الدماغ البشري هو عضو معقد وغامض ، وحتى الآن لا نعرف كل شيء عن كيفية عمله. لماذا يتم تذكر بعض الأحداث ونسيان البعض الآخر؟ كيف نحسن الذاكرة ونحافظ على النشاط الفكري حتى الشيخوخة؟
سنتحدث اليوم عن بعض السمات الشيقة للتذكر والنسيان.
المصدر: Depositphotos.com
يحلم الشخص دائمًا بالحفاظ على الأحداث السارة والممتعة في ذاكرته وسرعان ما ينسى كل ما يزعجه. لسوء الحظ ، لا نتحكم دائمًا في ذاكرتنا. يختار الدماغ أحيانًا ما يجب تذكره وما يجب نسيانه ، دون الاعتماد كثيرًا على رغباتنا.
وفقًا للعلماء ، فإن الأحداث الساطعة (بغض النظر عن لونها العاطفي) هي الأفضل "عالقة" في الذاكرة. لا يتم تذكر الانطباعات الروتينية اليومية بشكل جيد ، على الرغم من تكرارها كثيرًا. تسمى هذه الميزة للدماغ بتأثير الممحاة.
يحمي جسم الإنسان نفسه ، قدر الإمكان ، من الأعباء الزائدة ، بما في ذلك الأحمال العاطفية. هذا هو السبب في أن آلية الذاكرة مجهزة بنوع من المرشحات التي تقطع تلك الأحداث والانطباعات التي يعتبرها الدماغ غير مناسبة للتخزين على المدى الطويل. ومع ذلك ، إذا لزم الأمر ، يمكن خداع هذا "الحارس" باستخدام طريقة النطق. وهو يتألف من حقيقة أن الشخص يكرر عقليًا مرارًا وتكرارًا الكلمات والعبارات التي تصف حدثًا يود أن يتذكره. على الرغم من بساطة الطريقة ، إلا أنها تعمل ، وتستمر هذه الذكريات لسنوات.
عند دراسة مشاكل الذاكرة ، وجد العلماء أن الأشخاص الذين يقرؤون كثيرًا ، حتى في سن متقدمة ، يتذكرون أحداث حياتهم بشكل أسرع وبتفاصيل أكثر من أقرانهم الذين لا يكلفون عناء القراءة.
كما اتضح ، فإن النقطة هنا ليست في التدريب الميكانيكي للذاكرة (والذي يحدث أيضًا) ، ولكن في قدرة الدماغ على تسجيل المعلومات ، وربطها بتجربة حياة الشخص. ونظرًا لأن قراءة الأشخاص ، بالإضافة إلى التجربة النهائية البحتة ، لديهم أيضًا تجربة عاطفية مستمدة من الخيال ، فإن ذاكرتهم تعمل بكفاءة أكبر.
يتمتع معظم الناس بذاكرة بصرية أفضل من الذاكرة السمعية أو اللمسية. يمكن استخدام هذه الخاصية عندما تحتاج إلى تذكر شيء ما. بقليل من الممارسة ، يمكنك تعلم إنشاء نوع من تسلسل الفيديو عقليًا ، تخيل الصور المرتبطة بك ، على سبيل المثال ، مع أي قصيدة. بمجرد أن تصبح هذه عادة ، فإن تذكر ما تحتاجه سيصبح أسهل.
إحدى خصائص الدماغ البشري هي القدرة على الحفظ اللاإرادي. في الواقع ، في بعض الأحيان لا نعرف حتى ما هي المعلومات التي لدينا. لاحظ العديد من الأشخاص الذين تصادف وجودهم بمفردهم بعد ذلك أنهم تذكروا بسهولة القصائد الطويلة وحتى فصولًا نثرية كاملة - أجزاء من تلك الكتب قرأوها ذات مرة ، لكنهم لم يحاولوا حفظها. يشير هذا إلى أن ذاكرتنا قد تحتوي على معلومات لم نكن ننوي تخزينها ، وإعادة إنتاجها في موقف صعب.
من المعروف منذ فترة طويلة أن الأشخاص الذين شاركوا في البحث العلمي طوال حياتهم يحتفظون بذاكرة جيدة حتى سن الشيخوخة. يتم تسهيل الحفاظ على النشاط الفكري ، أولاً وقبل كل شيء ، من خلال البحث المستمر واستيعاب المعلومات الجديدة.
ماذا عن هؤلاء الأشخاص الذين لا تتعلق أنشطتهم المهنية بالعلم أو التدريس؟ وهم أيضًا قادرون على تزويد ذاكرتهم بتمارين منتظمة. لفترة طويلة كان يعتقد أن دور مثل هذه التمارين يجب أن يكون في الأساس أعمال تتكون من حفظ النصوص ميكانيكيًا (حفظ الشعر) أو استخدام وتوسيع المفردات (حل الألغاز المتقاطعة). هذه الفصول مفيدة بلا شك ، ولكن الطريقة الأكثر فاعلية لتدريب الذاكرة هي استيعاب المعلومات الجديدة بشكل أساسي بالنسبة لشخص معين. إنه يسمح لك بتكوين اتصالات عصبية جديدة في القشرة الدماغية وزيادة عددها.
وفقًا للأفكار الحديثة ، يتم الحفاظ على الذاكرة بشكل أفضل في الأشخاص الذين يهتمون في وقت واحد بأكبر عدد ممكن من مجموعة متنوعة من الأشياء (يقومون بتحليل الأحداث السياسية ، ودراسة اللغات الأجنبية ، والقيام بالحرف اليدوية ، وزراعة النباتات والطبخ ، ومتابعة أخبار الحياة الثقافية ، اقرأ الكثير من القصص الخيالية ، في مرحلة البلوغ ، قم بقيادة السيارة ، وما إلى ذلك). ببساطة ، اتساع الاهتمام هو الطريقة الأكثر فعالية لتحقيق طول العمر الفكري.
لقد أثبت العلماء الذين درسوا سمات الذاكرة البشرية ما يلي:
تستمر دراسة ملامح الدماغ. يتعين على الباحثين الكشف عن العديد من الأسرار التي تساعد معرفتها الناس في الحفاظ على الصحة والذاكرة والنشاط الفكري في سن الشيخوخة.
فيديو يوتيوب متعلق بالمقال:
تعكس التأثيرات أنماط العمل ، والتي تصبح واضحة عند الحفظ باستخدام فن الإستذكار. تتيح لك معرفة هذه الأنماط تجنب الأخطاء في الحفظ وتجعل العملية أفضل.
تأثير انهيار السلاسل الترابطية. لوحظ في. إذا كان الطالب مشتتًا أثناء عملية التذكر ، فسوف يتذكر المكان الذي انقطعت فيه الذاكرة ، وسيُجبر على العودة إلى بداية السلسلة. في بعض الأحيان يمكنك ملاحظة الوميض السريع للصور أمام عينيك في لحظة تشتيت الانتباه. تنتقل سلسلة الصور وتتوقف عند الصورة الأخيرة.
مع الاستدعاء المتأخر بعد شهر أو شهرين (إذا لم يتم تكليف الشخص بمهمة واعية) ، عند استدعاء الكلمة الأولى من سلسلة تم حفظها مسبقًا ، يتم استدعاء أول كلمتين أو ثلاث كلمات ، ثم واحدة أو اثنتين من الكلمات الأخيرة في وقت واحد . لا يتم تذكر باقي الصور الموجودة في السلسلة حتى عند تذكيرها (مطالبة).
تم وصف هذا التأثير في الأدبيات النفسية بـ "تأثير الحافة" بواسطة G.Ebinghaus وأهميته ، في رأينا ، أكبر بكثير مما يُعتقد عمومًا.
من ناحية ، يتداخل هذا التأثير مع الحفظ الواعي ، حيث يتم محو المعلومات المحفوظة في الصور. يتم تحييد تأثير المحو لهذا التأثير بسهولة. يكفي عدم حفظ سلاسل طويلة من الصور ، ولكن تقسيم المعلومات المحفوظة إلى تسلسلات صغيرة - لا تزيد عن 7-10 صور في كل منها. يتم جمع التسلسلات القصيرة للصور في كتل وحفظها بالإضافة إلى ذلك ، على سبيل المثال ، باستخدام طريقة Cicero.
من ناحية أخرى ، يتبرع الدماغ بالمعلومات لسبب ما. نعتقد أن هذا التأثير هو إحدى الآليات التي يقوم الدماغ من خلالها تلقائيًا بتشكيل برامج مختصرة (مثل "إذا ... إذًا ..."). تم تدمير الروابط الوسيطة بين "If" و "Then" من أجل تسريع الاستجابة. بمساعدة هذه الآلية ، يبني الدماغ (نظرية جي كيلي لبنى الشخصية). يتم تنظيمها في أنظمة هرمية معقدة وهي ، في جوهرها ، برنامج استجابة عالمي ، حيث يقوم الشخص ببناء بلده (بوعي ودون وعي).
يتم تنفيذ العمل الرئيسي للسلاسل الترابطية القابلة للطي (وبالتالي محو المعلومات) بواسطة الدماغ في الوقت المناسب. في هذه الحالة ، يحدث الضغط بشكل منفصل على طول الأنظمة التحليلية (من المعروف أنه أثناء الكلام ينفصل المحللون البصريون ويعملون بمعزل عن بعضهم البعض (تبدأ الأفكار بالارتباك عند النوم). العمل على ضغط المعلومات في النموذج ، فالحلم هو عملية تسجيل المعلومات "المؤرشفة" في الدماغ.
يبدو أن الاعتقاد الشائع حول إرهاق عقل تلاميذ المدارس هو أحد المفاهيم الخاطئة العديدة حول معرفتنا بالدماغ. بالنظر إلى العديد من آليات الدماغ التي تهدف إلى محو المعلومات المحفوظة ، نستنتج أنه من الصعب للغاية تحميل الدماغ بالمعلومات. إن دماغنا "مهتم" حصريًا بالذاكرة التكيفية ، أي. المعلومات المتعلقة بالأنشطة اليومية العادية. كل شيء آخر يتم تدميره بلا رحمة. تسمى الذاكرة الواقية والحامية (المهمة بيولوجيًا) في فن الإستذكار عوامل التثبيت. وتشمل هذه تأثير محو الجمعيات وتأثير طي السلاسل الترابطية. هناك عوامل أخرى لا تتعلق مباشرة بموضوع الحفظ. من بينها الاستيقاظ الكاذب ، واستبدال الصور في الأحلام ، والأحلام الواضحة (الخاضعة للرقابة) ، وحتى تجارب الخروج من الجسد (OBEs) المعروفة في علم التخاطر.
تأثير الصورة الأولى. عند تذكر التمارين ، غالبًا ما تنشأ شكوك حول صحة الصورة التي يتم استدعاؤها. عادةً ما تكون الصورة الصحيحة هي التي "قفزت" أولاً من الذاكرة ، حتى إذا كنت متأكدًا من أن هذه الصورة غير صحيحة.
تأثير الاستدعاء المباشر. في البداية ، يتم "التقاط" المعلومات بواسطة الذاكرة في شكل تمثيلات بصرية. في المستقبل ، إذا قمت بتطبيق طريقة التكرار النشط ، فسيتم استدعاء المعلومات المحفوظة على الفور بالشكل الذي أدركتها به. من المهم بشكل خاص تحقيق تأثير الاستدعاء المباشر عند حفظ الكلمات الأجنبية وأنظمة الإشارة للغات التي تدرسها.
تأثير الاستدعاء النقابي. وهو يتألف من حقيقة أن الصورة المدركة تستدعي على الفور معلومات "إضافية" من الذاكرة عن العلاقات التي تم إنشاؤها سابقًا.
حفظ - هذه عملية ذاكرة ، يتم من خلالها طباعة الآثار ، يتم إدخال عناصر جديدة من الأحاسيس أو الإدراك أو التفكير أو الخبرات في نظام الروابط الترابطية. أساس الحفظ هو ارتباط المادة بالمعنى في كل واحد. إن إنشاء الروابط الدلالية هو نتيجة عمل التفكير في محتوى المادة المحفوظة. يمكن أن يكون تعسفيا وليس تعسفيا.
تلعب مجموعة الأهداف - التي يجب تذكرها - دورًا مهمًا في تحديد نشاط الحفظ بالكامل. بحث أجراه بي زينتشينكو وسميرنوفا.
1 منحنى النسيان - اعتماد كفاءة الذاكرة على الوقت (تُنسى المادة التي تم تعلمها في الدقائق والساعات الأولى إلى حد كبير ، إذا كررت المادة ، فسيتحسن الحفظ وسيصعد المنحنى). إيبينغهاوسفي سياق التجارب ، وجد أنه بعد التكرار الأول الواضح لسلسلة من هذه المقاطع ، يحدث النسيان بسرعة كبيرة في البداية. بالفعل خلال الساعة الأولى ، يتم نسيان ما يصل إلى 60٪ من جميع المعلومات الواردة ، بعد 10 ساعات من الحفظ ، و 35٪ مما تم تعلمه يبقى في الذاكرة. علاوة على ذلك ، تستمر عملية النسيان ببطء وبعد ستة أيام يبقى حوالي 20٪ من إجمالي عدد المقاطع المكتسبة في الذاكرة في الذاكرة ، ويبقى نفس المقدار في الذاكرة بعد شهر.
الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من هذا المنحنى هي أنه من أجل الحفظ الفعال ، فإن تكرار المواد المحفوظة أمر ضروري.
2 ـ قوة الحفظ يعتمد إلى حد كبير من التكرار ... ولكن لكي يكونوا منتجين ، يجب أن يفي الممثلون بمتطلبات معينة من المهم جدًا أن يكون التكرار نشطًا ومتنوعًا. للقيام بذلك ، يتم تعيين مهام مختلفة: الخروج بأمثلة ، والإجابة على الأسئلة ، ورسم مخطط ، ووضع جدول ، وتقديم مساعدة بصرية ، وما إلى ذلك. يتعلق الأمر بفهم المادة.
معروف 3 طرق للحفظ: شمولي وجزئي ومجمع. الأكثر ملاءمة هو المركب (دراسات بواسطة M.N. شارداكوفا
أحد شروط الحفظ الناجح هو أيضًا تنظيم المادة.
وزعت في الوقت المناسب الحفظ أكثر فعالية من التركيز بعدة مرات
وضع التكرار العقلاني
إذا كان هناك يومان
التكرار الأول - مباشرة بعد نهاية القراءة ؛
التكرار الثاني - 20 دقيقة بعد التكرار الأول ؛
التكرار الثالث هو 8 ساعات بعد الثانية ؛
الإعادة الرابعة هي 24 ساعة بعد الثالثة.
إذا كنت بحاجة إلى أن تتذكر لفترة طويلة جدًا
التكرار الأول - مباشرة بعد الحفظ ؛
التكرار الثاني - 20-30 دقيقة بعد التكرار الأول ؛
التكرار الثالث - يوم واحد بعد الثاني ؛
التكرار الرابع - 2-3 أسابيع بعد الثالث ؛
الإعادة الخامسة - 2 إلى 3 أشهر بعد التكرار الرابع
3 ـ الحفظ الهادف أسرع 9 مرات من الحفظ عن ظهر قلب (في تجاربه ، حفظ إبينغهاوس نص دون جوان لبايرون وقائمة حجم متساوية من المقاطع التي لا معنى لها).
4. تستند الذاكرة المتطورة على عاملين رئيسيين -الخيال والارتباط .
فن الإستذكار(اليونانية - فن الحفظ) ، mnemotechnics - مجموعة من التقنيات والأساليب الخاصة التي تسهل حفظ المعلومات الضرورية وتزيد من حجم الذاكرة من خلال تكوين الجمعيات (الوصلات). استبدال الأشياء والحقائق المجردة بمفاهيم وتمثيلات لها تمثيل بصري أو سمعي أو حركي ، وربط الكائنات بالمعلومات الموجودة في الذاكرة من أنواع مختلفة لتبسيط الحفظ.
الرابطة هي ارتباط ذهني بين صورتين. كلما كانت الجمعيات أكثر تنوعًا وعددًا ، زادت ثباتها في الذاكرة.
طريقة الارتباط المتسلسلاتصال بمساعدة الخيال مع درب.
طريقة الارتباط المرتبطة بـلكي تتذكر شيئًا جديدًا ، فأنت بحاجة إلى ربط هذا الجديد بشيء ، أي ارسم علاقة ترابطية ببعض العوامل المعروفة بالفعل ، داعيًا خيالك للمساعدة. هنا طريقة CICERON ، القافية ، إلخ.
5. عامل الحافة - يتذكر Ebbinghaus بشكل أفضل العنصر الأول والأخير ;
6. تأثير Zeigarnik - يتم تذكر الإجراءات غير المكتملة بشكل أفضل ؛ هذا يرجع إلى حقيقة أن الوصول إلى آثار الذاكرة يتم تسهيلها مع الحفاظ على التوتر الذي ينشأ في بداية الإجراء ولا يتم تفريغه تمامًا عند اكتماله بشكل غير كامل. زيجارنيك. البحث في هذا المجال كان موضوع أطروحة المؤلف.
7. الاهتمام بالمواد والاهتمام به يزيد من كفاءة الحفظ عدة مرات.
8. ذكريات - ظهور مادة منسية سابقًا في الذاكرة بفضل عوامل مثل الراحة والنوم (زيادة كفاءة الحفظ بعد فترة).
9. Zn الإجراءات (ممارسة) يتم تذكر المعلومات التي ينطوي عليها النشاط (أي إذا تم تطبيق المعرفة في الممارسة) بشكل أفضل.
10. تركيب Zn إذا قدم شخص ما التثبيت لتذكر المعلومات ، فسيكون الحفظ أسهل. ومع ذلك ، أثبت بحث PI Zinchenko و Smirnova بشكل مقنع أن عقلية الحفظ ، التي تجعلها الهدف المباشر لعمل الشخص ، ليست في حد ذاتها حاسمة لفعالية هذه العملية ؛ قد يكون الحفظ غير الطوعي أكثر فعالية من الحفظ الطوعي.
طريقة شيشرون وتسمى أيضًا طريقة الأماكن أو نظام الغرفة الرومانية. يكمن جوهرها في حقيقة أن وحدات المعلومات المحفوظة يجب أن يتم ترتيبها عقليًا في غرفة معروفة بترتيب محدد بدقة. ثم يكفي أن نتذكر هذه الغرفة لإعادة إنتاج المعلومات الضرورية. (يمكن أن يعزى إلى النقابي)
تقنية الحفظ الفعال
عندما يصعب تذكر المعلومات أو يصعب تنظيمها أو عندما يكون الوقت محدودًا - أمنية.
- وعي... لماذا تحتاج إلى معلومات لا تُنسى ، وكيف ومتى ستستخدمها.
- إقامة اتصالات... من أجل تذكر المعلومات ، تحتاج إلى إنشاء اتصال مع المعرفة أو الخبرة الحالية.
- انطباعات حية... يجب أن تحاول جعل المعلومات تبدو وكأنها انطباع حي.
- اهتمام جيد... 80٪ من عدم القدرة على التذكر مرتبط بنقص الانتباه.
مقتطفات من كتاب دكتور في العلوم التقنية ، موظف في معهد علم المحيطات التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (سمي على اسم شيرشوف)EZF - تأثير ذاكرة الشكل - ظاهرة فيزيائية اكتشفها لأول مرة العلماء السوفييت - الأكاديمي جي في كورديوموف وإل جي كوندروس في عام 1949. لوحظ تأثير ذاكرة الشكل في السبائك الخاصة ويتكون من حقيقة أن أجزاء منها تتعافى بعد تشوه شكلها الأولي تحت التعرض للحرارة. على سبيل المثال ، إذا انثنت صفيحة مصنوعة من سبيكة النيتينول في حالة باردة إلى قوس ، فإنها ستحتفظ بهذا الشكل لفترة طويلة بشكل تعسفي. لكن الصفيحة المثنية تكفي للاحماء قليلاً - سوف تستقيم على الفور ، مثل الربيع الجيد. عند تسخينها ، تعود صفيحة النيتينول إلى شكلها الأصلي ، الذي تم إعطاؤه لها أثناء التصنيع ، بشكل أكثر دقة ، أثناء التبريد (التلدين).
كانت تجربة الأسلاك غير الملفوفة معروفة على نطاق واسع: لا يمكن لف السلك الطويل الرفيع المصنوع من النيتينول في ملف ، ويتم فكه على الفور. عندما يعود منتج النيتينول إلى شكله الأصلي ، تتطور قوة كبيرة إلى حد ما: تصل إلى 55 طنًا لكل بوصة مربعة من قسم الجزء.
يمكنك أيضًا قول هذا: تأثير ذاكرة الشكل هو قدرة السبائك الخاصة على التراكم ، تحت تأثير الإجهاد الميكانيكي الخارجي ، وهو تشوه كبير إلى حد ما ، يمكن عكسه عند تسخينه. اعتمادًا على نوع السبيكة ، يمكن أن يصل التشوه إلى 10-15٪ وأكثر. تكمن المفارقة في حقيقة أنه عند استعادة الشكل الأصلي ، يمكن تنفيذ عمل يتجاوز بكثير ما تم إنفاقه على التشوه في الحالة الباردة. ومع ذلك ، فإن هذا تناقض واضح. لا يوجد تناقض مع قانون الحفاظ على الطاقة. لاستعادة الشكل الأصلي ، يجب تسخين الجزء ، أي يجب إنفاق قدر معين من الطاقة الحرارية. وسيكون دائمًا المزيد من العمل المنجز. إذا قمت بإنشاء محرك حراري ، حيث سيتم استخدام سبيكة ذات تأثير ذاكرة الشكل كسائل عامل ، فإن كفاءة مثل هذه الآلة ، مثل أي آلة أخرى ، ستكون أقل من الوحدة. في هذا الصدد ، لاحظ الفيزيائي إي. راوشر أنه لا توجد أخطاء في قوانين الديناميكا الحرارية ، فهي لا تشرح ما يحدث في النيتينول.
تعتمد فيزياء تأثير ذاكرة الشكل على تحولات الطور في السبائك الخاصة. تحدثنا عن النيتينول. ولكن هناك سبائك أخرى مماثلة ، ومع ذلك ، فإن النيتينول هو الأفضل منها. إنه مركب نيكل-تيتانيوم ، يُعرف أيضًا باسم التيتانيوم أحادي النيكل. صيغته الكيميائية هي TiNi. في هذا المركب ، تتجلى القدرة على تذكر الشكل بشكل أكثر وضوحًا ، والذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بخصائص التغييرات في بنية الشبكة البلورية لهذه السبيكة أثناء انتقالات الطور.
يمكن أن تكون الشبكة البلورية للنيتينول في أحد شكلين: إما في شكل مكعب محوره الجسم (BCC) ، وتسمى هذه الحالة من الشبكة بالشكل الأوستنيتي ؛ أو في شكل هيكل معيني مع وجوه مركزية (RHC) - شكل مارتينسيتي. يُطلق على انتقال المكعب المتمركز حول الجسم إلى المعين المتمركز على الوجه اسم تحول مارتينسيتي مباشر ، ويسمى انتقال بنية RHC إلى بنية مخفية الوجهة بالتحول المارتيني العكسي. يعتمد تأثير ذاكرة الشكل على تحولات هذين التركيبين البلوريين المختلفين. ويسمى أيضًا التحول المارتنسي المرن بالحرارة ، أو انتقال مارتينسيت-أوستينيت والعكس صحيح.
مخطط تحولات الطور في النيتينول مع تغيرات درجة الحرارة. تعتمد كمية المارتينسيت في النيتينول على درجة الحرارة. دعنا نتبع سلوك لوحة النيتينول.
دع صفيحة النيتينول تكون في البداية عند درجة الحرارة التي تشير إليها النقطة M "والتي تتوافق مع درجة حرارة بداية التحول المارتينسي المباشر. مع مزيد من التبريد للوحة ، ستزداد كمية المارتينسيت حتى نقطة Ag ، أي درجة حرارة نهاية التحول المارتينسي المباشر. هذه هي أبرد نقطة ، وهنا تنحني لوحة النيتينول بسهولة في قوس.
يتبع ذلك عملية تسخين تؤدي إلى تحول مارتينسيت عكسي ، أي إلى تكوين الأوستينيت. تتميز بداية هذه العملية بنقطة الجحيم. عندما تصل الصفيحة إلى درجة الحرارة المقابلة لهذه النقطة ، تبدأ كمية المارتينزيت في الانخفاض بشكل حاد. تستمر عملية الانخفاض في كمية المارتينسيت مع زيادة درجة الحرارة على طول الخط المائل Ad-Hell. في هذا القسم من مخطط الطور ، يتم تقويم اللوحة. تعتمد سرعة الاستقامة على سرعة التسخين. النقطة أ ، تتوافق مع درجة حرارة نهاية التحول المارتيني العكسي.
درجة حرارة بداية التحول المارتنسيتي العكسي (النقطة Ad) أقل من درجة حرارة بداية التحول المارتينسيتي المباشر (النقطة Ag) عند التبريد. يرتبط هذا الظرف المهم بوجود تشوه ، أي ثني اللوحة. طاقة التشوه المتراكمة في لوحة النيتينول بسبب الانحناء يعمل في نفس اتجاه التسخين. لذلك ، يبدأ التحول العكسي عند درجة حرارة منخفضة. يتم تسهيل ذلك من خلال الطاقة المرنة في اللوحة المنحنية ، والتي لم تتجلى حتى وصلت اللوحة إلى درجة الحرارة المقابلة لنقطة الجحيم. هذه ميزة ديناميكية حرارية أساسية لسبائك المرساب الكهروستاتيكي.
لاحظ اختلافًا أكثر أهمية بين هذه السبائك. تكون نطاقات درجة الحرارة التي يحدث فيها إعادة ترتيب الشبكة في السبائك باستخدام ESP أقصر بكثير من السبائك التقليدية التي لا تحتوي على ذاكرة. هذا الظرف له أهمية حاسمة في الحالة التي تفكر فيها. إن الحاجة إلى تغييرات صغيرة نسبيًا في درجة الحرارة لضمان إعادة ترتيب الشبكة البلورية تفتح آفاقًا واسعة للاستخدام العملي لتأثير ذاكرة الشكل.
تجد ظاهرة ESP في عصرنا العديد من التطبيقات ، بما في ذلك إنشاء نوع جديد من المحركات الحرارية القادرة على العمل من مصادر الحرارة من النوع منخفض الإمكانات. إذا كان نطاق درجة حرارة تحولات الطور سيكون ضمن تدرج درجة الحرارة المتاح في المحيط العالمي ، فيمكن استخدام النيتينول كجسم عمل صلب لمحرك حراري. بدلا من الأمونيا أو الفريون - نيتينول. تم تغيير مخطط محطة الطاقة في هذه الحالة تمامًا. يفتح استخدام النيتينول طريقة جديدة لتحويل الطاقة الحرارية من المحيط.
تعتمد جميع التركيبات المعروفة سابقًا لتحويل الطاقة الحرارية للمحيطات إلى أعمال ميكانيكية ، ثم إلى طاقة كهربائية ، على استخدام التوربينات التي تحركها أبخرة سوائل معينة ذات نقطة غليان منخفضة. لكي تكون هذه الأنظمة فعالة من حيث التكلفة ، يجب أن تكون قوية بما يكفي. تعتبر النفقات الرأسمالية الخاصة ببنائها كبيرة جدًا ، بالإضافة إلى أنها ليست خالية من العيوب ، على سبيل المثال ، خسائر الطاقة في شبكات التوزيع والخدمات (تصل إلى 10 ٪) ، ونتيجة لذلك ، زيادة في سعر بيع الكهرباء (حتى 50٪). يتم إعطاء مثل هذه الاعتبارات من قبل مخترع محرك التسخين بالنيتينول R. Banks لصالح المحولات منخفضة الطاقة (الحقيقة هي أنه في وقت من الأوقات لم ير أي طرق محددة لإنشاء محولات ميجاوات قوية تعتمد على ESP).
عمل محرك حراري منخفض الطاقة تم بناؤه بواسطة البنوك على النيتينول بشكل مستمر ، مما أدى إلى أكثر من 1.7-107 دورة ، وتطوير طاقة لا تقل عن 0.2 واط ، مما دفع مولد الطاقة الكهربائية إلى الدوران - كان الضوء الكهربائي يحترق منه.
يظهر الرسم التخطيطي الحركي لمحرك البنوك في الشكل. واحد.
تين. 1. البنوك نيتينول المحرك
1 - عمود ثابت ، 2 - عمود دوار ، 3 - كرنك ثابت ، 4 - حلقة سلكية نيتينول ، 5 - قضيب قيادة ، 6 - بداية شوط العمل ، جانب واحد ساخن ، جانب 8 بارد ، 9 عجلة متحركة ، 10 - نهاية شوط العمل ، 11 - سدادة قضيب القيادة ، 12 - اتجاه القوة من عمل حلقة سلكية مصنوعة من النيتينول ، 13 - مكون تباعد ، يسبب الدوران ، 14 - محور عجلة متحركة
تحت تأثير طاقة أسلاك النيتينول في المستوى الأفقي ، تدور العجلة 9 ، وهي عبارة عن دولاب الموازنة وفي نفس الوقت بكرة محرك مولد كهربائي (لا يظهر الأخير في الشكل). يبلغ قطر دولاب الموازنة 350 ملمًا 20 قضيبًا ، حيث يتم تعليق حلقات من سلك النيتينول بقطر 1.2 ملم وطول 152 ملم. عدد حلقات النيتينول يساوي عدد إبر حياكة القضبان ، أي أن هناك أيضًا 20 إبرًا ، في الشكل يشار إليها جميعًا بالرقم 4.
تتدلى حلقات أسلاك النيتينول بين حافة العجلة 9 والبطانات 11 على القضبان 5. البطانات قادرة على التحرك على طول القضبان تحت تأثير القوى التي طورتها حلقات النيتينول. عندما تدور العجلة حول العمود المرفقي الثابت 3 ، فإن المسافة بين البطانات وحافة العجلة تزيد أو تنقص. في الوقت نفسه ، عندما تدور العجلة ، يتغير موضع حلقات النيتينول بالنسبة إلى حمامين نصف دائريين مستقرين بماء بارد ودافئ يقع مباشرة تحت العجلة 9. درجة حرارة الماء في الحمام البارد هي 24 درجة مئوية ، في الماء الساخن. واحد هو 48 درجة مئوية ، أي أن فرق درجة الحرارة المستخدمة هو 24 درجة مئوية.
كان سلك النيتينول (الصف نيتينول -55) للحلقات أثناء التبريد مستقيماً ، لذلك ، عند تسخينه في حمام ساخن ، تميل الحلقات إلى الاستقامة. عندما يتم غمر الحلقة التالية في حمام ماء ساخن ، فإنها تميل إلى الانحناء ، بينما يتم إنفاق جزء من طاقة كل حلقة على عجلة الغزل 9. في فترة النصف "الساخنة" ، المسافة بين حافة العجلة والبطانات يزداد نتيجة القوة التي تعمل على تقويم الحلقة. لذلك ، ينشأ عزم على حافة العجلة بالنسبة للعمود الثابت 1. ينشأ بسبب حقيقة أن مراكز دوران القضبان 5 والعجلة 9 متباعدة بمقدار 25 مم. يتوافق هذا الرقم مع المسافة بين محاور العمود الثابت 1 ومحور الكرنك 3 ، أي ارتفاع الركبة الساعد. يتم توصيل البرامق بنهاياتها المركزية برقبة الكرنك ، لذلك عندما تدور العجلة ، فإنها ترد بالمثل.
تبدو القضبان 5 كمكبرات صوت ، لكن الغرض منها لا علاقة له بالغرض الطبيعي من المتحدث في العجلة. بدلاً من ذلك ، يلعبون دور قضبان التوصيل في نوع من آلية الكرنك لهذا المحرك. يتم دعم حافة العجلة 9 بجميع أجزائها بواسطة المحور 14 ، الذي يجلس على عمود مجوف دوار 2. يدور هذا العمود مع العجلة 9 حول العمود الرئيسي الثابت 1.
لم تكشف الاختبارات طويلة المدى لهذا المحرك عن أي آثار للتعب في حلقات النيتينول ؛ علاوة على ذلك ، بعد عدة مئات الآلاف من الثورات ، بدأت العجلة تدور بشكل أسرع. تكررت استعادة النموذج عشرات الملايين من المرات. يتم تفسير هذه النتائج من خلال تشوه صغير نوعًا ما بنسبة 0.5 ٪.
بعد تشغيل المحرك لعدة ساعات ، لوحظ تطور حفظ "الشكل البارد". عندما غُمرت حلقات الأسلاك المصنوعة من النيتينول مرة أخرى في حمام من الماء البارد أثناء دوران العجلة ، فإنها تنثني تلقائيًا ، دون استخدام القوة. هذا التأثير الجديد يسمى التدريب المزدوج ، أو الذاكرة المزدوجة. لم يتلق تأثير الذاكرة المزدوجة حتى الآن تفسيرًا نظريًا مرضيًا بدرجة كافية ، ولكن من الواضح أنه يجب أن يؤدي إلى زيادة صافي خرج الطاقة لمحرك النيتينول.
قامت البنوك بالتجربة الأولى في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء باستخدام محرك النيتينول في نوفمبر 1973: تم تسخين المياه المستخدمة في الحمام الساخن بواسطة أشعة الشمس. منذ ذلك الحين ، توسع العمل في دراسة النيتينول وتطبيقاته بشكل كبير ويتم تنفيذه في مختبرات في بريطانيا العظمى وسويسرا وبلجيكا وألمانيا واليابان. تم إنشاء مركز تكنولوجيا النيتينول في الولايات المتحدة الأمريكية. تم عقد مؤتمر دولي حول المحركات الحرارية من النيتينول ، بحلول عام 1981 ، تم نشر 400 تقرير علمي حول هذا الموضوع ، وتم إصدار براءات اختراع لأكثر من 100 مصنع نيتينول ، بما في ذلك 12 محرك حراري
يعتقد بعض الباحثين أن محركات النيتينول ستكون قادرة على تحويل الطاقة بشكل اقتصادي أكثر من الخلايا الكهروضوئية. يعتقد D. Holstein ، الذي يرأس مركز Nitinol Technology Center ، أنه عندما يعمل محرك النيتينول على مدار الساعة ، سيكون قادرًا على دفع تكاليف نفسه في غضون 18-24 شهرًا ، وبعد ذلك ستكون الطاقة التي يولدها "خالية إلى حد ما ".
تم الإبلاغ عن تطوير علامة تجارية جديدة من النيتينول ، حيث تحدث انتقالات الطور عند درجة حرارة 9 درجات مئوية. من السهل الحصول على مثل هذا التدرج من مجمعات الطاقة الشمسية أو مصادر المياه الجوفية الحرارية ، والتي ستضمن تشغيل محركات النيتينول لأغراض مختلفة ، بما في ذلك قيادة مضخات الري في المناطق التي لا توجد بها شبكة مركزية. يمكن لمحركات النيتينول أيضًا استخدام الحرارة المهدرة ، وتحويلها إلى عمل مفيد (ما يصل إلى ثلثي الطاقة التي تستهلكها المؤسسات الصناعية تذهب إلى الحرارة المهدرة). تجري دراسة إمكانية إنشاء عدد من محركات النيتينول المصممة للعمل في درجات حرارة منخفضة تدريجيًا للماء الساخن. يمكن تركيب هذه المجموعة من المحركات على تدفق الماء الساخن من المنشآت الصناعية. في هذه الحالة ، لن يتم استرداد جزء من الطاقة فحسب ، بل سيتم أيضًا منع التلوث الحراري للأجسام المائية.
إن إنشاء عدد من محركات النيتينول مع انخفاض متوسط \u200b\u200bدرجة الحرارة تدريجيًا لفترة التشغيل أمر ممكن أساسًا عن طريق تغيير النسبة في السبيكة بين النيكل والتيتانيوم. على سبيل المثال ، إذا كانت السبيكة تتكون من 55٪ نيكل و 45٪ تيتانيوم ، فإن تحولات طورها ، أي القدرة على استعادة الشكل ، تكون في نطاق درجة حرارة الغرفة. ولكن مع زيادة طفيفة في محتوى التيتانيوم ، فإن تأثير ذاكرة الشكل في السبيكة سوف يتجلى في درجات حرارة أعلى من 120 درجة مئوية. من خلال اختيار نسبة مناسبة بين محتوى النيكل والتيتانيوم ، يأمل العلماء في حل هذه المشكلة.
المصادر الطبيعية للطاقة الحرارية لمحركات النيتينول هي المحيطات والبحار والبحيرات والخزانات. يقترب انخفاض درجة الحرارة المثلى لمحركات النيتينول من 20 درجة مئوية ، وهو ما يتوافق مع التدرج الملحوظ في المحيطات. بالمناسبة ، من السهل توفير مثل هذا التدرج في ظروف اصطناعية ، على سبيل المثال ، في ما يسمى البرك الشمسية. هذه طريقة متطورة لتجميع الطاقة الشمسية في أحواض المياه المملحة. في هذه الحالة ، ستحول محركات النيتينول الطاقة الحرارية المخزنة إلى أعمال ميكانيكية أو كهرباء. سيوضح المستقبل القريب مدى نجاح المحولات الجديدة في التنافس مع أنواع أخرى من محولات الطاقة الحرارية.
وفقًا للمؤلفين الفرديين ، يمكن أن تكون كفاءة محركات النيتينول في 5-6٪ (AA Golshtein) ، في حين أن الحساب النظري وفقًا للصيغة الواردة في عمل S.M. Weiman يعطي كفاءة في النطاق من 5 إلى 21٪ ، اعتمادًا على خصائص المواد المستخدمة. يجري العمل حاليًا لمقارنة قيم الكفاءة التي تم الحصول عليها تجريبيًا ونظريًا.
شكل تأثير الذاكرة والطاقة المصغرة بناءً على هذا التأثير.
EZF - تأثير ذاكرة الشكل - ظاهرة فيزيائية اكتشفها لأول مرة العلماء السوفييت - الأكاديمي جي في كورديوموف وإل جي كوندروس في عام 1949. لوحظ تأثير ذاكرة الشكل في السبائك الخاصة ويتكون من حقيقة أن أجزاء منها تستعيد شكلها الأولي تحت التعرض للحرارة . على سبيل المثال ، إذا تم ثني صفيحة مصنوعة من سبيكة النيتينول في حالة باردة إلى قوس ، فإنها ستحتفظ بهذا الشكل لفترة طويلة بشكل تعسفي. لكن الصفيحة المثنية تكفي للاحماء قليلاً - سوف تستقيم على الفور ، مثل الربيع الجيد. عند تسخينها ، تعود صفيحة النيتينول إلى شكلها الأصلي ، الذي تم إعطاؤه لها أثناء التصنيع ، بشكل أكثر دقة ، أثناء التبريد (التلدين).
كانت تجربة السلك غير الملفوف معروفة على نطاق واسع: لا يمكن لف السلك الطويل الرفيع المصنوع من النيتينول في ملف ، ويتم فكه على الفور. عندما يعود منتج النيتينول إلى شكله الأصلي ، تتطور قوة كبيرة إلى حد ما: تصل إلى 55 طنًا لكل بوصة مربعة من قسم الجزء.
يمكنك أيضًا أن تقول هذا: تأثير ذاكرة الشكل هو قدرة السبائك الخاصة على التراكم ، تحت تأثير الإجهاد الميكانيكي الخارجي ، وهو تشوه كبير إلى حد ما ، يمكن عكسه عند تسخينه. اعتمادًا على نوع السبيكة ، يمكن أن يصل التشوه إلى 10-15٪ وأكثر. تكمن المفارقة في حقيقة أنه عند استعادة الشكل الأصلي ، يمكن تنفيذ عمل يتجاوز بكثير ما تم إنفاقه على التشوه في الحالة الباردة. ومع ذلك ، فإن هذا تناقض واضح. لا يوجد تناقض مع قانون الحفاظ على الطاقة. لاستعادة الشكل الأصلي ، يجب تسخين الجزء ، أي يجب إنفاق قدر معين من الطاقة الحرارية. وسيكون دائمًا المزيد من العمل المنجز. إذا قمت بإنشاء محرك حراري ، حيث سيتم استخدام سبيكة ذات تأثير ذاكرة الشكل كسائل عامل ، فإن كفاءة مثل هذه الآلة ، مثل أي آلة أخرى ، ستكون أقل من الوحدة. في هذا الصدد ، لاحظ الفيزيائي إي. راوشر أنه لا توجد أخطاء في قوانين الديناميكا الحرارية ، فهي لا تشرح ما يحدث في النيتينول.
تعتمد فيزياء تأثير ذاكرة الشكل على تحولات الطور في السبائك الخاصة. تحدثنا عن النيتينول. ولكن هناك سبائك أخرى مماثلة ، ومع ذلك ، فإن النيتينول هو الأفضل منها. إنه مركب نيكل-تيتانيوم ، يُعرف أيضًا باسم التيتانيوم أحادي النيكل. صيغته الكيميائية هي TiNi. في هذا المركب ، تتجلى القدرة على تذكر الشكل بشكل أكثر وضوحًا ، والذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بخصائص التغييرات في بنية الشبكة البلورية لهذه السبيكة أثناء انتقالات الطور.
يمكن أن تكون الشبكة البلورية للنتنول في أحد شكلين: إما في شكل مكعب محوره الجسم (BCC) ، وتسمى هذه الحالة من الشبكة بالشكل الأوستنيتي ؛ أو في شكل هيكل معيني مع وجوه مركزية (RHC) - شكل مارتينسيت. يُطلق على انتقال المكعب المتمركز حول الجسم إلى المعين المتمركز على الوجه اسم تحول مارتينسيتي مباشر ، ويسمى انتقال بنية RHC إلى بنية مخفية الوجهة بالتحول المارتيني العكسي. إن تحول هذين التركيبين البلوريين المختلفين هو أساس تأثير ذاكرة الشكل. ويسمى أيضًا التحول المارتنسي المرن بالحرارة ، أو انتقال مارتينسيت-أوستينيت والعكس صحيح.
مخطط تحولات الطور في النيتينول مع تغيرات درجة الحرارة. تعتمد كمية المارتينسيت في النيتينول على درجة الحرارة. دعنا نتبع سلوك لوحة النيتينول.
دع صفيحة النيتينول تكون في البداية عند درجة الحرارة المشار إليها بالنقطة M "التي تتوافق مع درجة حرارة بداية التحول المارتينسي المباشر. مع مزيد من التبريد للوحة ، ستزداد كمية المارتينسيت إلى نقطة Ag ، أي درجة حرارة نهاية التحول المارتيني المباشر. هذه هي أبرد نقطة ، وهنا تنحني لوحة النيتينول بسهولة في قوس.
يتبع ذلك عملية تسخين تؤدي إلى تحول مارتينسيت عكسي ، أي إلى تكوين الأوستينيت. تتميز بداية هذه العملية بنقطة الجحيم. عندما تصل الصفيحة إلى درجة الحرارة المقابلة لهذه النقطة ، تبدأ كمية المارتينزيت في الانخفاض بشكل حاد. تستمر عملية الانخفاض في كمية المارتينسيت مع زيادة درجة الحرارة على طول الخط المائل Ad-Hell. في هذا القسم من مخطط الطور ، يتم تقويم اللوحة. تعتمد سرعة الاستقامة على سرعة التسخين. النقطة أ تتوافق مع درجة حرارة نهاية التحول المارتيني العكسي.
درجة حرارة بداية التحول المارتيني العكسي (النقطة Ad) أقل من درجة حرارة بداية التحول المارتينسيتي المباشر (النقطة Ag) عند التبريد. يرتبط هذا الظرف المهم بوجود تشوه ، أي ثني اللوحة. طاقة التشوه المتراكمة في لوحة النيتينول بسبب الانحناء يعمل في نفس اتجاه التسخين. لذلك ، يبدأ التحول العكسي عند درجة حرارة منخفضة. يتم تسهيل ذلك من خلال الطاقة المرنة في اللوحة المنحنية ، والتي لم تتجلى حتى وصلت اللوحة إلى درجة الحرارة المقابلة لنقطة الجحيم. هذه ميزة ديناميكية حرارية أساسية لسبائك المرساب الكهروستاتيكي.
