of Mn4+-activated Mg2TiO4 phosphors

International audienceThe influence of magnesium oxide (MgO) content on the intensity of red photoluminescence (PL) of Mn4+ ions in Mn-doped phosphors Mg2TiO4:Mn produced by solid-state reaction at 1200 °C has been investigated by PL, optical absorption, X-ray diffraction, and electron paramagnetic resonance methods. The phosphors synthesized with excess MgO show an increase of Mn4+ red emission compared with those of stoichiometric composition. The magnitude of this increase depends on both MgO and Mn content. The largest increase of PL intensity is found for the phosphors synthesized under 3:1 molar ratios of MgO to TiO2. For these phosphors, the PL intensity increases from time 1.1 to time 3 when Mn concentration decreases from 1.0 to 0.0001 mol%. The phosphors produced under 6:1 molar ratios demonstrate a decrease of PL intensity at any Mn concentration. It is shown that excess MgO promotes stabilization of Mg2TiO4 phase against decomposition, hinders formation of Mn2+ centers, and enhances Mn4+ ions incorporation in the Mg2TiO4 crystal lattice. The latter together with reduced concentration quenching are supposed to be the main reasons of PL enhancement, which leads to the conclusion that excess MgO is necessary to produce an efficient red phosphor

Optical and structural properties of Mn-doped magnesium titanates fabricated with excess MgO

International audienceOptical and structural properties of ceramics based on Mn-doped magnesium titanates synthesized by sintering in air at 1200 °C of MgO and TiO$_2$ powders of different molar ratio ranging from MgTiO$_3$ to Mg$_2$TiO$_4$ stoichiometric compositions were studied. The influence of excess MgO on Mn incorporation in crystal lattice of MgTiO$_3$ was also investigated. The Mn$^{4+}$ ions substituted Ti$^{4+}$ sites were controlled by the photoluminescence (PL) and diffuse reflectance spectroscopy, and the Mn$^{2+}$ ions on Mg$^{2+}$ sites were monitored by electron paramagnetic resonance (EPR). The ceramics produced using equimolar ratio of MgO and TiO$_2$ composed of a major MgTiO$_3$ and a minor MgTi$_2$O$_5$ crystal phases, and those made with excess MgO contained MgTiO$_3$ and Mg$_2$TiO$_4$ phases in different proportions. The EPR study showed that Mn incorporated in MgTiO$_3$ synthesized under 1:1 molar ratio as Mn$^{2+}$ ion mainly. This agreed with low intensity of Mn$^{4+}$ red PL ascribed to low concentration of Mn$^{4+}$ centers and partial absorption of the UV excitation light by the MgTi$_2$O$_5$ phase. The Mn-doped MgTiO$_3$ synthesized with excess MgO of 19 and 50 mol.% showed increased Mn$^{4+}$ red PL by a factor 30-50, enhanced Mn$^{4+}$ optical absorption and more than ten times decreased Mn$^{2+}$ EPR signal. The Mg$_2$TiO$_4$ phase was found to be under compressive strains attributed to the presence of Mg vacancies and demonstrated Mn$^{4+}$ red PL with modified spectrum shape and decay behavior. It is concluded that in MgTiO$_3$ the excess MgO facilitates the incorporation of Mn onto Ti$^{4+}$ site and can be used for the increasing of Mn$^{4+}$ PL intensity