Uzrok privlačenja i odbijanja polova magneta. Zašto magnet privlači? odbija magnet

Obično su snažni magneti dizajnirani za traženje plemenitih metala. Magnet za pretraživanje prilično snažno reagira na zlato i srebro, a iako ih je teško pronaći u čistom obliku, njegova snaga je dovoljna da pokupi nakit i novčiće sa zemlje. Glavni cilj svih pretraživača su blago, skupi novčići, a ponekad i samo black metal.

Članak opisuje uređaj magneta i osnovni princip rada. Također će shvatiti šta tačno uz njegovu pomoć možete pronaći i kako pronaći skupe legure. Objasnite detaljno šta su feromagneti, paramagneti i dijamagneti. Osim toga, bit će dati vrijedni savjeti i trikovi koji će uvelike pojednostaviti potragu za vrijednim predmetima.

Uređaj za pretraživanje magneta

Ovaj uređaj se sastoji od čeličnog kućišta, unutar kojeg se nalazi neodimijski magnet. Izrađen je od rijetke legure koja sadrži neodim, željezo i bor. Takva veza ima moćno privlačno svojstvo. Uprkos svojoj kompaktnosti, u stanju je da izdrži stvari deset puta veće od sopstvene težine.

Za praktičnost dobijanja raznih stvari, u kućištu je predviđen poseban nosač. Uvrnut je u tijelo magneta pomoću navoja. Na vrhu pričvršćivača - nalazi se zatvarač u obliku kuke ili petlje koji će držati sajlu ili uže. Ovaj nosač ima krutu osnovu, koja je čvrsto pričvršćena u tijelo. Cijela konstrukcija ima pouzdan temelj, a u ovom slučaju nije strašno podići bilo koju skupu i tešku stvar.

Princip rada

Magnet za pretraživanje ima prilično oskudnu funkcionalnost. Glavni zadatak takvog objekta je da sebi privuče što više metalnih predmeta. Ali uređaj se više nego dobro nosi sa svojim glavnim zadatkom. Zbog svog jedinstvenog dizajna, ima veliku snagu i može držati prilično velike predmete, kao i predmete koji sadrže zlato ili srebro, koje obični magneti ne primaju.

Ovo je posebno korisno kada se stvari izvlače iz bunara, lijevka i raznih jama. Također je dobro koristiti takvu stvar pod vodom. U vodi su svi predmeti izloženi velikom otporu, a podizanje bilo kojeg predmeta postaje prilično naporan zadatak. Ali s neodimijskim magnetom, pronalaženje i dohvaćanje takvih predmeta uvelike je pojednostavljeno.

Koji predmeti se mogu naći

Na pitanje koje se stvari mogu pronaći pomoću magneta za pretraživanje, željezni predmeti, uključujući novčiće, odmah padaju na pamet. Mogu se naći skoro svi paramagnetski metali. Jednostavno rečeno, materijali koji privlače tijelo magneta, ali o tome kasnije. Takvi novčići, ili plemeniti metali, mogu biti od velike vrijednosti. Na primjer, možete pronaći željezne kovanice iz perioda carske Rusije, te mnoge rijetke sovjetske novčiće.

Snažni magneti mogu privući metale kao što su:

aluminijum

Najviše se pretresa vrši na tavanima, na raznim plažama i javnim mjestima gdje ljudi mogu izgubiti stvari, kao iu bunarima i jamama. Na takvim mjestima obično pronađu nakit, skupi nakit, razne metalne kutije, a ponekad i skupe mobilne uređaje (na plaži). Ovdje se radi o pronalaženju stvari na kopnu.

Što se vode tiče, možete pronaći i mnogo vrijednih predmeta, uključujući i zlatni nakit. Također, zahvaljujući praznovjerju, možete skupiti bogatstvo novčića sa dna. Štaviše, ne morate uzimati novčiće iz gradskih fontana, jer ima dosta napuštenih bunara koji nikome nisu potrebni, ali čuvaju dragocjenosti u sebi.

Da li magnet privlači zlato i srebro

Da li je moguće pronaći čisto zlato ili srebro sa snažnim magnetima. Ne, pošto su takvi metali dijamagnetski, odnosno ne privlače ih magneti. Ali nije sve tako loše, zahvaljujući svoj snazi ​​legure neodimijuma, moguće je nabaviti neki nakit. Takvi predmeti obično imaju ligaturu u sebi.

Ova legura pomaže plemenitim metalima kao što su zlato ili srebro da steknu određena svojstva. Na primjer, srebrni nakit ne potamni toliko, a zlatni nakit ima veću trajnost. Ali najvažnije je da ligatura omogućava magnetiziranje i omogućava traženje raznih legura.

Ali moguće je pronaći i čisto zlato ili srebro. Na početku članka je rečeno da se mogu naći željezne kutije. Obično se u takvim slučajevima čuva nakit od zlata ili srebra. Dakle, šetajući po tavanu ili sličnim mestima, možete se dobro „obogatiti“ u pravom smislu te reči.

Magnetna svojstva raznih metala

Da biste krenuli u lov na vrijedne metale, morate znati šta će točno privući magnet. Budući da metali imaju različita magnetna svojstva, a neki ih uopće nemaju. Mogu se podijeliti u tri grupe:

feromagneti

paramagneti

dijamagneti

Feromagneti su metali s nekim od najboljih magnetnih svojstava. Ovi metali su veoma magnetni. To uključuje crni metal.

Paramagneti imaju uobičajena svojstva, lako ih privlači magnet, ali nemaju funkciju magnetiziranja. To uključuje neke legure nakita i nekoliko vrsta obojenih metala.

I na kraju dijamagneti. Takve legure izuzetno teško podležu magnetnom polju i uvelike kompliciraju potragu za istinski dragocjenim stvarima. Dijamagneti uključuju zlato, srebro, aluminij, patinu i druge metale koje ni najjači magnet ne prima.

Možete li pronaći zlato pomoću magneta?

Kao što je ranije rečeno, nakit i kovanice sa zlatom mogu se podići, ali vrlo problematično.

Čisto zlato se ne može dobiti magnetom.

Ali ako su razni faktori povoljni, poput željezne kutije ili paramagnetnih dragulja koji leže u blizini, onda postoji šansa da se to pronađe. Uglavnom, na magnet se može uhvatiti samo nakit sa sadržajem zlata, kao što su narukvice, minđuše i prstenje. Najbolje mjesto za pretragu je pješčana plaža, bunari i morsko ili riječno dno gdje plivaju veliki broj ljudi.

Šta uzrokuje da neki metali budu privučeni magnetom? Zašto magnet ne privlači sve metale? Zašto jedna strana magneta privlači, a druga odbija metal? A šta neodimijumske metale čini tako jakim?

Da biste odgovorili na sva ova pitanja, prvo morate definirati sam magnet i razumjeti njegov princip. Magneti su tijela koja imaju sposobnost da privlače željezne i čelične predmete i odbijaju neke druge zbog djelovanja svog magnetskog polja. Linije magnetnog polja dolaze od južnog pola magneta i izlaze sa sjevernog pola. Trajni ili tvrdi magnet stalno stvara svoje magnetsko polje. Elektromagnet ili meki magnet može stvarati magnetna polja samo u prisustvu magnetnog polja i to samo za kratko vrijeme dok je u zoni djelovanja jednog ili drugog magnetnog polja. Elektromagneti stvaraju magnetna polja samo kada struja prolazi kroz žicu zavojnice.

Do nedavno su svi magneti bili napravljeni od metalnih elemenata ili legura. Sastav magneta odredio je njegovu snagu. Na primjer:

Keramički magneti, poput onih koji se koriste u frižiderima i za primitivne eksperimente, pored keramičkih kompozitnih materijala sadrže i željeznu rudu. Većina keramičkih magneta, koji se nazivaju i gvozdeni magneti, nemaju veliku moć privlačenja.

"Alnico magneti" se sastoje od legura aluminijuma, nikla i kobalta. Jači su od keramičkih magneta, ali mnogo slabiji od nekih rijetkih elemenata.

Neodimijski magneti se sastoje od željeza, bora i rijetkog neodimijumskog elementa koji se nalazi u prirodi.

Kobalt-samarijumski magneti uključuju kobalt i elemente koji se rijetko nalaze u prirodi, samarijum. Tokom proteklih nekoliko godina, naučnici su otkrili i magnetne polimere, ili takozvane plastične magnete. Neki od njih su vrlo fleksibilni i plastični. Međutim, neki rade samo na ekstremno niskim temperaturama, dok drugi mogu podizati samo vrlo lagane materijale poput metalnih strugotina. Ali da bi imao svojstva magneta, svakom od ovih metala je potrebna snaga.

Izrada magneta

Mnogi savremeni elektronski uređaji rade na bazi magneta. Upotreba magneta za proizvodnju uređaja postala je relativno novija, jer magneti koji postoje u prirodi nemaju potrebnu snagu za rad opreme, a tek kada su ljudi uspjeli da ih ojače, postali su neizostavni element u proizvodnja. Željezna ruda, vrsta magnetita, smatra se najjačim magnetom koji se nalazi u prirodi. U stanju je da privuče male predmete na sebe, kao što su spajalice i spajalice.

Negde u 12. veku ljudi su otkrili da se uz pomoć gvozdene rude mogu magnetizirati čestice gvožđa – pa su ljudi napravili kompas. Također su primijetili da ako stalno povlačite magnet duž željezne igle, onda se igla magnetizira. Sama igla se povlači u smjeru sjever-jug. Kasnije je poznati naučnik William Gilbert objasnio da je kretanje magnetizirane igle u smjeru sjever-jug zbog činjenice da je naša planeta Zemlja vrlo slična ogromnom magnetu sa dva pola - sjevernim i južnim polom. Igla kompasa nije tako jaka kao mnogi trajni magneti koji se danas koriste. Ali fizički proces koji magnetizira igle kompasa i komade legure neodimijuma je prilično isti. Sve se radi o mikroskopskim regijama zvanim magnetni domeni, koji su dio strukture feromagnetnih materijala kao što su željezo, kobalt i nikl. Svaka domena je mali, odvojeni magnet sa sjevernim i južnim polom. U nemagnetiziranim feromagnetnim materijalima, svaki od sjevernih polova pokazuje u drugom smjeru. Magnetne domene usmjerene u suprotnim smjerovima međusobno se poništavaju, tako da sam materijal ne proizvodi magnetsko polje.

U magnetima, s druge strane, gotovo svi ili barem većina magnetnih domena usmjereni su u istom smjeru. Umjesto da se međusobno balansiraju, mikroskopska magnetna polja se kombinuju i stvaraju jedno veliko magnetno polje. Što je više domena usmjereno u istom smjeru, to je jače magnetsko polje. Magnetno polje svakog domena proteže se od njegovog sjevernog do južnog pola.

Ovo objašnjava zašto ako razbijete magnet na pola, dobijete dva mala magneta sa sjevernim i južnim polom. Ovo također objašnjava zašto se suprotni polovi privlače - linije sile izlaze iz sjevernog pola jednog magneta i prodiru u južni pol drugog, uzrokujući da se metali privlače i stvaraju jedan veći magnet. Odbijanje se događa po istom principu - linije sile se kreću u suprotnim smjerovima, a kao rezultat takvog sudara, magneti se počinju međusobno odbijati.

Izrada magneta

Da biste napravili magnet, potrebno je samo "usmjeriti" magnetne domene metala u jednom smjeru. Da biste to učinili, morate magnetizirati sam metal. Razmotrimo ponovo slučaj s iglom: ako se magnet stalno pomiče u jednom smjeru duž igle, smjer svih njegovih regija (domena) je poravnat. Međutim, magnetne domene se mogu poravnati na druge načine, na primjer:

Postavite metal u jako magnetno polje u smjeru sjever-jug. -- Pomerajte magnet u pravcu sever-jug, neprestano udarajući po njemu čekićem, poravnavajući njegove magnetne domene. - Provedite električnu struju kroz magnet.

Naučnici sugeriraju da dvije od ovih metoda objašnjavaju kako se prirodni magneti formiraju u prirodi. Drugi naučnici tvrde da magnetna željezna ruda postaje magnet samo kada je udari grom. Drugi pak vjeruju da se željezna ruda u prirodi pretvorila u magnet u vrijeme formiranja Zemlje i da je opstala do danas.

Najčešći način proizvodnje magneta danas je proces stavljanja metala u magnetsko polje. Magnetno polje rotira oko određenog objekta i počinje da poravnava sve njegove domene. Međutim, u ovom trenutku može doći do kašnjenja u jednom od ovih međusobno povezanih procesa, što se naziva histereza. Može potrajati nekoliko minuta da domene promijene smjer u jednom smjeru. Evo šta se dešava tokom ovog procesa: magnetna područja počinju da se rotiraju, nižući se duž linije magnetnog polja sever-jug.

Područja koja su već orijentirana u pravcu sjever-jug postaju sve veća, dok okolna područja postaju manja. Zidovi domena, granice između susjednih domena, postepeno se šire, zbog čega se povećava i sam domen. U veoma jakom magnetnom polju, neki zidovi domena potpuno nestaju.

Ispostavilo se da snaga magneta ovisi o količini sile koja se koristi za promjenu smjera domena. Snaga magneta zavisi od toga koliko je bilo teško uskladiti ove domene. Materijali koje je teško magnetizirati zadržavaju svoj magnetizam duže vrijeme, dok materijali koji se lako magnetiziraju imaju tendenciju da se brzo demagnetiziraju.

Moguće je smanjiti snagu magneta ili ga potpuno demagnetizirati usmjeravanjem magnetnog polja u suprotnom smjeru. Materijal se također može demagnetizirati ako se zagrije do Curie tačke, tj. temperaturna granica feroelektričnog stanja na kojoj materijal počinje gubiti svoj magnetizam. Visoka temperatura demagnetizira materijal i pobuđuje magnetne čestice, narušavajući ravnotežu magnetnih domena.

Transport magneta

Veliki snažni magneti koriste se u mnogim područjima ljudske aktivnosti - od snimanja podataka do provođenja struje kroz žice. Ali glavna poteškoća u njihovom korištenju u praksi je kako transportirati magnete. Tokom transporta, magneti mogu oštetiti druge objekte, ili ih drugi predmeti mogu oštetiti, čineći ih teškim ili gotovo nemogućim za korištenje. Osim toga, magneti neprestano privlače na sebe razne feromagnetne fragmente kojih se tada vrlo teško, a ponekad i opasno, riješiti.

Stoga se prilikom transporta vrlo veliki magneti stavljaju u posebne kutije ili se jednostavno transportuju feromagnetni materijali od kojih se pomoću posebne opreme izrađuju magneti. U stvari, takva oprema je jednostavan elektromagnet.

Zašto se magneti lepe jedan za drugi?

Vjerovatno znate iz vašeg časa fizike da kada električna struja prođe kroz žicu, ona stvara magnetno polje. Kod trajnih magneta magnetsko polje nastaje i kretanjem električnog naboja. Ali magnetsko polje u magnetima nastaje ne zbog kretanja struje kroz žice, već zbog kretanja elektrona.

Mnogi ljudi misle da su elektroni sićušne čestice koje se okreću oko jezgra atoma, slično kao što se planete okreću oko Sunca. Ali kako objašnjavaju kvantni fizičari, kretanje elektrona je mnogo komplikovanije od ovoga. Prvo, elektroni ispunjavaju orbitale ljuske atoma, gdje se ponašaju i kao čestice i kao valovi. Elektroni imaju naboj i masu i mogu se kretati u različitim smjerovima.

I dok elektroni atoma ne putuju na velike udaljenosti, ovo kretanje je dovoljno da stvori sićušno magnetsko polje. A budući da se upareni elektroni kreću u suprotnim smjerovima, njihova magnetna polja uravnotežuju jedno drugo. U atomima feromagnetnih elemenata, naprotiv, elektroni nisu upareni i kreću se u istom smjeru. Na primjer, željezo ima čak četiri nepovezana elektrona koji se kreću u istom smjeru. Pošto nemaju suprotna polja, ovi elektroni imaju orbitalni magnetni moment. Magnetski moment je vektor koji ima svoju veličinu i smjer.

U metalima kao što je željezo, orbitalni magnetni moment prisiljava susjedne atome da se poravnaju duž linija polja sjever-jug. Gvožđe, kao i drugi feromagnetni materijali, ima kristalnu strukturu. Kada se ohlade nakon procesa livenja, grupe atoma iz paralelne orbite rotacije postrojavaju se unutar kristalne strukture. Tako nastaju magnetni domeni.

Možda ste primijetili da materijali od kojih se prave dobri magneti također mogu privući same magnete. To je zato što magneti privlače materijale s nesparenim elektronima koji se okreću u istom smjeru. Drugim riječima, kvalitet koji metal pretvara u magnet također privlači metal magnetima. Mnogi drugi elementi su dijamagnetski – sastoje se od nesparenih atoma koji stvaraju magnetsko polje koje malo odbija magnet. Nekoliko materijala uopće ne stupa u interakciju s magnetima.

Merenje magnetnog polja

Magnetno polje se može mjeriti pomoću posebnih instrumenata, kao što je fluksmetar. Može se opisati na nekoliko načina: - Magnetne linije sile se mjere u webers (WB). U elektromagnetnim sistemima, ovaj tok se poredi sa strujom.

Jačina polja, odnosno gustina fluksa, mjeri se u Tesli (T) ili u jedinici gausa (G). Jedna tesla je jednaka 10.000 gausa.

Jačina polja se također može mjeriti u weberima po kvadratnom metru. -- Veličina magnetnog polja mjeri se u amperima po metru ili erstedima.

Mitovi o magnetu

Sa magnetima se susrećemo po ceo dan. Oni su, na primjer, u kompjuterima: HDD sve informacije snimaju magnetom, a magneti se koriste i u mnogim kompjuterskim monitorima. Magneti su također sastavni dio CRT televizora, zvučnika, mikrofona, generatora, transformatora, elektromotora, kaseta, kompasa i brzinomjera automobila. Magneti imaju neverovatna svojstva. Oni mogu inducirati struju u žicama i dovesti do okretanja motora. Dovoljno jako magnetsko polje može podići male predmete ili čak male životinje. Maglev vozovi razvijaju veliku brzinu samo zahvaljujući magnetnom pritisku. Prema časopisu Wired, neki ljudi čak ubacuju sićušne neodimijumske magnete u svoje prste kako bi otkrili elektromagnetna polja.

Uređaji za snimanje magnetnom rezonancom napajani magnetnim poljem omogućavaju doktorima da pregledaju unutrašnje organe pacijenata. Doktori također koriste elektromagnetno impulsno polje kako bi vidjeli da li se slomljene kosti ispravno popravljaju nakon udara. Slično elektromagnetno polje koriste astronauti koji su u nultoj gravitaciji duži vremenski period kako bi spriječili naprezanje mišića i lomljenje kostiju.

Magneti se također koriste u veterinarskoj praksi za liječenje životinja. Na primjer, krave često pate od traumatskog retikulperikarditisa, složene bolesti koja se razvija kod ovih životinja, koje često gutaju male metalne predmete zajedno s hranom koja može oštetiti zidove želuca, pluća ili srca životinje. Stoga, često prije hranjenja krava, iskusni farmeri koriste magnet za čišćenje hrane od malih nejestivih dijelova. Međutim, ako je krava već progutala štetne metale, tada joj se magnet daje zajedno s hranom. Dugi, tanki alnico magneti, koji se nazivaju i "magneti za krave", privlače sve metale i sprečavaju ih da oštete želudac krave. Takvi magneti zaista pomažu u liječenju bolesne životinje, ali je ipak bolje osigurati da štetni elementi ne dođu u hranu za krave. Što se tiče ljudi, njima je kontraindicirano gutanje magneta, jer će magneti, ušli u različite dijelove tijela, i dalje biti privučeni, što može dovesti do blokade protoka krvi i uništavanja mekih tkiva. Stoga, kada osoba proguta magnet, potrebna mu je operacija.

Neki ljudi vjeruju da je magnetna terapija budućnost medicine, jer je to jedan od najjednostavnijih, ali najefikasnijih tretmana za mnoge bolesti. Mnogi ljudi su već iskusili u praksi dejstvo magnetnog polja. Magnetne narukvice, ogrlice, jastuci i mnogi drugi slični proizvodi bolji su od tableta za liječenje raznih bolesti – od artritisa do raka. Neki ljekari smatraju i da čaša magnetizirane vode kao preventiva može izliječiti većinu neugodnih tegoba. U Americi se godišnje potroši oko 500 miliona dolara na magnetnu terapiju, a ljudi širom svijeta troše u prosjeku 5 milijardi dolara na takav tretman.

Pobornici magnetoterapije na različite načine tumače korisnost ove metode liječenja. Neki kažu da magnet može privući željezo sadržano u hemoglobinu u krvi, čime se poboljšava cirkulacija krvi. Drugi tvrde da magnetsko polje na neki način mijenja strukturu susjednih ćelija. Ali u isto vrijeme provedeno Naučno istraživanje nisu potvrdili da upotreba statičkih magneta može osloboditi osobu od boli ili izliječiti bolest.

Neki zagovornici također predlažu da svi ljudi koriste magnete za pročišćavanje vode u svojim domovima. Kako sami proizvođači kažu, veliki magneti mogu pročistiti tvrdu vodu uklanjajući iz nje sve štetne feromagnetne legure. Međutim, naučnici kažu da nisu feromagneti ti koji čine vodu tvrdom. Štaviše, dvije godine korištenja magneta u praksi nisu pokazale nikakve promjene u sastavu vode.

Ali, iako je malo vjerovatno da će magneti imati ljekovito djelovanje, ipak ih vrijedi proučavati. Ko zna, možda u budućnosti otkrijemo korisne karakteristike magneti.

Magneti, kao što su igračke zalijepljene za kućni frižider ili potkove koje su vam pokazivale u školi, imaju nekoliko neobičnih karakteristika. Prije svega, magnete privlače željezni i čelični predmeti, kao što su vrata frižidera. Takođe, imaju stubove.

Približite dva magneta jedan drugom. Južni pol jednog magneta će biti privučen sjevernim polom drugog. Sjeverni pol jednog magneta odbija sjeverni pol drugi.

Magnetna i električna struja

Magnetno polje nastaje električnom strujom, odnosno kretanjem elektrona. Elektroni koji se kreću oko atomskog jezgra nose negativan naboj. Smjerno kretanje naelektrisanja s jednog mjesta na drugo naziva se električna struja. Električna struja stvara magnetno polje oko sebe.

Ovo polje sa svojim linijama sile, poput petlje, pokriva put električne struje, poput luka koji stoji iznad puta. Na primjer, kada se upali stolna lampa i struja teče kroz bakrene žice, odnosno, elektroni u žici skaču s atoma na atom i oko žice se stvara slabo magnetsko polje. U visokonaponskim dalekovodima struja je mnogo jača nego u stolnoj lampi, pa se oko žica takvih vodova formira vrlo jako magnetno polje. Dakle, elektricitet i magnetizam su dvije strane istog novčića - elektromagnetizma.

Povezani materijali:

migracija ptica

Kretanje elektrona i magnetsko polje

Kretanje elektrona unutar svakog atoma stvara sićušno magnetsko polje oko njega. Elektron koji kruži u orbiti formira magnetsko polje poput vrtloga. Ali najveći dio magnetskog polja nije stvoren kretanjem elektrona u orbiti oko jezgre, već kretanjem elektrona oko njegove ose, takozvanim spinom elektrona. Spin karakteriše rotaciju elektrona oko svoje ose, kao kretanje planete oko svoje ose.

Zašto su materijali magnetni, a ne magnetni

U većini materijala, kao što je plastika, magnetna polja pojedinačnih atoma su nasumično orijentirana i međusobno se poništavaju. Ali u materijalima kao što je gvožđe, atomi mogu biti orijentisani tako da se njihova magnetna polja zbrajaju, tako da komad čelika postaje magnetizovan. Atomi u materijalima povezani su u grupe koje se nazivaju magnetni domeni. Magnetna polja jednog posebnog domena su orijentisana u jednom pravcu. To jest, svaki domen je mali magnet.

Različiti domeni su orijentisani u raznim smjerovima, to jest, nasumično, i međusobno poništavaju magnetna polja. Stoga čelična traka nije magnet. Ali ako uspemo da orijentišemo domene u jednom pravcu tako da se formiraju sile magnetnih polja, onda pazite! Čelična traka će postati snažan magnet i privući će svaki željezni predmet od eksera do frižidera.

Odbojna svojstva magneta i njihova primjena u tehnici

Magneti i magnetna svojstva materije.

Najjednostavnije manifestacije magnetizma poznate su već dugo vremena i poznate su većini nas. Postoje dvije različite vrste magneta. Neki su takozvani trajni magneti, napravljeni od "tvrdo magnetnih" materijala. Drugi tip uključuje takozvane elektromagnete sa jezgrom od "mekog magnetskog" željeza.

Najvjerovatnije je da je riječ magnet"dolazi od imena drevnog grada Magnezije u Maloj Aziji, gdje su bila velika nalazišta ovog minerala

Magnetski polovi i magnetno polje.

Ako se šipka nemagnetiziranog željeza približi jednom od polova magneta, potonji će se privremeno magnetizirati. U ovom slučaju, pol magnetizirane šipke najbliže polu magneta bit će suprotan po imenu, a udaljeniji će biti istog imena.

Koristeći torzionu vagu, naučnik Coulomb je istraživao interakciju dva duga i tanka magneta. Coulomb je pokazao da je moguće okarakterisati svaki pol određenom "količinom magnetizma", ili "magnetskim nabojem", a zakon interakcije magnetnih polova je isti kao i zakon interakcije električnih naboja: dva slična pola odbijaju svaki drugi, a dva suprotna pola se međusobno privlače silom koja je direktno proporcionalna "magnetnim nabojima" koncentrisanim u ovim polovima, a obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih.

Primena magneta

Postoji bezbroj primjera primjene magnetnih materijala. Trajni magneti su vrlo važan dio mnogih uređaja koji se koriste u našem svakodnevnom životu. Mogu se naći u glavi pickupa, u zvučniku, električnoj gitari, generatoru električnih automobila, u malim motorima magnetofona, u radio mikrofonu, električnim brojilima i drugim uređajima. Čak prave i "magnetne čeljusti", odnosno snažno magnetizirane čelične čeljusti koje se međusobno odbijaju i stoga im nisu potrebni pričvršćivači.

Magneti se široko koriste u modernoj nauci. Magnetni materijali su potrebni za rad u mikrotalasnom opsegu, za magnetno snimanje i reprodukciju, kao i za stvaranje magnetnih uređaja za skladištenje. Magnetostriktivni pretvarači omogućavaju određivanje dubine mora. Teško je bez magnetometara sa visokoosjetljivim magnetnim elementima ako je potrebno mjeriti zanemarljivo slaba magnetna polja, proizvoljno suptilno raspoređena u prostoru.

I bilo je slučajeva kada su se tukli magnetima, kada su se pokazali štetnima. Evo jedne priče iz vremena Velikog Domovinskog rata koja ilustruje odgovoran rad specijalista za magnetizam u tim surovim godinama... Uzmimo, na primjer, magnetizaciju trupa broda. Takva "spontana" magnetizacija nije nimalo bezopasna: ne samo da brodski kompasi počinju "lagati", uzimajući polje samog broda za polje Zemlje i pogrešno pokazujući smjer, plutajući magnetni brodovi mogu privući željezne predmete. Ako su takvi objekti povezani s minama, rezultat privlačnosti je očigledan. Zato su se naučnici morali umiješati u trikove prirode i posebno demagnetizirati brodove kako bi zaboravili kako se ponašati na magnetne mine.

Glavna primjena magneta je u elektrotehnici, radiotehnici, instrumentaciji, automatizaciji i telemehanici.

Generatori električnih mašina i elektromotori - rotacione mašine koje pretvaraju ili mehaničku energiju u električnu energiju (generatori) ili električnu energiju u mehaničku energiju (motori). Rad generatora temelji se na principu elektromagnetne indukcije: elektromotorna sila (EMF) se inducira u žici koja se kreće u magnetskom polju. Djelovanje elektromotora zasniva se na činjenici da sila djeluje na žicu koja nosi struju smještenu u poprečno magnetsko polje.

Elektromagnetski dinamometar mogu se izraditi u obliku minijaturnog uređaja pogodnog za mjerenje karakteristika malih motora.

Magnetna svojstva materije se široko koriste u nauci i tehnologiji kao sredstvo za proučavanje strukture različitih tijela. Tako je ustao nauke:

magnetohemija(magnetohemija) - grana fizičke hemije koja proučava odnos između magnetnih i hemijska svojstva supstance; pored toga, magnetohemija istražuje uticaj magnetnih polja na hemijske procese. magnetohemija se zasniva na modernoj fizici magnetnih pojava. Proučavanje odnosa između magnetnih i hemijskih svojstava omogućava da se razjasne karakteristike hemijske strukture supstance.

Mikrotalasna tehnologija

Veza. Mikrotalasni radio talasi se široko koriste u komunikacijskoj tehnologiji. Pored raznih vojnih radio sistema, postoje brojne komercijalne mikrotalasne veze u svim zemljama svijeta. Budući da takvi radio valovi ne prate zakrivljenost zemljine površine, već se šire pravolinijski, ove komunikacijske veze obično se sastoje od relejnih stanica instaliranih na vrhovima brda ili na radio tornjevima u intervalima od oko 50 km.

Toplinska obrada prehrambenih proizvoda. Mikrovalno zračenje koristi se za termičku obradu prehrambenih proizvoda kod kuće iu prehrambenoj industriji. Energija koju stvaraju moćne vakuumske cijevi može se koncentrirati u maloj zapremini za visoko efikasno kuhanje proizvoda u tzv. mikrovalne ili mikrovalne pećnice, koje karakteriziraju čistoća, bešumnost i kompaktnost. Takvi uređaji se koriste u kuhinjama za avione, željezničkim vagonima-restoranima i automatima gdje je potrebna brza priprema i kuhanje hrane. Industrija takođe proizvodi kućne mikrotalasne pećnice.

Uz pomoć magneta pokušali su da liječe (i to ne bezuspješno) nervne bolesti, zubobolju, nesanicu, bolove u jetri i želucu - stotine bolesti.

U drugoj polovini 20. stoljeća, magnetne narukvice su postale široko rasprostranjene, koje su imale blagotvoran učinak na pacijente s poremećajima krvnog tlaka (hipertenzija i hipotenzija).

jedan " istraživač”- obućar Spence iz škotskog grada Linlithgowa, koji je živio na prijelazu iz 18. u 19. vek, tvrdio je da je otkrio neku vrstu crne supstance koja je neutralisala privlačnu i odbojnu silu magneta. Prema njegovim riječima, uz pomoć ove misteriozne supstance i dva trajna magneta, navodno je mogao lako održavati kontinuirano kretanje dva perpetuum mobile-a vlastite proizvodnje. Ovu informaciju danas navodimo kao tipičan primjer naivnih ideja i prostodušnih uvjerenja, kojih se nauka jedva oslobodila ni u kasnijim vremenima. Moglo bi se pretpostaviti da Spensovi savremenici ne bi imali ni senke sumnje u besmislenost fantazija ambicioznog obućara. Ipak, jedan škotski fizičar smatrao je potrebnim spomenuti ovaj slučaj u svom pismu, objavljenom u časopisu " Annals of Chemistry 1818. godine, gde piše:

"...Gospodin Playfair i kapetan Cater pregledali su obje ove mašine i izrazili zadovoljstvo što je problem vječnog kretanja konačno riješen."

Dakle, ispada da se svojstva magneta naširoko koriste u mnogim stvarima i da su prilično korisna za cijelo čovječanstvo u cjelini.

Malo o samom magnetu. Magnet je tijelo koje ima svoje magnetsko polje. (Magnetno polje je posebna vrsta materije kroz koju se vrši interakcija između pokretnih nabijenih čestica ili tijela s magnetskim momentom). Kada električna struja prođe kroz žicu, ona stvara magnetsko polje. Ali magnetsko polje u magnetima nastaje ne zbog kretanja struje kroz žice, već zbog kretanja elektrona. Elektroni ispunjavaju orbitale ljuske atoma, gdje se ponašaju i kao čestice i kao valovi. Imaju naboj i masu i mogu se kretati u različitim smjerovima.

Dok elektroni atoma ne putuju na velike udaljenosti, takvo kretanje je dovoljno da stvori sićušno magnetsko polje. A budući da se upareni elektroni kreću u suprotnim smjerovima, njihova magnetna polja uravnotežuju jedno drugo. U atomima feromagnetnih elemenata, naprotiv, elektroni nisu upareni i kreću se u istom smjeru. Na primjer, željezo ima četiri nepovezana elektrona koji se kreću u istom smjeru. Pošto nemaju suprotna polja, ovi elektroni imaju orbitalni magnetni moment. Magnetski moment je vektor koji ima svoju veličinu i smjer.

Zapravo, interakcija magneta sa supstancama ima mnogo više opcija nego samo „privlači“ ili „ne privlači“. Gvožđe, nikl, neke legure su metali koji zbog svoje specifične strukture puno privučen magnetom. Velika većina drugih metala, kao i drugih supstanci, također stupa u interakciju s magnetnim poljima – magneti ih privlače ili odbijaju, ali samo hiljade i milione puta slabiji. Stoga, da bi se primijetilo privlačenje takvih tvari na magnet, potrebno je koristiti izuzetno jako magnetsko polje, koje se ne može dobiti kod kuće.

Ali budući da sve tvari privlače magnet, prvobitno pitanje se može preformulisati na sljedeći način: „Zašto je onda gvožđe toliko snažno privučeno magnetom da je lako uočiti manifestacije toga u svakodnevnom životu?“ Odgovor je sljedeći: određen je strukturom i vezom atoma željeza. Bilo koja supstanca je sastavljena od atoma povezanih jedni s drugima svojim vanjskim elektronskim omotačem. Elektroni vanjskih omotača osjetljivi su na magnetsko polje; oni određuju magnetizam materijala. U većini supstanci, elektroni susjednih atoma osjećaju magnetsko polje "bilo kako" - neki se odbijaju, drugi privlače, a neki općenito teže okrenuti objekt. Stoga, ako uzmete veliki komad materije, tada će njegova prosječna sila interakcije s magnetom biti vrlo mala.

Gvožđe i njemu slični metali imaju posebnu osobinu - veza između susjednih atoma je takva da oni koordinirano osjećaju magnetsko polje. Ako je nekoliko atoma "podešeno" da budu privučeni magnetom, onda će uzrokovati da svi susjedni atomi učine isto. Kao rezultat toga, u komadu željeza svi atomi "žele da budu privučeni" ili "žele da se odbiju" odjednom, i zbog toga se dobija veoma velika sila interakcije sa magnetom.

Materijali preuzeti sa interneta