АдукацыяНавука

Рэчывы ў магнітным полі. Узаемадзеянне магнітнага поля з рэчывам

Колькі невытлумачальных з'яў і неразгаданай таямніц хавае наша планета! Але назіральныя насельнікі Зямлі з стагоддзя ў стагоддзе вывучаюць заканамернасці, ставяць эксперыменты, вынаходзяць, робяць высновы і карыстаюцца сваімі вынаходствамі. Таямніцы космасу і прыроды пастаянна вабяць людзей, штурхаючы іх на ўсе новыя эксперыменты ў пошуках ісціны і разгадак. Адной з такіх загадак з'яўляецца паводзіны рэчывы ў магнітным полі.

Першыя магнітныя назірання

Па існуючай легендзе, старажытны пастух па імі Магнус аднойчы выявіў, што яго посах прыстаў металічнай бокам да каменя. Яму (каменю) і прысвечана гэта адкрыццё. Паводле яшчэ адной тэорыі, слова «магніт» з грэцкай мовы перакладаецца як «камень з Магнэс», па імені горада Магнэс, дзе былі выяўленыя радовішчы магніта. Яшчэ за некалькі стагоддзяў да нашай эры кітайцы прымецілі, што некаторыя камяні, змацаваныя такім чынам, каб яны маглі вольна круціцца, нязменна паварочваюцца ў вызначаным кірунку.

Як з'явіўся компас

Самыя першыя компасы ўяўлялі сабой лыжачкі з магнетита з кароткім стрыжнем, які можна было круціць па крузе. Праз некаторы час пасля таго, як лыжачку паварочвалі, яна спынялася, прычым яе стрыжань заўсёды паказваў на поўнач. Але гэтыя сілы настолькі невялікія, што яны могуць круціць толькі свабодна замацаваныя стрэлкі компаса.

Пазней маракі устаўлялі магнітныя іголкі ў саломінкі і ставілі ў міску з вадой. Саломінка заўсёды паказвала кірунак поўнач - поўдзень. Прычына гэтага, тады яшчэ нявывучанасці з'явы, - нейкае поле вакол Зямлі, якое валодае здольнасцю ўплываць на рэчывы, якія знаходзяцца ў ім і вызначаюць іх накіраванасць.

Магнітная сфера вакол Зямлі

Наша Зямля падпяразаная сферай, у якой працуюць магнітныя сілы, яе назва - магнітнае поле. Хоць версія аб узнікненні яго не пацверджана, але геафізікі ў асноўным згодны з сцвярджэннем, што магнітнае поле існуе дзякуючы жалезнаму складу ядра нашай планеты. Кручэнне Зямлі спрыяе фармаванню ў расплаўленым металічным ядры бесперапынных патокаў электрычных зарадаў, якія вядуць да ўзнікнення вакол іх магнітнага поля.Земля, такім чынам, выступае велічэзным магнітам, на які і рэагуюць стрэлкі компасаў.

Ўласцівасці і прырода магнітаў

Магніты, падобныя тым, якімі любяць упрыгожваць халадзільнікі або ўтрымліваць запіскі на кухні, валодаюць даволі цікавымі ўласцівасцямі. Паводзіны рэчываў у магнітных палях залежыць ад матэрыялаў, з якіх складаюцца гэтыя рэчывы. Усім вядома, што магніты прыліпаюць да жалезным або сталёвым прадметах. А чаму так адбываецца? У кожным магніце маецца два полюса. Калі правесці эксперымент і трымаць пару магнітаў блізка адзін насупраць аднаго, то апынецца, што паўночны полюс аднаго прыцягвае супрацьлеглы - паўднёвы - полюс іншага. Аднак калі разгарнуць магніты аднолькавымі полюсамі, яны заўсёды будуць адштурхоўваць адзін аднаго. Электроны, якія здзяйсняюць абароты вакол ядра атама, маюць адмоўны электрычны зарад. Паток зараджаных часціц спараджае магнітнае поле, якое выгінаецца вялікі пятлёй вакол іх.

Напрыклад, калі гарыць лямпачка, электрычны ток рухаецца па яе праводку, а электроны пераходзяць з аднаго атама на іншы, і вакол праводка ўзнікае слабое магнітнае поле. Падобным чынам узнікае моцнае магнітнае поле, якое ідзе ад правадоў высокага напружання. Электрычнасць і магнетызм выступаюць як дзве складнікаў электрамагнетызму. Кожны электрон, вёрткія вакол уласнай восі, як планета, якая абгортваецца, на сваёй арбіце будуе маленькую пятлю электрычнага току і стварае сваё магнітнае поле ў рэчыве. Рэчывы ў магнітным полі паводзяць сябе па-рознаму.

Як адбываецца ўзаемадзеянне магнітнага поля з рэчывам

Напрыклад, пры дзеянні магнітнага поля на пластык адбываецца наступнае: мініяцюрныя магнітныя палі кожнага з атамаў нейтралізуюць адзін аднаго, таму што іх полюса накіраваныя ў розныя бакі. Але вось у жалезе атамы размешчаны такім чынам, што матэрыял здольны намагнічваецца. Атамы ў іх сабраны ў групы і называюцца магнітнымі даменамі. Кожны такі малюсенькі дамен складаецца з мільярдаў часціц з усімі іх магнітнымі палямі, якія накіраваны ў адзін бок, і ён сам становіцца малюсенькім магнітам. У жалезным кавалку самі дамены накіраваныя ў розныя бакі, таму яны нейтралізуюць адзін аднаго, і самастойна жалеза не праяўляе магнітных уласцівасцяў. Для стварэння магніта ўсе дамены павінны быць размешчаны ў адным кірунку, тады кавалак жалеза намагнитился б і прыцягваў да сябе ўсе металічныя прадметы, якія знаходзяцца паблізу. Як прымусіць жалеза размясціць дамены ў адным парадку? Дастаткова проста: для гэтага варта змясціць жалезны кавалак у магнітнае поле. Выбудоўваючы адно за адным, дамены разгортваюцца ў кірунку поля. Пры гэтым яны пачнуць прыцягваць атамы ад іншых даменаў, павялічваючыся ў памерах.

Неўзабаве мноства такіх элементаў створаць лінію, і жалезны кавалак сам стане магнітам і будзе прыцягваць да сябе кожную шпільку, цвік або іншыя металічныя прадметы, якія знаходзяцца паблізу. Так з'яўляецца намагнічанасць: магнітнае поле ў рэчыве значна павялічваецца. Але, як той казаў, лепш адзін раз убачыць, чым сто разоў пачуць. Не выключэнне і разгляданая намі з'ява. Як пераканацца ў сказаным?

Магнітнае поле і намагнічанасць рэчываў можна разгледзець на прыкладзе ў хатніх умовах. Дастаткова правесці просты вопыт. Ўзяць маленькі жалезны цвік і пакласці яго на магніт з халадзільніка. Яго дамены хутка выбудуюцца, і на некаторы час цвік сам ператворыцца ў магніт, з дапамогай якога лёгка можна будзе падняць шпільку.

Вызначэнне магнітнага поля

Для даследавання магнітнага поля ў рэчыве вывучаюць два выгляду токаў - макротоки і микротоки. Макротоками з'яўляюцца тыя, што створаны рухам зараджаных макраскапічным тэл. Микротоками называюць токі, створаныя рухаюцца электронамі ў атамах, малекулах і ионах. Магнітнае поле ў рэчыве ствараюць два палі: знешняе, створанае макротоками, і ўнутранае - адукаванае микротоками.

Самае магнітнае рэчыва

Цікавым фактам з'яўляецца тое, што ў прыродзе існуе сапраўдны магніт - мінерал магнітны жалязняк. Але асноўная частка тэл, якія валодаюць уласным магнітным полем, усё ж створана чалавекам штучна. Наймацнейшымі з іх з'яўляюцца тыя, што ўяўляюць сабой сплаў неадыму, жалеза і бору. А якое рэчыва з'яўляецца самым магнітным на сённяшні дзень? Навукоўцы змаглі даць адказ на гэтае пытанне. Група фізікаў з штата Мінесота стварыла новы матэрыял, які складаецца з 16 атамаў жалеза і 2 атамаў азоту, які характарызуецца магнітнай пранікальнасцю на 18% вышэй, чым у самога моцнага - неадымавым - магніта.

Якія існуюць магнетики

Магнітнае поле ў рэчыве, коратка кажучы, залежыць ад магнетиков. Памяшканне любога з іх у магнітнае поле фармуе сваё магнітнае поле ў рэчыве. Віды магнетиков адрозніваюць наступныя: диамагнетики, парамагнетики і ферромагнетики. Самыя магутныя палі ствараюць ферромагнетики, бо яны маюць высокія магнітныя ўласцівасці. Да такіх рэчываў ставяцца жалеза, нікель, кобальт, рэдказямельныя металы і іх сплавы, а таксама сплавы хрому і марганцу. З іх робяць пастаянныя магніты, бо поле ферромагнетика не знікае пасля спынення дзеяння магнітнага поля.

Парамагнетики валодаюць магнітнай пранікальнасцю, якая крыху вышэй адзінкі пры пакаёвай тэмпературы. Такія рэчывы ў магнітным полі дрэнна намагнічваюцца, але па меры зніжэння тэмпературы магнітныя ўласцівасці іх павялічваюцца. Да парамагнетикам ставяцца, напрыклад, кісларод, плаціна, алюміній, рэдказямельныя металы.

Диамагнетики - яшчэ адзін від рэчываў, магнітная пранікальнасць якіх крыху менш адзінкі, іх магнітныя ўласцівасці яшчэ слабейшы. Да такіх прылічаюць многія металы, такія як вісмута, срэбра, золата, медзь, а таксама ваду і арганічныя злучэнні. Цікавы факт, што пры награванні да пэўнай тэмпературы (пункт Кюры) ферамагнітныя ўласцівасці знікаюць, і металы размагнічваюць і становяцца парамагнітнага.

Выкарыстанне магнітнага поля

Людзі навучыліся выкарыстоўваць сабе на карысць згаданыя ўласцівасці рэчывы ў магнітным полі: ферромагнетики незаменныя пры вытворчасці электра- і вылічальнай тэхнікі. Іх можна выявіць у трансфарматарах, электрарухавіках і розных вымяральных прыборах, яны дазваляюць у некалькі разоў павялічыць магнітнае поле, не змяняючы сілы току ў шпульцы.

Задзейнічанне такіх матэрыялаў дазваляе значна паменшыць спажыванне электраэнергіі. Іх ужываюць для магнітнай гуказапісу і дэфектаскапіі, узбагачэння руд. У наш час медыцына выкарыстоўвае магніты для дыягностыкі і лячэння розных захворванняў. У асноўным праца дыягнастычнага абсталявання базуецца на дзеянні пастаянных магнітаў. Напрыклад, вочнай танометр-індыкатар неабходны для выяўлення глаўкомы на пачатковай стадыі. Выкарыстоўваюцца ў хірургіі і мікрахірургіі магнітныя прылады для выдалення з арганізма чалавека металічных аскепкаў. Прынцып дзеяння іх таксама заснаваны на ўласцівасцях магнітаў без падлучэння сеткі. Шырокае лячэбнае дзеянне аказваюць розныя магнітныя павязкі і аплікатары. Яны здымаюць болевы сіндром і спыняюць працэс запалення, а таксама лечаць многія хваробы метадам ўплыву магнітнага поля на актыўныя зоны чалавечага арганізма. Вядома, што яшчэ царыца Клеапатра выкарыстала магнітныя ўпрыгажэнні, каб палепшыць крывацёк і адтэрмінаваць старэнне.

Значэнне магнітнага поля для планеты

Магнітнае поле адыгрывае вялікую ролю ў жыцці планеты. У першую чаргу яно служыць абаронай для насельнікаў Зямлі і спадарожнікаў ад небяспечнага ўплыву касмічных тэл. Пад уплывам магнітнага поля змяняецца іх траекторыя. Даследчыкі дапускаюць, што некаторыя планеты не маюць металічнага ядра, а значыць, і магнітнага поля, што значна памяншае колькасць магчыма заселеных планет. Зямляне таксама рызыкуюць застацца без абароны поля. Але паведаміць, калі гэта здарыцца, геафізікі не бяруцца. Даследаванні выявілі, што за 160 мільёнаў гадоў магнітныя полюса - поўнач і поўдзень - мяняліся паміж сабой каля сотні разоў. Апошняе такая з'ява мела месца 720 тысяч гадоў таму, і Зямля падвяргалася атацы касмічных часціц. Адна з тэорый, якія тлумачаць выміранне дыназаўраў, абвяшчае, што гэтыя волаты зніклі як раз па гэтай прычыне.

Магнітнае поле становіцца танчэй

Геафізікі, прааналізаваўшы ўласцівасці магнітнага поля, адкрылі, што ў ім узнікаюць небяспечныя зрухі, якія ня фіксаваліся раней. На поўдні Атлантычнага акіяна пласт магнітнага поля паступова вытанчаецца. За апошнія 150 гадоў поле тут стала слабым на дзесяць адсоткаў. Навукоўцы сцвярджаюць, што змена канцавоссяў будзе адбывацца досыць хутка, у межах 100 гадоў ад пачатку інверсіі. Якая генэрацыя будзе назіраць гэтую з'яву і як яно адаб'ецца на насельніках Зямлі, пакуль невядома, але ёсць зацвярджэнне, што такая змена канцавоссяў згубна адаб'ецца на электратэхніцы.

Магнітныя буры і іх уплыў на людзей

Часам у магнітным полі Зямлі адбываюцца абурэння - гэта магнітныя буры, наўпрост залежныя ад Сонца. У перыяд павышэння сонечнай актыўнасці назіраецца велізарны выкід энергіі, што спрыяе адукацыі сонечных выбліскаў. Пры гэтым гіганцкі паток зараджаных часціц накіроўваецца да Зямлі з высокай хуткасцю - 500-1000 кіламетраў у секунду, ствараючы моцнае магнітнае поле. Гэты паток дасягае планеты ўсяго за некалькі дзён. Сутыкаюцца два магутных магнітных поля, і ў выніку парушаецца магнітнае поле Зямлі. Чалавек прывык да нармальнага магнітнаму полю, і пры магнітных бурах яго самаадчуванне мяняецца.

Людзі валодаюць рознай магниточувствительностью, уплыў на чалавека магнітнай буры напрамую залежыць ад яго стану здароўя. Пагаршаецца самаадчуванне, зніжаецца жыццёвы тонус, падае працаздольнасць, узнікае слабасць, баліць галава, парушаецца сон, пагаршаецца праца нервовай сістэмы (павялічваецца колькасць памылак, узрастае колькасць аварый і катастроф). У сувязі з узнікненнем павярхоўнага электрычнасці на прыборах у такія дні магчыма парушэнне іх працы.

Рэакцыя жывёл на магнітнае поле

Даказана, што птушкі вельмі добра адчуваюць магнітнае поле Зямлі і нават бачаць яго. Навукоўцы лічаць, што птушкі - унікальныя істоты ў гэтым родзе: магнітная сіла дапамагае ім у пошуку ўласнага жылля пры пералётах на каласальныя дыстанцыі.

Магнітнае поле ў якасці навігатара выкарыстоўваюць марскія чарапахі. Жывёлы з высокай магниточувствительностью, напрыклад кошкі, загадзя рэагуюць на змены напругі магнітнага поля. Нязвыклае паводзіны жывёл назіраецца перад ўраганамі і землятрусамі. Для вызначэння набліжэння цунамі або землятрусу ў Японіі ў вялікіх акварыумах ўтрымліваюць вугроў, якія перад катаклізмамі падымаюцца да паверхні і непакояцца, адчуваючы моцныя абурэння магнітнага поля.

замест пасляслоўя

Ўплыў магнітнага поля на насельнікаў нашай планеты пакуль не вывучана цалкам, навукоўцы ўсяго свету толькі прыадчынілі заслону таямніцы планеты Зямля і спрабуюць знайсці адказы на асабліва важныя пытанні. Але прагрэс не стаіць на месцы, і навука развіваецца імкліва у нашы дні, так што хто ведае, магчыма, ужо наступнае пакаленне будзе ведаць адказ на большасць пытанняў, над якімі біліся лепшыя розумы чалавецтва.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.delachieve.com. Theme powered by WordPress.