Магнит өрісіндегі заттар. Магнит өрісінің затпен өзара әрекеттесуі

Біздің планетамызда түсініксіз құбылыстар мен шешілмеген құпиялар қанша тұрады? Бірақ ғасырдан ғасырға дейін Жердің байырғы тұрғындары үлгілерді зерттеп, эксперименттер жасайды, ойлап табады, қорытынды жасайды және өнертабыстарын қолданады. Ғарыш пен табиғаттың құпиясы адамдарға әрдайым шындықты және ақыл-ойларды іздестіруге талпындырады. Мұндай құпияның бірі магнит өрісіндегі заттардың мінез-құлқы.

Бірінші магниттік бақылау

Қолданыстағы аңызға сәйкес, Магнус есімді шопан бір кездері оның штатының металл жағымен тасқа жабысқанын анықтады. Бұл ашылымға (тасқа) арналды. Басқа теорияға сәйкес грек тілінен «магнет» деген сөз Magnesia қаласынан кейін магнит кендері ашылған «Магнезиядан жасалған тас» деп аударылады. Біздің дәуірден бірнеше ғасыр бұрын да, қытайлар кейбір тастарды еркін айналдырып, белгілі бір бағытта айналып өтетін етіп бекітілгенін байқады.

Компас қалай пайда болды?

Ең ерте компастар - шеңберге айналдыруға болатын қысқа шнурлы магнетитті қасықтар. Қасық айналдырғаннан кейін біраз уақыт өткен соң, ол тоқтады, ал оның шұңқыры әрқашан солтүстікке қарай жүгірді. Бірақ бұл күштер өте аз, олар компастың еркін бекітілген жебелерін ғана айналдыра алады.

Кейін матростар магнитті инелерді сабанға салып, оларды бір шараға салып қойды. Саман әрқашан солтүстік-оңтүстікке қарай жүгірді. Мұның себебі, содан кейін зерттелмеген құбылыс Жердегі айналадағы белгілі бір өріс болып табылады, ол онда орналасқан заттарға әсер ете алады және олардың бағытын анықтайды.

Жердің магнит өрісі

Біздің Жер магнит күштері жұмыс істейтін саламен, оның атауы магнит өрісі болып табылады . Оның пайда болуы туралы болжам расталмаса да, бірақ геофизиктер негізінен планетаның ядросының темір құрамына байланысты магнит өрісі бар екендігі туралы келіседі. Жердің айналдыруы балқытылған металдың ядросында электр зарядтарының үздіксіз ағындарын қалыптастыруға көмектеседі, бұл олардың айналасында магнит өрісінің пайда болуына әкеліп соғады Жер осылайша компастардың көрсеткілеріне жауап беретін үлкен магнит ретінде пайда болады.

Магниттердің қасиеттері және сипаты

Магниттер тоңазытқышты безендіруге немесе ас үйде ноталарды ұстауға ұнайтын сияқты, өте қызықты қасиеттерге ие. Магниттік өрістердегі заттардың мінез-құлы заттардың осы заттардың құрамына байланысты. Магнит темірден немесе болат заттардан тұратынын бәрі біледі. Неге бұлай болып жатыр? Әрбір магнетте екі бағана бар. Егер эксперимент өткізіп, жұп магниті бір-біріне жақын ұстасаңыз, солтүстік полюстің біреуі керісінше - екінші оңтүстік полюстін тартады. Алайда магниттерді бірдей полюсте қолдансаңыз, олар әрқашан бір-бірін қудалайды. Атом ядросының айналасында революция жасайтын электрондар теріс электр заряды бар. Зарядталған бөлшектердің ағыны олардың айналасында үлкен циклмен бекітілген магнит өрісін шығарады.

Мысалы, жарық жанып тұрған кезде, электр тогының электр желісі арқылы жылжиды, ал электрондар бір атомнан екіншісіне жылжиды және сымдардың айналасында әлсіз магнит өрісі пайда болады. Сол сияқты күшті магнит өрісі жоғары кернеулі сымдардан туындайды. Электр және магнетизм электромагнетизмнің екі компоненті ретінде әрекет етеді. Әрбір өз орнын айнала айналатын электрон, планета айналатындықтан, орбитада электр тогының кішкене циклін жасап, заттың өзінде магнит өрісін жасайды. Магнит өрісіндегі заттар басқаша әрекет етеді.

Магнит өрісінің затпен өзара әрекеттесуі

Мәселен, магнит өрісі пластмассада жұмыс істегенде келесідей болады: әрбір атомның миниатюралық магнит өрісі бір-бірін бейтараптандырады, өйткені олардың тіректері әртүрлі бағытта бағытталған. Бірақ темір атомдары материалдың магнитизациялануы мүмкін етіп орналастырылады. Олардағы атомдар топтарға жиналып, магнит өрісі деп аталады. Әрбір осындай кішкентай домен миллиардтаған бөлшектерден тұрады, олардың бір бағытқа бағытталған барлық магнит өрісі бар және ол өзі кішкентай магнитке айналады. Темір бөлігінде домендердің өздері әртүрлі бағытта бағытталған, сондықтан олар бір-бірін бейтараптайды, ал темір үтік магнитті қасиеттерге ие емес. Магнитті жасау үшін, барлық домендер бір бағытта орналасуы керек, содан кейін үтіктің бір бөлігі магнетизацияланады және жақын маңдағы барлық металл объектілерді тартады. Темірді домендерді сол тәртіпте қалай реттеуге болады? Әбден оңай: мұны істеу үшін, үтікті магнит өрісіне қойыңыз. Бір-бірін төсеу, өрістер өріс бағыты бойынша ашылады. Сонымен қатар, олар басқа салалардағы атомдарды тарта бастайды, олар мөлшері артады.

Көп ұзамай осындай көптеген элементтер сызық жасайды, ал үтіктің өзі өзі магнитке айналады және әрбір штангаға, тырнаққа немесе басқа металл заттарға жақынырақ түседі. Магнитизация бар: материядағы магнит өрісі айтарлықтай өсті. Бірақ, олар айтқандай, жүз рет естігеннен көруге болады. Біз қарастырып отырған құбылыс пен құбылыс емес. Мұны қалай білуге болады?

Үйде магнит өрісі және заттардың магнитизациясы қарастырылуы мүмкін. Қарапайым эксперимент жүргізу жеткілікті. Кішкентай темір тырнағын алыңыз да, тоңазытқыштан магнитке салыңыз. Оның домендері жылдам реттеледі, және біраз уақыт бойы шегенің өзі магнитке айналады, онымен пинді көтеру жеңіл болады.

Магнит өрісін анықтау

Заттың магнит өрісін зерттеу үшін ағымдардың екі түрі зерттеледі: макро токтар және микро ағымдар. Макростар зарядталған макроскопиялық органдардың қозғалысы арқылы жасалған. Микроағзалар атомдарда, молекулаларда және иондарда қозғалатын электрондардың пайда болуымен аталады. Магнит өрісі материяның екі өрісі арқылы жасалады: сыртқы өрістер, макроциклдер арқылы құрылған, және ішкі ағысты микроҚұрылыспен қалыптастырады.

Ең магнитті зат

Қызықты факт, табиғатта нақты магнит бар - магнитті темір тас минерал. Бірақ өздерінің магнит өрісі бар, бірақ адам жасаған жасанды түрде денелердің үлкен бөлігі. Олардың ең мықтысы - неодим, темір және бор қорытпалары. Бүгінгі күндегі ең магниттік зат дегеніміз не? Ғалымдар бұл сұраққа жауап бере алды. Миннесота штатындағы физиктер тобы 16 темір атомнан және 2 азот атомнан тұратын жаңа материалды жасап шығарды, бұл магнит өткізгіштігінің күшті - неодималы магнитінен 18% жоғары екенін сипаттайды.

Магниттер дегеніміз не?

Қысқаша айтқанда, магнит өрісі магнитке байланысты. Олардың кез-келген магнит өрісіне орналасуы оның магнит өрісін материяның өрісін құрайды. Магниттердің түрлері: диамагнетика, парамагнетиктер және ферромагнетиктер. Ең күшті өрістер ферромагнетиктермен жасалады, себебі олардың магниттік қасиеттері жоғары. Мұндай заттар темір, никель, кобальт, сирек кездесетін металдар және олардың қорытпалары, сондай-ақ хром және марганец қорытпаларын қамтиды. Тұрақты магнит , оларды оларды шығарады , өйткені магнит өрісі тоқтағаннан кейін ферромагнета өрісі жоғалады.

Парамагнетиктер магнит өткізгіштігіне ие, бұл бөлме температурасында бірлікте жоғары. Магнит өрісіндегі мұндай заттар нашар магниттелген, бірақ температура төмендеген кезде магниттік қасиеттері артады. Парамагнетиктерде оттегі, платина, алюминий, сирек кездесетін металдар бар.

Диамагнетика магнит өткізгіштігі бірлікке қарағанда сәл аз болатын заттардың тағы бір түрі, олардың магниттік қасиеттері тіпті әлсіз. Висмут, күміс, алтын, мыс сияқты көптеген металдарға, сондай-ақ су мен органикалық қосылыстарға. Бір қызығы, белгілі бір температураға дейін қызған кезде (Кюри нүктесі) ферромагниттік қасиеттер жоғалып кетеді, ал металлдар парамагнитизмге айналады.

Магнит өрісін қолдану

Адамдар магнит өрісіндегі заттардың жоғарыда көрсетілген қасиеттерін өздері үшін қолдануға үйренді: ферромагнетиктер электрлік және компьютерлік техника өндірісінде қажет. Олар трансформаторлардан, электр қозғалтқыштарынан және әртүрлі өлшеу құралдарынан табылуы мүмкін, олар магнит өрісін бірнеше есе ұлғайтуға мүмкіндік береді.

Осындай материалдарды пайдалану электр энергиясын тұтынуды айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Олар магнитті дыбыс жазу және кемшіліктерді анықтауға, кенді байытуға қолданылады. Қазіргі уақытта медицина түрлі ауруларды диагностикалауға және емдеуге арналған магниттерді пайдаланады. Жалпы, диагностикалық жабдықтардың жұмысы тұрақты магниттердің әрекетіне негізделген. Мысалы, бастапқы кезеңде глаукоманы анықтау үшін көз тонометр-индикаторы қажет. Хирургияда және микрохирургияда, адам денесінен алынған металл сынықтарды алып тастауға арналған магниттік құрылғыларда қолданылады. Оларды пайдалану принципі желіні қоспай магниттердің қасиеттеріне негізделген. Кең терапиялық әсер түрлі магниттік бинттер мен аппликаторлармен қамтамасыз етілген. Олар ауырсынуды жеңілдетеді және қабыну процессін тоқтатады, сондай-ақ адам ағзасының белсенді аймақтарына магнит өрісінің әсер ету әдісімен көптеген ауруларды емдейді. Белгілі болғандай, Королева Клеопатра ақ қан ағымын жақсарту және қартаюды тоқтату үшін магнитті әшекейлерді қолданған.

Жер шарының магнит өрісінің мәні

Магнит өрісі планетаның өмірінде үлкен рөл атқарады. Ең алдымен, Жердің тұрғындары мен спутниктерін ғарыштық денелердің қауіпті әсерінен қорғайды. Магнит өрісінің әсерінен олардың траекториясы өзгереді. Зерттеушілер кейбір планетаның металдың ядросы жоқ екенін, сондықтан магнит өрісі, мүмкін, ықтимал планетаның санын айтарлықтай азайтады. Тұрғындар да даланы қорғаусыз қалдырады. Бірақ, бұл орын алған кезде, геофизиктерге ақпарат берілмейді. Зерттеулер 160 миллион жылдан астам уақыт бойы магнит полюстері - солтүстіктен және оңтүстіктен жүз есе артты. Соңғы осындай құбылыс 720 мың жыл бұрын орын алды және Жер ғарыштық бөлшектермен шабуылдады. Динозаврлардың жойылып кетуін түсіндіретін теориялардың бірі осы дүниелердің осы себепті ғана жоғалып кеткенін айтады.

Магнит өрісі жұқа болады

Магнит өрісінің қасиеттерін талдайтын геофизика, ертерек белгіленбеген қауіпті ауысулар бар екенін анықтады. Атлантикалық мұхиттың оңтүстігінде магнит өрісінің қабаты бірте-бірте жұқа болады. Соңғы 150 жылда мұндағы өріс он пайызға қарағанда әлсіреп кетті. Ғалымдар полюстердің өзгеруі инверсия басталғаннан кейінгі 100 жыл ішінде жеткілікті түрде жылдам өтеді деп пайымдайды. Бұл құбылыстың қандай ұрпағы байқалады және ол Жер тұрғындарына қалай әсер ететіні әлі белгісіз, бірақ полюстің мұндай өзгерісі электротехникаға кері әсерін тигізетіні туралы мәлімдеме бар.

Магниттік дауыл және олардың адамдарға әсері

Кейде Жердің магнит өрісінде наразылық бар - бұл Күнге тікелей тәуелді магнит дауылдары . Күн белсенділігінің артуы кезінде күн сәулесінің алауының қалыптасуына үлес қосатын үлкен энергия шығарылымы байқалады . Сонымен қатар зарядталған бөлшектердің үлкен ағыны Жерге жоғары жылдамдықпен - секундына 500-1000 шақырымға дейін күшті магнит өрісін жасайды. Бұл ағын бірнеше күн ішінде планетаға жетеді. Екі күшті магнит өрісі соқтығысады, нәтижесінде Жердің магнит өрісі бұзылады. Адам адам қалыпты магнит өрісі үшін пайдаланылады, магниттік дауылмен оның денсаулығы өзгереді.

Адамдардың магнит сезімталдығы әртүрлі, адамның магнит дауылының әсері оның денсаулық жағдайына тікелей байланысты. Денсаулық жағдайы нашарлайды, өміршеңдігі төмендейді, жұмыс қабілеті төмендейді, әлсіздік пайда болады, басы ауырады, ұйқының бұзылуы, жүйке жүйесі нашарлайды (қателер саны артады, авариялар мен апаттардың саны артады). Мұндай күндерде құрылғыларда жер үсті электр энергиясының пайда болуына байланысты олардың жұмысы бұзылуы мүмкін.

Жануарлардың магнит өрісіне реакциясы

Құстар Жердің магнит өрісін өте жақсы сезінеді, тіпті оны көреді. Ғалымдардың айтуынша, құстар - бұл осындай ерекше тіршілік: магниттік күш оларға үлкен қашықтыққа рейстер кезінде өз үйін табуға көмектеседі.

Шарикті магнит өрісі теңіз тасбақаларын пайдаланады. Магнит сезімталдығы жоғары, мысалы, мысықтар, магнит өрісінің кернеулеріндегі өзгерістерге алдын ала жауап береді. Жануарлардың ерекше мінезі дауыл мен жер сілкінісі алдында байқалады. Жапониядағы цунами немесе жер сілкінуін анықтау үшін, үлкен аквариумдарда дауылдың үстіне көтеріліп, магнит өрісінің күшті наразылығын сезінген былғары бар.

Кейінгі сөздің орнына

Жер шарының тұрғындарына магнит өрісінің әсері толығымен зерттелмеген, әлем ғалымдары ғаламшардың құпиясын ашып, ерекше маңызды сұрақтарға жауап табуға тырысады. Бірақ прогресс әлі күнге дейін тоқтатылмайды, және ғылым тез дамып келеді, сондықтан кім біледі, мүмкін, келесі ұрпақ адамның ең жақсы ақыл-ойлары күресетін сұрақтардың көбіне жауап білетін шығар.