חומר בשדה מגנטי. אינטראקצית שדה מגנטית עם החומר

כמה תופעות בלתי מוסברות פתורה תעלומות להסתיר כוכב הלכת שלנו! אבל תושבי תצפית כדור הארץ מן המאה אחד כדי ללמוד את החוקים, להתנסות, להמציא, להסיק מסקנות ולעשות שימוש ההמצאות שלהם. סודות של היקום וטבע זמן מזמינים אנשים, דוחפים את כולם הניסויים החדשים בחיפוש אחר אמת רמזים. אחת התעלומות הללו הוא ההתנהגות של חומר בשדה מגנטי.

התצפיות המגנטיות הראשונות

לפי האגדה, הרועה העתיקה בשם מגנוס פעם גילתה כי צוות שלו דבוקה המתכת של רוק. הוא (האבן) ו מוקדש לגילוי. על פי תאוריה אחרת, המילה "מגנט" עם השפה היוונית שפירושה "אבן מגנזיה", על שם העיר של מגנזיה, שבו שדות מגנטיים התגלו. אפילו כמה מאות שנים לפני הספירה, הסינים הבחינו כי חלק מהאבנים מוחזקים יחד באופן כזה שהם יכולים לסובב בחופשיות, בעקביות להפוך בכיוון מסוים.

איך מצפן

הראשון של מצפנים היוו של כף מגנטיט עם מוט קצר אשר ניתן לסובב סביב המעגל. לאחר זמן מה, אחרי שסובב את הכף, היא עצרה, ו הליבה שלה תמיד הצביע לכיוון צפון. אבל הכוחות אלה הם כל כך קטנים שהם יכולים לסובב רק מצפן מצורף רופף.

מלחים בהמשך הוכנס מחט מגנטית בתוך קש ולשים בקערה עם מים. קש תמיד מצביע לכיוון צפון - דרום. הסיבה לכך, אז עדיין תופעה נחקרו - מעין שדה ברחבי הארץ, אשר יש לו את היכולת להשפיע על חומרים בה, ולקבוע בכיוון שלהם.

כדור מגנטי סביב כדור הארץ

כדור הארץ שלנו הוא כדור המוקף, המעסיק כוחות מגנטיים, שמה - השדה המגנטי. אמנם הגרסה של המקור זה לא אומת, אך גיאופיסיקה בעצם מסכים עם הקביעה כי יש שדה מגנטי בשל רכב ליבת הברזל של כדור הארץ שלנו. הסיבוב של כדור הארץ תורם להיווצרות של זרימה רציפה ליבה מתכתית מותך של מטענים חשמליים, אשר להצמיח polya.Zemlya המגנטי סביבם, ולכן מתנהג מגנט ענק, אשר מגיב ומצפנים.

מאפיינים ואופי המגנטים

מגנטים, כמו אלה שאוהבים לקשט את המקרר או להחזיק פתק במטבח, יש תכונות מעניינות למדי. ההתנהגות של חומרים בשדה מגנטי תלוי בחומרים שמרכיבים חומרים אלה. כולם יודעים כי מגנטים להיצמד אובייקט ברזל או פלדה. ולמה זה קורה? לכל מגנט שני קטבים. אם אתה עושה ניסוי ולשמור זוג מגנטים קרובים אחד ליד שני, מתברר כי הקוטב הצפוני של אחד מושך את ההפך - בדרום - מוט של אחר. עם זאת, אם אתה לפרוס אותו מגנטי המוט, הם תמיד יהיו דוחים זה את זה. אלקטרונים, אשר סובב סביב הגרעינים האטומים יש מטען חשמלי שלילי. זרם של חלקיקים טעונים מייצר שדה מגנטי אשר מתכופף לולאות גדולות סביבם.

לדוגמא, כאשר המנורה דולקת, הזרם החשמלי עובר דרך החיווט שלה, ואת האלקטרונים לנוע מאטום אחד למשנו, וסביב החיווט מתעורר שדה מגנטי חלש. בדומה לכך, בשדה מגנטי חזק המגיע חוטי מתח הגבוהים. חשמל ומגנטיות הם שני מרכיבים לשמש אלקטרומגנטיות. אלקטרון כל המסתובבת סביב צירה כמו כוכב לכת שהופך על מסלולו בונה לולאה קטנה של זרם חשמלי יוצר שדה מגנטי בחומר שלה. חומר בשדה מגנטי מתנהג באופן שונה.

איך האינטראקציה השדה המגנטי עם חומר

לדוגמא, תחת הפעולה של השדה המגנטי מתרחשת על הפלסטיק כולל שדה מגנטי מיניאטורי של כל האטומים מנטרלים אחד את השני בגלל הקטבים שלהם מופנים לכיוונים שונים. אבל בסופו של אטומי הברזל מסודרים כאלה שהחומר הוא מסוגל להיות ממוגנט. האטומים בהם נאספים בקבוצות והן נקראות תחומים מגנטיים. תחום זעיר כל מורכב מיליארדי חלקיקים עם כל השדות המגנטיים שלהם, אשר נמצאים באותו כיוון, וזה הופך את עצמו מגנט זעיר. חתיכות הברזל עצמם בדומיינים שהצביעו בכיוונים שונים, כך שהם מבטלים זה, ובאופן עצמאי של ברזל אינו תערוכת תכונות מגנטיות. כדי ליצור מגנט בכל התחומים חייבים להיות ממוקמים בכיוון אחד, אז חתיכת הברזל למגנט ומשכה את כל חפצי המתכת באזור. כיצד להפוך תחומי ברזל ממוקמים באותו סדר? כל שעליך לעשות הוא: זה צריך לשים חתיכת ברזל בשדה המגנטי. סדר אחד אחרי השני, התחומים פרוסים בכיוון השדה. לכן הם ימשכו אטומים של תחומים אחרים, הגדלת גודל.

בקרוב, רב של רכיבים אלה ייצרו קו, וחתיכת הברזל עצמו הופכת מגנט ימשוך אל עצמו כל סיכה, מסמר או מתכת אחרת חפצים בסביבה. אז יש את המגנטיזציה של השדה המגנטי של החומר גדל מאוד. אבל כמו שאומרים, עדיף לראות פעם אחת מאשר לשמוע מאה פעמים. אינו יוצא מן הכלל ואנחנו בוחנים את התופעה. איך לוודא לומר?

השדה המגנטי המגנטיזציה של החומרים יכולים להיחשב למשל בבית. זה מספיק כדי לבצע חוויה פשוטה. קח מסמר ברזל קטן ולשים אותו על המקרר עם מגנט. תחומי הרפליקה שלו במהירות, ובמשך זמן הציפורן עצם תהפוך לאבן שואבת, שבאמצעותו יהיה קל להרים את הסיכה.

קביעת השדה המגנטי

כדי ללמוד את השדה המגנטי למד חומר שני סוגים של זרמים - makrotoki ומיקרו. Makrotokami הם אלה שיצרו את התנועה של גופים מקרוסקופיים טעונים. במיקרו הקרוי זרם ידי הזזת האלקטרונים אטומים, מולקולות ויונים. השדה המגנטי של החומר כדי ליצור שני שדות: An makrotokami חיצוני נוצר ופנימי - במייקרו יצר.

רוב חומר מגנטי

עובדה מעניינת היא כי בטבע יש מגנט אמיתי - אבן שואבת מינרלים. אבל חלק הארי של הגופים עם השדה המגנטי שלו, עדיין נוצר באופן מלאכותי על ידי גבר. החזקים של אלה הם אלה שמייצגים את סגסוגת של ניאודימיום, ברזל ובורון. ומה הוא החומר המגנטי היום? מדענים הצליחו לענות על שאלה זו. פיזיקאי קבוצה ממינסוטה יצרו חומר חדש המורכב 16 אטומי ברזל 2 אטומי חנקן, המאופיינת חדירות מגנטיות הוא 18% גבוהים יותר מזה של החזקים ביותר - ניאודימיום - המגנט.

מה הם מגנטים

השדה המגנטי של החומר, בקיצור, תלוי המגנטים. לשים כל אחד מהם בשדה מגנטי שיוצר שדה המגנטי שלה בעניין. סוגי מגנטים שעוקבים אחר: diamagnetic, חומרים פאראמגנטיים ו פרומגנטי. השדות החזקים ביותר ליצור ferromagnets, כי יש להם תכונות מגנטיות גבוהות. חומרים אלה כוללים ברזל, ניקל, קובלט, מתכות אדמה נדירות וסגסוגות שלהם, כמו גם כרום וסגסוגות מגנזיום. מהם עושים מגנטים קבועים, כי בתחום פרומגנטי אינו נעלם לאחר הסיום של השדה המגנטי.

פאראמגנטיים להחזיק חדירות שהן מעט מעל האחדות בטמפרטורת חדר. חומרים אלה בשדה מגנטי ממוגנטים רעים, אבל עם ירידה בטמפרטורה, את התכונות המגנטיות של אותם מתרבות. By paramagnet כולל, למשל, חמצן, פלטינה, אלומיניום, מתכות אדמה נדירה.

Diamagnetics - סוג אחר של חומר, החדירות של אשר היא מעט פחות מ אחדות, התכונות המגנטיות שלהם אפילו חלשות יותר. לאלה לדרג רבות מתכות כגון ביסמוט, כסף, זהב, נחושת, כמו גם מים ותרכובות אורגניות. עובדה מעניינת כי המאפיינים פרומגנטי להיעלם, ומתכות ולהיות פאראמגנטיים demagnetized כאשר מחומם לטמפרטורה מסוימת (נקודת קירי).

שימוש בשדה מגנטי

אנשים למדו להשתמש בו לטובתם את המאפיינים שהוזכרו של החומר בשדה מגנטי: ferromagnets הן הכרחיות לייצור חשמל והנדסת מחשבים. הם ניתן למצוא שנאים, מנועים, ו שוני מכשירים למדידה, הם מאפשרים לך להגדיל את השדה המגנטי מבלי לשנות נוכחי הסליל.

פריסת חומרים כאלה יכולים להפחית את צריכת החשמל באופן משמעותי. הם משמשים עבור הלבשת ההקלטה ופיקוח, עפרות המגנטיות. כיום הרפואה משתמשת במגנטים לאבחון וטיפול במחלות שונות. בעיקרון, את העבודה של ציוד האבחון מבוסס על הפעולה של מגנטים הקבועים. לדוגמה, מחוון tonometer עינית צריך לזהות גלאוקומה בשלב מוקדם. משמש ניתוח המיקרו-כירורגיה, התקנים מגנטיים להסרת מתכת מפני שבר אנושי. עיקרון ההפעלה שלהם מבוסס גם על המאפיינים של מגנטים ללא חיבור לרשת. יש השפעות טיפוליות Broad תחבושת אפליקטורים מגנטיות שונות. הם להקל על הכאב ולעצור את התהליך הדלקתי, ומחלות רבות מטופלות על ידי השפעת השדה המגנטי על אזורי הפעילות של הגוף האנושי. זה ידוע כי קליאופטרה השתמשה תכשיטים מגנטיים, כדי לשפר את זרימת הדם ואת עיכוב ההזדקנות.

הערך של השדה המגנטי של כדור הארץ

השדה המגנטי ממלא תפקיד חשוב בחייו של כוכב הלכת. קודם כל, היא משמשת להגנה על תושבי כדור ארץ הלוויינים מן ההשפעה בטוחה של גופים קוסמיים. בהשפעת השדה המגנטי משתנה מסלולו. החוקרים מודים כי חלק של כדור הארץ אין גרעין מתכת, ולכן השדה המגנטי, אשר מפחית באופן משמעותי את מספר כוכבי הלכת למגורים אפשרי. בני אנוש גם להסתכן נותרים ללא שדה הגנה. אבל לומר מתי זה יקרה, ו גיאופיסיקה אינם נלקחים. מחקרים הראו כי יותר מ -160 מיליון שנה הקטבים המגנטיים - בצפון ובדרום - ומגוונות בין כמאה פעמים. האירוע האחרון כזה התרחש לפני 720,000 שנים, ואת כדור הארץ הוא הותקף על ידי חלקיקים קוסמיים. תיאוריה אחת להסביר את ההכחדה של הדינוזאורים, אומר כי ענקים אלה נעלמים רק מהסיבה הזאת.

השדה המגנטי הופך דק יותר

לגיאופיזיקה, לנתח את המאפיינים של השדה המגנטי, גילתה שיש מופיע משמרות בטוחות כי לא נרשמו לפני. בשכבת השדה מגנטי הדרום האטלנטי מדלל בהדרגה. במהלך 150 השנים האחרונות, בתחום פה היה חלש מעשרה אחוזים. מדענים אומרים כי משמרת הקוטב תתרחש מהר מספיק, בתוך 100 שנים מתחילת ההיפוך. מה דור יהיה לצפות בתופעה זו ואיך זה ישפיע על תושבי כדור הארץ, זה עדיין לא ידוע, אבל יש את האמירה כי שינוי כזה של הקטבים יהיו השלכות שליליות על מהנדס חשמל.

סערות מגנטיות והשפיע על אנשים

לפעמים השדה המגנטי של כדור הארץ הוא מוטרד - הוא סערות מגנטיות, תלויה ישירות על השמש. בתקופה של גדילת פעילות סולארית יש שחרור עצום של אנרגיה, אשר תורם להיווצרות של התפרצויות שמש. במקרה זה, זרם ענק של חלקיקים טעונים נוטה לכדור הארץ במהירות גבוהה - 500-1000 קילומטרים בשניים, יצירת שדה מגנטי חזק. זרם זה מגיע כוכב הלכת בתוך מספר ימים. מול שני שדה מגנטי חזק, ושדה מגנטי בסופו של דבר מופרע של כדור הארץ. אדם שרגיל נורמלי השדה המגנטי, ו סערות מגנטיות, בריאותו משתנה.

יש אנשים רגישים מגנטי שונה, השפעה על סערה מגנטית אדם תלויה במצב בריאותו. ההידרדרות במצב בריאות, חיוניות מצטמצמת, נופלת נכה, יש חולשה, כאבי ראש, הפרעות שינה, הידרדר פעולה של מערכת העצבים (מספר שגיאות עליות, מספר הכשלים ותאונות עליות). בקשר עם המראה של פני השטח של חשמל על מכשירים בימים כאלה עשויות להוות הפרה של עבודתם.

התגובה של חיות השדה המגנטי

הוא הוכיח כי הציפורים הם גם מאוד להרגיש את השדה המגנטי של כדור הארץ ואפילו לראות אותו. מדענים מאמינים כי ציפור - בנים ייחודיים בדרך זו: הכח המגנטי מסייע להם למצוא בבתיהם במהלך טיסות על המרחקים העצומים.

שדה מגנטי משמש צבי ים נווט. בעלי חיים עם מראש חתולים למשל מגנטי גבוה להגיב לשינויים בעוצמת השדה המגנטי. התנהגות בעלי חיים חריגה שנצפתה לפני הוריקנים ורעידות אדמה. כדי לקבוע את הצונאמי מתקרב או רעידת האדמה ביפן אקווריומים גדולים מכילים נקודות שחורות כי לפני קטסטרופות לעלות אל פני השטח ואת המודאגים, מרגישים הפרעות חזקות של השדה המגנטי.

במקום אפילוג

השפעת השדה המגנטי על תושבי הפלנטה שלנו עדיין לא למד באופן מלא, מדענים ברחבי העולם פשוט הסיט את הווילון של מסתורין כדור הארץ ומנסה למצוא תשובות לשאלות חשובות מאוד. אבל התקדמות אינה שוקטת על שמרים, ואת המדע מתפתח בימים אלה במהירות, אז מי יודע, אולי בדור הבא ידע את התשובה לרוב השאלות שעליהן נלחם טובות המוחות של האנושות.