Electrical and magnetic properties

 

"I have not failed, I've just found 10,000 ways that won't work."

Thomas Edison

1. Запомните следующие слова и выражения:

reciprocal resistivity - взаимная сопротивляемость

deflect - отклонить

scatter - разгонять; рассеивать

atomic arrangement - расположение атомов

impurity atom - посторонний атом

grain boundaries - границы зерен

random oscillation of atoms - беспорядочное колебание атомов

induced by thermal energy вызванный тепловой энергией

thousandfold - тысячекратно

2. Соотнесите термины и определения:

1. Magnet	a) the temperature at which all atomic and molecular motion ceases.
2. Charge	b) the place on a magnet where the magnetic field is strongest
3. Current	c) the amount of electricity carried by a body (negative, positive)
4. Electro-magnet	d) a piece of iron or other material that attracts other pieces of iron or steel
5. Absolute zero	e) a wire coil around a metal core (usually iron) that acts like a magnet
6. Pole	f) a push or pull (gravitational, electromagnetic, strong nuclear and weak nuclear)
7. Resistance	g) movement of electricity, measured in charges per second.
8. Force	h) the property of a material that opposes the flow of an electric current.

3. Распределите слова по частям речи и переведите:

conductivity	reciprocal	movement	influence
particularly	perfection	oscillation	arrangement
substantially	vibration	essentially	external
prominent	efficient	quickly	exceptional
spontaneously	magnetize	expense	alignment
thermally	development	especially	physicist
resistance	temperature	purely	theoretical
useful	remarkable	amazingly	application
electronics	electronic	commercial	efficiently
situation	different	powerful	magnetic

4. Запомните следующие выражения:

under the influence of – под влиянием

with falling temperature – при снижении температуры

to pass through a coil – проходить через катушку

within a short period of time – за короткий период времени

shortly thereafter – вскоре после этого

to increase by 1 percent – увеличиваться на 1 процент

 

Прочитайте и переведите текст, скажите, верны ли следующие утверждения, используя слова ”TRUE”, ”FALSE”.

1. Gold is a poor conductor.

2. For the majority of metals the ability to conduct electricity increases with temperature.

3. The superconductivity hasn’t been implemented until the 1980^th for it was achievable only at extremely low temperatures.

4. Superconducting materials still have limited commercial application so far because of the expenses.

 

Conductivity and superconductivity

The electrical conductivity of a metal (or its reciprocal, electrical resistivity) is determined by the ease of movement of electrons past the atoms under the influence of an electric field. This movement is particularly easy in copper, silver, gold, and aluminium.

The conductivity of a given metal is decreased by phenomena that deflect, or scatter, the moving electrons. These can be anything that destroys the local perfection of the atomic arrangement—for example, impurity atoms, grain boundaries, or the random oscillation of atoms induced by thermal energy.

This is why the conductivity of a metal increases substantially with falling temperature: in a pure metal at room temperature, most resistance to the motion of free electrons comes from the thermal vibration of the atoms; if the temperature is reduced to almost absolute zero, where thermal motion essentially stops, conductivity can increase several thousandfold.

Superconductivity was first discovered by Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes (1853–1926) in 1911. While studying the properties of materials near absolute zero (0 K, −273°C, or −459°F), Kamerlingh Onnes found that some materials lose all resistance to the flow of electric current at these temperatures.

The applications for superconducting materials fall into two general categories: electronics and magnets. All electronic devices will operate more efficiently if they are made from superconducting materials. However, those materials have to be kept at low temperature. Those applications have only a limited commercial application so far.

The situation is very different with magnets. The most powerful magnets are electromagnets —magnets that owe their magnetic properties to the flow of electric current through a metal core. The traditional way to make a more powerful magnet is to make the metal core larger and larger. The problem with this approach, is that the core needed to make very powerful magnets is larger than can be used on a practical basis. Using superconducting materials, however, the flow of electric current is more efficient, and a more powerful magnet can be made with a smaller metal core.

6. Проверьте усвоенную информацию ответив на следующие вопросы на английском языке:

1. What metals easily conduct electricity?

2. How do impurity atoms and grain boundaries affect the flow of electrons?

3. Why does conductivity of most metals increases with falling temperature?

4. Where are superconducting materials applied?

7. Дайте как можно больше производных от следующих слов, добавляя подходящие суффиксы:

Например: add addition additional additionally additive

differ combine act identify practice special equip procedure investigate pure afford expand solve attract complete extend pollute distribute conduct classify resist vary apply consider strong probable resistance use apply

 

GRAMMAR CHALLENGE

Complex Object. Сложное дополнение представляет собой сочетание существительного в общем падеже или личного местоимения в объектном падеже с инфинитивом. Эта конструкция строится по следующей схеме:

We Мы

expect надеемся,

him to do it in time. что он сделает это вовремя.

Complex object употребляется:

1. После глаголов, выражающих желание: to want, to wish, to desire, would like;

 

Переведите, закрывая поочередно левую и правую колонки
I like him to do it so well.	Мне нравится, что он делает это так хорошо.
He wanted his students to note the colours of animals.	Он хотел, чтобы его студенты отметили окрас животных.
The inspector would like you to explain everything to him.	Инспектор хотел бы, чтобы вы все ему объяснили.

 

2. После глаголов, выражающих предположения: to expect, to believe, to think, to suppose, to consider, to find;

 

Переведите, закрывая поочередно левую и правую колонки
He supposes his friend to complete the experiments soon.	Он полагает, что его товарищи скоро закончат опыт.
They expected him to be caught by the police.	Они думали (ожидали), что его поймает полиция.
Margaret believes Elizabeth to be very bright.	Маргарита считает Елизавету очень умной

3. После глаголов, выражающих приказание, просьбу: to command, to order, to ask, to allow;

 

Переведите, закрывая поочередно левую и правую колонки
He doesn’t allow anyone to smoke in his house.	Он не позволяет никому курить в своем доме.
Children asked us to turn on TV.	Дети попросили нас включить телевизор.
He ordered him to stop this conversation.	Он приказал ему прекратить этот разговор.

 

4. После глаголов, выражающих чувственное восприятие: to see, to hear, to notice, to feel, to watch, to observe;

 

Переведите, закрывая поочередно левую и правую колонки
We noticed the woman enter the house through the back door.	Мы заметили, как женщина вошла через заднюю дверь.
I saw you take my copy-book.	Я видел, как (что) ты взял мою тетрадь.
He heard me open the door.	Он слышал, что (как) я открыла дверь.
I felt someone touch me on the hand.	Я почувствовал, что кто-то притронулся к моей руке.

 

5. После глаголов, выражающих побуждение: to make, to force, to have, to let.

 

Переведите, закрывая поочередно левую и правую колонки
You can’t make me do such things.	Ты не можешь заставить меня сделать это.
Never let him go.	Никогда не отпускай его.
They had the man do what they wanted.	Они заставили этого человека сделать то, что они хотели.

8. Выполните следующее задание в парах, закрывая поочередно левую и правую колонки:

1. The men building that house are my friends.	a. Люди, строящие тот дом - мои друзья.
2. The house being built in our street is a new building of school.	b. Дом, строящийся на нашей улице - это новое здание школы.
3. Being built of wood the bridge could not carry heavy loads.	c. Так как мост был построен из дерева, он не мог выдержать больших нагрузок.
4. Having built a house he began building a garage.	d. Построив дом, он начал строить гараж.
5. Having been built of concrete, the house was cold in winter.	e. Так как дом был построен из бетона, зимой в нём было холодно.
6. The house being built in our street is very good.	f. Дом, строящийся на нашей улице, очень хороший.
7. Translating the article he consulted the dictionary.	g. Переводя статью, он пользовался словарём.
8. While translating the article the student consulted the dictionary.	h. Когда студент переводил статью, он пользовался словарём.

 

9. Верните слова с окончанием –ing в предложения:

forming, containing, adapting, glowing, settings,

heating, engineering, turning, making, clothing

1. Matter in the gaseous state has both variable volume and shape, _______ both to fit its container.

2. The Earth and its lower atmosphere is an exception, _______ a plasma-free oasis in a plasma universe.

3. He graduated with a B.S. in metallurgical _______ from the Columbia University School of Mines in 1903.

4. Space shuttle tiles _______ amorphous, porous silica (SiO2) can be held at the corners, even when _______ at 1000 °C.

5. A lot of experiments were geared toward _______ rubber stable enough that it would be reliable in industrial _______.

6. No matter what scientists tried summertime heat destroyed the rubber, _______ it into a mass of sticky, smelly gum.

7. By _______ sulfur- and lead-fortified rubber at a low temperature, it is possible to make the substance melt-proof.

8. Vulcanized rubber is used to manufacture waterproof _______.

 

10. Прочитайте и переведите текст, ответьте на вопросы:

1. Who was Kamerlingh Onnes?

2. What did he study after graduation?

3. What was his most praised contribution into science?

4. What was proven impossible after his death?

Обратите внимание на перевод некоторых слов и выражений:

distinguished for - получивший известность за

graduate from - выпуститься из

pursue - преследовать

low-temperature physics - физика низких температур

also known as - также известный, как

relatively unknown - плохо известный

succeed in - преуспеть в

liquefy helium - сжижать гелий

accomplishment meant that - достижение означало, что

unattainable degree of cold - практически недостижимый холод

at one’s disposal - в чьем-либо распоряжении

characterized by - характеризуется

complete absence of heat - полное отсутствие тепла

equivalent to about равно примерно

Celsius - Цельсий

Fahrenheit - Фаренгейт

set out to - начать

in order to - для того, чтобы

boil - кипятить

numerous awards - многочисленные награды

extend the range of his research - расширить диапазон его исследований

yet another breakthrough - еще один прорыв

various - различный

approach - подход

Despite - несмотря

prove - доказывать

experimental setting - экспериментальная установка

articulate –сформулировать

 

Heike Kamerlingh Onnes

Heike Kamerlingh Onnes was a Dutch experimental physicist distinguished for his work in the field of low-temperature physics. Kamerlingh Onnes was born in 1853 in Groningen, the Netherlands. He graduated from the University of Heidelberg in Germany. In 1882, at the age of twenty-nine, Kamerlingh Onnes became the director of the laboratory there, where he was able to pursue his interest in low-temperature physics, also known as cryogenics.

At that time cryogenic physics was a relatively unknown science. In 1908, Kamerlingh Onnes finally succeeded in liquefying helium. The accomplishment meant that a previously unattainable degree of cold was now at their disposal. Liquid helium was found to have a temperature of -268.8 degrees Celsius, only about four degrees above absolute zero - absolute zero being a hypothetical temperature characterized by a complete absence of heat and equivalent to about -273.15 degrees Celsius or -459.67 degrees Fahrenheit. Kamerlingh Onnes now set out to solidify the liquid helium in order to reach even lower temperatures, and in 1910, by boiling liquid helium under reduced pressure, he reached just over one degree above absolute zero.This accomplishment won him the 1913 Nobel Prize in physics, in addition to numerous other awards.

Kamerlingh Onnes used these temperatures to extend the range of his research into the properties of substances at low temperatures. In 1911, he made yet another breakthrough when he discovered superconductivity, the complete disappearance of electrical resistance in various metals at temperatures approaching absolute zero.

Despite being known by his friends as "the gentleman of absolute zero," Kamerlingh Onnes died at in 1926 without ever having achieved it. German chemist Walther Nernst proved it was impossible to reach absolute zero in an experimental setting when he articulated the Third Law of Thermodynamics in 1905.

 

UNIT 6

Magnetism

"Magnetism, as you recall from physics class, is a powerful force that causes certain items to be attracted to refrigerators".
Dave Barry

 

1. Запомните следующие слова и выражения:

metal wire - металлическая проволока

magnetic field - магнитное поле

coil - катушка

ferromagnetism - ферромагнетизм

permanent magnet - постоянный магнит

rapid reversal of magnetization - резкое изменение намагниченности

permanent magnetic moment - постоянный магнитный момент

bar magnet - стержневой магнит

at random - беспорядочно

to align in the same direction - ориентироваться; выстраиваться в одном направлении

atomic moment - атомный момент

adjacent domains - соседние домены

thermally induced oscillations термически вынужденные колебания

Curie point - Точка Кюри; температура Кюри

 

2. Запомните следующие выражения, встречающиеся в научных текстах:

known as – известный как

to be useful as – быть полезным в качестве

at random – беспорядочно, наугад

to brake up into – разбиваться на

at the expense of – за счет

 

3. Запомните перевод следующих глаголов встречающихся в научных текстах:

pass through - проходить через

place inside - разместить внутри

increase by 1 percent - увеличится на 1 процент

list above - перечисляться выше

remove from - удалить из

arrange at random - организовать беспорядочно

align in the same direction - выровнять в том же направлении

brake up into – подразделяться на

line up - выстраиваться

tend to – стремиться к

cancel one another - отменить друг друга

take on the same orientation – принять такую же ориентацию

 

4. Переведите следующие глаголы и приведите все возможные варианты перевода глаголов с окончанием –ing на русский язык как в примере:

 

develop - развивать

developing – развитие, развивающий, развивая

develop retain harden lose possess

cause reduce happen magnetize induce

 

5. Выполните следующее задание в парах, закрывая поочередно левую и правую колонки:

1. Electric current is passed through a coil of metal wire.	a. Электрический ток проходит через катушку из металлической проволоки.
2. A magnetic field is developed around the coil.	b. Магнитное поле образуется вокруг катушки.
3. A piece of copper is placed inside the coil.	c. Кусочек меди помещается внутри катушки.
4. Piece of iron is placed inside the coil.	d. Кусок железа помещается внутри катушки.
5. This strong magnetic property is known as ferromagnetism.	e. Это сильное магнитное свойство известно как ферромагнетизм.
6. The three metals listed above.	f. Три металла, перечисленные выше.
7. The ferromagnetic metal is removed from the coil.	g. Ферромагнитный металл удаляется из катушки.
8. A hardened piece of steel.	h. Закаленный кусок стали.
9. Atoms lined up in the same direction.	i. Атомы выстроенные в том же направлении.
10. Energy would be reduced.	j. Энергии будет меньше.
11. A ferromagnetic metal is magnetized.	k. Ферромагнитный металл намагничивается.
12. The alignment of atomic magnetic moments is weakened.	l. Выравнивание магнитных моментов атома ослаблено.
13. Thermally induced oscillations.	m. Колебания вызванные нагревом.
14. Ferromagnetism is lost.	n. Ферромагнетизм теряется.