Snovi v magnetnem polju. Medsebojno delovanje magnetnega polja s snovjo

Koliko nerazložljivih pojavov in nerešenih skrivnosti skriva naš planet! Toda spremljevalni prebivalci Zemlje iz stoletja v stoletje proučujejo vzorce, poskušajo, izmišljajo, sklepajo in uporabljajo svoje izume. Skrivnosti vesolja in narave stalno privabljajo ljudi in jih potiskajo na vse nove eksperimente, ki iščejo resnico in namige. Ena takih skrivnosti je vedenje snovi v magnetnem polju.

Prva magnetna opazovanja

Po obstoječi legendi je nekdanji pastir po imenu Magnus nekoč ugotovil, da je njegovo osebje na kovinski strani pritrjeno na kamen. Za njega (kamen) je to odkritje posvečeno. Po drugi teoriji se beseda "magnet" iz grškega jezika prevede kot "kamen iz Magnezije", po imenu mesta Magnezija, kjer so odkrili magnetne nanotehnologije. Celo nekaj stoletij pred našo dobo so kitajci opazili, da so nekateri kamni, pritrjeni tako, da se lahko prosto vrtijo, vedno v določeni smeri.

Kako se je pojavil kompas

Najzgodnejše kompasi so bile žlice magnetita s kratko palico, ki se lahko vrti v krogu. Nekaj ​​časa po tem, ko je bila žlica obrnjena, se je ustavila in palica je vedno usmerila proti severu. Toda te sile so tako majhne, ​​da lahko vrtijo le svobodno pritrjene puščice kompasa.

Kasneje so mornarji vstavili magnetne igle v slamice in jih dali v skledo vode. Slama je vedno usmerila sever-jug. Razlog za ta, nato neraziskani pojav, je določeno polje okoli Zemlje, ki ima sposobnost vplivati ​​na snovi, ki so v njej, in določajo njihovo smer.

Magnetna krogla okoli Zemlje

Naša Zemlja je obkrožena s sfero, v kateri delamo magnetne sile, njegovo ime - magnetno polje. Čeprav različica o njegovem pojavljanju ni potrjena, vendar se geofiziki v bistvu strinjajo z izjavo, da magnetno polje obstaja zaradi železne sestave jedra našega planeta. Vrtenje zemlje prispeva k tvorbi staljeno kovinsko jedro neprekinjenega pretoka električnih nabojev, ki povzročajo magnetnega polya.Zemlya okoli njih, s čimer deluje velik magnet, ki se odzove in kompasi.

Lastnosti in narava magnetov

Magneti, kot so tisti, ki radi okrasijo hladilnike ali imajo note v kuhinji, imajo zelo zanimive lastnosti. Obnašanje snovi v magnetnih poljih je odvisno od materialov, iz katerih so te snovi sestavljene. Vsi vedo, da se magneti držijo železnih ali jeklenih predmetov. In zakaj se to dogaja? V vsakem magnetu sta dva pola. Če izvedete poskus in držite par magnetov blizu drug drugemu, se izkaže, da severni pol ene privlači nasprotno - južni pol drugemu. Če pa magnete namestite z enakimi polovicami, se bodo vedno odvrnili. Elektroni, ki obračajo okoli jedra atoma, imajo negativen električni naboj. Pretok nabitih delcev ustvarja magnetno polje, ki ga ukrivajo velike zanke okoli njih.

Na primer, ko je svetilka vklopljena, se električni tok premika skozi ožičenje, elektroni pa se premikajo iz enega na drugega in šibko magnetno polje se pojavi okoli ožičenja. Podobno močno magnetno polje izhaja iz visokonapetostnih žic. Elektrika in magnetizem delujeta kot dve komponenti elektromagnetizma. Vsak elektron, ki se vrti okrog lastne osi, kot planet, ki se vrti okoli, v svoji orbiti gradi majhno zanko električnega toka in ustvarja lastno magnetno polje v snovi. Snovi v magnetnem polju se obnašajo drugače.

Kako interakcija magnetnega polja s snovjo

Na primer, če na plastiko deluje magnetno polje, se zgodi naslednje: miniaturna magnetna polja vsakega od atomov se nevtralizirajo, ker so njihovi poli usmerjeni v različne smeri. Toda v železnih atomih so nameščeni tako, da se material lahko magnetizira. Atomi v njih so sestavljeni v skupine in se imenujejo magnetne domene. Vsaka taka drobna domena je sestavljena iz milijard delcev z vsemi njihovimi magnetnimi polji, ki so usmerjeni v eni smeri in sam postane majhen magnet. V železnem kosu so same domene usmerjene v različnih smereh, zato se nevtralizirajo in neodvisno od železa ne kaže magnetnih lastnosti. Če želite ustvariti magnet, morajo biti vse domene nameščene v eni smeri, nato se bo kos železa magnetiziral in privlačil vse kovinske predmete, ki so v bližini. Kako lahko dobim železo, da uredi domene v istem zaporedju? To je precej preprosto: za to naredite železni kos v magnetnem polju. Obravnavajo se druga področja, ki se razprostirajo v smeri polja. Hkrati bodo začeli pritegniti atome iz drugih področij, ki se bodo povečevali.

Kmalu bo veliko takšnih elementov ustvarilo črto, železni kos pa bo postal magnet in bo pritegnil vsak pin, noht ali druge kovinske predmete v bližini. Torej obstaja magnetizacija: magnetno polje v snovi se močno poveča. Toda, kot pravijo, je bolje videti enkrat kot slišati sto krat. Ne izjema in pojava, ki ga razmišljamo. Kako biti prepričan v to?

Magnetno polje in magnetizacija snovi lahko upoštevamo v domu. Dovolj je, da izvedemo preprost poskus. Vzemite majhen železov žebelj in ga postavite na magnet iz hladilnika. Njegove domene se bodo kmalu spustile in nekaj časa se bo žebelj spremenil v magnet, s katerim bo enostavno dvigniti pin.

Določitev magnetnega polja

Za proučevanje magnetnega polja v materiji so proučevane dve vrsti tokov - makro-tokovi in ​​mikrotokumenti. Makri so tisti, ki jih ustvarja gibanje nabitih makroskopskih teles. Mikrotokumenti se imenujejo tokovi, ki jih ustvarjajo gibljivi elektroni v atomih, molekulah in ionih. Magnetno polje v snovi nastane na dveh področjih: zunanje polje, ki ga ustvarjajo makročne tone, in notranje polje, ki ga tvorijo mikrotokurrenti.

Najbolj magnetna snov

Zanimivo dejstvo je, da v naravi obstaja pravi magnet - magnetni železobetonski mineralni material. Toda večina teles, ki imajo svoje magnetno polje, vendar umetno umetno. Najmočnejši so tisti, ki so zlitine neodima, železa in bor. In katera snov je danes najbolj magnetna? Znanstveniki so lahko odgovorili na to vprašanje. fizika skupina iz Minnesote ustvarjen nov material, sestavljen iz 16 atomov železa in 2 atomoma dušika, ki je označena z magnetno permeabilnostjo je 18% višja od najmočnejših - neodim - magneti.

Kakšni so magneti?

Na kratko, magnetno polje v snovi je odvisno od magnetov. Postavitev katerega koli od njih v magnetno polje tvori svoje magnetno polje v materiji. Vrste magnetov razlikujejo med: diamagnetiki, paramagneti in feromagneti. Najmočnejša polja so ustvarjena s feromagneti, ker imajo visoke magnetne lastnosti. Takšne snovi vključujejo železo, nikelj, kobalt, kovine redkih zemelj in njihove zlitine ter zlitine kroma in mangana. Od teh so izdelani trajni magneti, ker polje feromagneta ne izgine, ko magnetno polje preneha delovati.

Paramagneti imajo magnetno prepustnost, ki je tik nad enotnostjo pri sobni temperaturi. Takšne snovi v magnetnem polju so slabo magnetizirane, toda z zmanjšanjem temperature se magnetne lastnosti povečajo. Paramagneti vključujejo na primer kisik, platino, aluminij, redke zemeljske kovine.

Diamagnetika je druga vrsta snovi, katere magnetna prepustnost je nekoliko manjša od enotnosti, njihove magnetne lastnosti pa so še šibkejše. Za mnoge od teh kovin, kot so bizmut, srebro, zlato, baker, pa tudi voda in organske spojine. Zanimivo dejstvo je, da pri segrevanju na določeno temperaturo (tocka Curie) feromagnetne lastnosti izginejo, kovine pa razmagnetijo in postanejo paramagnetne.

Uporaba magnetnega polja

Ljudje so se na magnetnem polju naučili sami uporabljati zgoraj omenjene lastnosti snovi: feromagneti so nepogrešljivi pri proizvodnji električne in računalniške tehnologije. Lahko jih najdemo v transformatorjih, elektromotorjih in različnih merilnih instrumentih, ki omogočajo večkratno povečanje magnetnega polja, ne da bi pri tem zamenjali tok v tuljavi.

Uporaba takšnih materialov lahko bistveno zmanjša porabo energije. Uporabljajo se za magnetno snemanje zvoka in odkrivanje napak, rudarstvo. Danes medicina uporablja magnete za diagnosticiranje in zdravljenje različnih bolezni. Na splošno delo diagnostične opreme temelji na delovanju trajnih magnetov. Na primer, indikator toni za oči je potreben za odkrivanje glavkoma v začetni fazi. Uporablja se pri operacijah in mikrokirurgiji, magnetnih napravah za odstranjevanje kovinskih delcev iz človeškega telesa. Načelo njihovega delovanja temelji tudi na lastnosti magnetov brez omrežne povezave. Širok terapevtski učinek se izvaja z različnimi magnetnimi povoji in aplikatorji. Razbremajo sindrom bolečine in ustavijo proces vnetja ter zdravijo številne bolezni z metodo vpliva magnetnega polja na aktivna območja človeškega telesa. Znano je, da je celo kraljica Kleopatra uporabila magnetni nakit, da bi izboljšala pretok krvi in ​​staranje starih ljudi.

Vrednost magnetnega polja za planet

Magnetno polje igra pomembno vlogo v življenju planeta. Najprej služi kot zaščita za prebivalce Zemlje in satelite pred nevarnim vplivom kozmičnih teles. Pod vplivom magnetnega polja se spreminja njihova pot. Raziskovalci priznavajo, da nekateri planeti nimajo kovinskega jedra in s tem magnetnega polja, kar znatno zmanjša število možnih naseljenih planetov. Zemljani so tudi v nevarnosti, da ostanejo brez zaščite polja. Ampak, če se to zgodi, se geofiziki ne zavežejo. Študije so pokazale, da se je več kot 160 milijonov let, magnetni polovi - sever in jug - med seboj spremenili približno sto krat. Zadnji tak pojav je nastal pred 720.000 leti, zemlja pa so napadli kozmični delci. Ena od teorij, ki pojasnjuje izumrtje dinozavrov, pravi, da so ti giganti izginili samo iz tega razloga.

Magnetno polje postane tanjše

Geofizika, ki analizira lastnosti magnetnega polja, je odkrila, da obstajajo nevarni premiki, ki še niso bili določeni. Na jugu Atlantskega oceana plast magnetnega polja postopoma postane tanjša. V zadnjih 150 letih se je polje tukaj zmanjšalo za deset odstotkov. Znanstveniki trdijo, da se bo sprememba pola zgodila dovolj hitro, v 100 letih od začetka inverzije. Kakšna generacija bo opazovala ta pojav in kako bo vplivala na prebivalce Zemlje, še ni znana, vendar obstaja trditev, da bo takšna sprememba polov negativno vplivala na elektrotehniko.

Magnetic Storms in njihov vpliv na ljudi

Včasih v magnetnem polju Zemlje so motnje - tole magnetne nevihte, ki so neposredno odvisne od Sonca. V času naraščajoče sončne aktivnosti opazimo ogromno sproščanje energije, kar prispeva k nastanku sončnih vžigalnikov. Hkrati je velikanski tok nabitih delcev hiter na Zemljo z visoko hitrostjo - 500-1000 kilometrov na sekundo, kar ustvarja močno magnetno polje. Ta tok v nekaj dneh doseže planet. Dva močna magnetna polja se trčijo in posledično je kršeno zemeljsko magnetno polje. Človek se je navadil na normalno magnetno polje, z magnetnimi nevihtami pa se je njegovo zdravstveno stanje spremenilo.

Ljudje imajo različne magnetno občutljivost, vpliv na človeško magnetno nevihto je odvisna od njegovega zdravstvenega stanja. Poslabšanje zdravja, vitalnost se zmanjša, pade onemogočeni obstaja slabost, glavobol, motnje spanja, poslabšala delovanje živčnega sistema (število napak povečuje, število napak in nesreč povečuje). V zvezi s pojavljanjem površinske električne energije na napravah v teh dneh se lahko njihovo delo moti.

Reakcija živali na magnetno polje

Dokazano je, da ptice čutijo zemeljsko magnetno polje zelo dobro in celo vidijo. Znanstveniki verjamejo, da so ptice edinstvena bitja te vrste: magnetna sila jim pomaga pri iskanju lastnega doma med poleti do velikih razdalj.

Magnetno polje kot navigator uporablja morske želve. Živali z visoko magnetno občutljivostjo, na primer mačke, se vnaprej odzovejo na spremembe v napetosti magnetnega polja. Nenavaden obnašanje živali je opaziti pred orkani in potresi. Za določitev pristopa cunamija ali potresa na Japonskem v velikih akvarijih vsebujejo akne, ki pred kataklizmom dvignejo površino in skrbijo, občutijo močne motnje magnetnega polja.

Namesto pogovora

Vpliv magnetnega polja na prebivalce našega planeta še ni v celoti raziskan, znanstveniki po vsem svetu so pravkar odprli zaveso skrivnosti planete Zemlje in poskušajo najti odgovore na posebej pomembna vprašanja. Vendar napredek ne stoji, znanstvena se hitro razvija danes, zato kdo ve, morda bo naslednja generacija vedela za odgovor na večino vprašanj, o katerih se borijo najboljši ljudje.