Magneetin napojen vetovoiman ja hylkimisen syy. Miksi magneetti vetää puoleensa? hylkivä magneetti

Yleensä tehokkaat magneetit on suunniteltu etsimään jalometalleja. Hakumagneetti reagoi kultaan ja hopeaan melko voimakkaasti, ja vaikka niitä on vaikea löytää puhtaana, sen teho riittää poimimaan maasta koruja ja kolikoita. Kaikkien hakukoneiden päätavoite on aarteet, kalliit kolikot ja joskus vain black metal.

Artikkelissa kuvataan magneetin laite ja toimintaperiaate. Se myös selvittää, mitä tarkalleen sen avulla voit löytää ja kuinka löytää kalliita seoksia. Selitä yksityiskohtaisesti, mitä ovat ferromagneetit, paramagneetit ja diamagneetit. Lisäksi annetaan arvokkaita vinkkejä ja temppuja, jotka yksinkertaistavat huomattavasti arvoesineiden etsintää.

Hae magneettilaitetta

Tämä laite koostuu teräskuoresta, jonka sisällä on neodyymimagneetti. Se on valmistettu harvinaisesta seoksesta, joka sisältää neodyymiä, rautaa ja booria. Tällaisella yhteydellä on voimakas houkutteleva ominaisuus. Kompaktuudestaan ​​huolimatta se kestää tavaroita kymmenen kertaa oman painonsa verran.

Erilaisten asioiden hankkimisen helpottamiseksi kotelossa on erityinen kiinnike. Se ruuvataan magneetin runkoon kierteellä. Kiinnittimen päällä - on koukun tai silmukan muodossa oleva kiinnike, joka pitää kaapelin tai köyden. Tässä telineessä on jäykkä pohja, joka on ruuvattu tiukasti runkoon. Koko rakenteella on luotettava perusta, ja tässä tapauksessa ei ole pelottavaa nostaa mitään kallista ja raskasta.

Toimintaperiaate

Hakumagneetin toiminnallisuus on melko niukka. Tällaisen esineen päätehtävä on houkutella mahdollisimman monta metalliesinettä itselleen. Mutta laite selviää päätehtävästään enemmän kuin hyvin. Ainutlaatuisen muotoilunsa ansiosta siinä on suuri lujuus ja se pystyy pitämään sisällään melko suuria esineitä sekä kultaa tai hopeaa sisältäviä esineitä, joita tavalliset magneetit eivät kestä.

Tämä on erityisen hyödyllistä nostettaessa tavaroita kaivoista, suppiloista ja erilaisista kaivoista. Sellaista on hyvä käyttää myös veden alla. Vedessä kaikkiin esineisiin kohdistuu suuri vastus, ja minkä tahansa esineen poimimisesta tulee melko työläs tehtävä. Mutta neodyymimagneetilla tällaisten esineiden löytäminen ja hakeminen on huomattavasti yksinkertaisempaa.

Mitä kohteita löytyy

Kysymys siitä, mitä asioita hakumagneetilla voi löytää, mieleen tulevat välittömästi rautaesineet, mukaan lukien kolikot. Lähes kaikki paramagneettiset metallit löytyvät. Yksinkertaisesti sanottuna materiaalit, jotka houkuttelevat magneettien runkoa, mutta siitä lisää myöhemmin. Tällaiset kolikot tai jalometallit voivat olla arvokkaita. Löydät esimerkiksi rautarahoja Tsaari-Venäjän ajalta ja monia harvinaisia ​​Neuvostoliiton kolikoita.

Tehokkaat magneetit voivat houkutella metalleja, kuten:

alumiini

Suurin osa etsinnöistä tehdään ullakoilla, eri rannoilla ja julkisilla paikoilla, joissa ihmiset voivat kadota tavaroita, sekä kaivoissa ja kaivoissa. Tällaisista paikoista he löytävät yleensä koruja, kalliita koruja, erilaisia ​​metallilaatikoita ja joskus jopa kalliita mobiililaitteita (rannalta). Tässä on kyse asioiden löytämisestä maalta.

Mitä tulee vedestä, löydät myös monia arvokkaita esineitä, kuten kultakoruja. Taikauskon ansiosta voit myös kerätä omaisuuden kolikoita pohjasta. Lisäksi kaupungin suihkulähteistä ei tarvitse hankkia kolikoita, koska siellä on melko paljon hylättyjä kaivoja, joita kukaan ei tarvitse, mutta säilyttävät arvokkaita esineitä itsessään.

Houkutteleeko magneetti kultaa ja hopeaa

Onko mahdollista löytää puhdasta kultaa tai hopeaa tehokkailla magneeteilla? Ei, koska tällaiset metallit ovat diamagneettisia, eli ne eivät vedä magneetteja. Mutta kaikki ei ole niin huonoa, neodyymiseoksen kaiken voiman ansiosta on mahdollista saada koruja. Tällaisissa esineissä on yleensä ligatuuri.

Tämä seos auttaa jalometalleja, kuten kultaa tai hopeaa, saamaan tiettyjä ominaisuuksia. Esimerkiksi hopeakorut eivät tummu yhtä paljon, ja kultakoruilla on suurempi kestävyys. Mutta tärkeintä on, että ligatuuri mahdollistaa magnetisoinnin ja mahdollistaa erilaisten metalliseosten etsimisen.

Mutta on myös mahdollista löytää puhdasta kultaa tai hopeaa. Artikkelin alussa sanottiin, että rautalaatikoita löytyy. Yleensä kullasta tai hopeasta valmistettuja koruja säilytetään tällaisissa tapauksissa. Joten ullakolla tai sen kaltaisissa paikoissa kävellessä voit "rikastua" hyvin, sanan varsinaisessa merkityksessä.

Eri metallien magneettiset ominaisuudet

Jotta voit metsästää arvokkaita metalleja, sinun on tiedettävä, mitä magneetti tarkalleen vetää puoleensa. Koska metalleilla on erilaisia ​​magneettisia ominaisuuksia, ja joillakin ei ole ollenkaan. Ne voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

ferromagneetteja

paramagneetit

diamagneetit

Ferromagneetit ovat metalleja, joilla on joitakin parhaista magneettisista ominaisuuksista. Nämä metallit ovat erittäin magneettisia. Näihin kuuluu black metallia.

Paramagneeteilla on tavanomaiset ominaisuudet, ne vetäytyvät helposti magneettiin, mutta niillä ei ole magnetointitoimintoa. Näitä ovat jotkin korujen seokset ja useat erityyppiset ei-rautametallit.

Ja lopuksi diamagneetit. Tällaisia ​​seoksia on äärimmäisen vaikea alistua magneettikenttään ja ne vaikeuttavat suuresti todella arvokkaiden asioiden etsimistä. Diamagneetteja ovat kulta, hopea, alumiini, patina ja muut metallit, joita vahvinkaan magneetti ei kestä.

Löydätkö kultaa magneetilla?

Kuten aiemmin keskusteltiin, kultaiset korut ja kolikot voidaan nostaa, mutta ne ovat erittäin ongelmallisia.

Puhdasta kultaa ei saa magneetilla.

Mutta jos monet tekijät ovat suotuisia, kuten rautalaatikko tai paramagneettiset jalokivet, jotka makaavat lähellä, on mahdollisuus löytää se. Pohjimmiltaan vain kultapitoiset korut, kuten rannekorut, korvakorut ja sormukset, voidaan tarttua magneetin kiinni. Paras paikka etsiä on hiekkaranta, kaivot ja meren tai joen pohja, jossa he uivat suuri määrä ihmisistä.

Mikä saa jotkin metallit vetäytymään magneetista? Miksi magneetti ei houkuttele kaikkia metalleja? Miksi magneetin toinen puoli vetää ja toinen hylkii metallia? Ja mikä tekee neodyymimetalleista niin vahvoja?

Jotta voit vastata kaikkiin näihin kysymyksiin, sinun on ensin määriteltävä itse magneetti ja ymmärrettävä sen periaate. Magneetit ovat kappaleita, joilla on kyky vetää puoleensa rauta- ja teräsesineitä ja hylkiä joitain muita magneettikenttänsä vaikutuksesta. Magneettikenttäviivat tulevat magneetin etelänavasta ja poistuvat pohjoisnavalta. Kesto- tai kovamagneetti luo jatkuvasti oman magneettikentän. Sähkömagneetti tai pehmeä magneetti voi luoda magneettikenttiä vain magneettikentän läsnä ollessa ja vain lyhyen aikaa sen ollessa jonkin magneettikentän vaikutusalueella. Sähkömagneetit luovat magneettikenttiä vain, kun sähköä johdetaan kelajohdon läpi.

Viime aikoihin asti kaikki magneetit valmistettiin metallielementeistä tai metalliseoksista. Magneetin koostumus määritti sen tehon. Esimerkiksi:

Keraamiset magneetit, kuten jääkaapeissa ja primitiivisissä kokeissa käytetyt, sisältävät rautamalmia keraamisten komposiittimateriaalien lisäksi. Useimmilla keraamisilla magneeteilla, joita kutsutaan myös rautamagneeteiksi, ei ole paljon vetovoimaa.

"Alnico-magneetit" koostuvat alumiinin, nikkelin ja koboltin seoksista. Ne ovat tehokkaampia kuin keraamiset magneetit, mutta paljon heikompia kuin jotkut harvinaiset elementit.

Neodyymimagneetit koostuvat raudasta, boorista ja harvinaisesta luonnossa esiintyvästä neodyymielementistä.

Koboltti-samariummagneetteja ovat koboltti ja luonnossa harvoin esiintyvät alkuaineet, samarium. Muutaman viime vuoden aikana tiedemiehet ovat löytäneet myös magneettisia polymeerejä tai niin sanottuja muovimagneetteja. Jotkut niistä ovat erittäin joustavia ja muovisia. Jotkut toimivat kuitenkin vain erittäin matalissa lämpötiloissa, kun taas toiset voivat nostaa vain erittäin kevyitä materiaaleja, kuten metalliviilaa. Mutta magneetin ominaisuuksien saavuttamiseksi jokainen näistä metalleista tarvitsee lujuutta.

Magneettien valmistus

Monet nykyaikaiset elektroniset laitteet toimivat magneettien pohjalta. Magneettien käyttö laitteiden valmistukseen on tullut suhteellisen tuoreeksi, koska luonnossa esiintyvillä magneeteilla ei ole tarvittavaa voimaa laitteiden toiminnan kannalta ja vasta kun ihmiset onnistuivat saamaan ne tehokkaammiksi, niistä tuli välttämätön elementti tuotantoon. Rautamalmia, eräänlaista magnetiittia, pidetään vahvimpana luonnossa esiintyvänä magneetina. Se pystyy houkuttelemaan itseensä pieniä esineitä, kuten paperiliittimiä ja niittejä.

Jossain 1100-luvulla ihmiset havaitsivat, että rautamalmin avulla rautahiukkasia voitiin magnetoida - joten ihmiset loivat kompassin. He huomasivat myös, että jos vedät jatkuvasti magneettia rautaneulaa pitkin, neula magnetoituu. Itse neula vedetään pohjois-etelä-suunnassa. Myöhemmin kuuluisa tiedemies William Gilbert selitti, että magnetoidun neulan liike pohjois-etelä-suunnassa johtuu siitä, että planeettamme Maa on hyvin samanlainen kuin valtava magneetti, jossa on kaksi napaa - pohjois- ja etelänapa. Kompassin neula ei ole yhtä vahva kuin monet nykyään käytetyt kestomagneetit. Mutta fyysinen prosessi, joka magnetoi kompassin neuloja ja neodyymiseoksen palasia, on melko samanlainen. Kyse on mikroskooppisista alueista, joita kutsutaan magneettisiksi alueiksi, jotka ovat osa ferromagneettisten materiaalien, kuten raudan, koboltin ja nikkelin, rakennetta. Jokainen verkkoalue on pieni, erillinen magneetti, jossa on pohjois- ja etelänapa. Magnetoimattomissa ferromagneettisissa materiaaleissa kukin pohjoisnapa osoittaa eri suuntaan. Vastakkaisiin suuntiin osoittavat magneettialueet kumoavat toisensa, joten materiaali itse ei tuota magneettikenttää.

Toisaalta magneeteissa lähes kaikki tai ainakin suurin osa magneettisista alueista osoittavat samaan suuntaan. Sen sijaan, että mikroskooppiset magneettikentät tasapainottaisivat toisiaan, ne yhdistyvät yhteen muodostaen yhden suuren magneettikentän. Mitä useampi alue osoittaa samaan suuntaan, sitä voimakkaampi on magneettikenttä. Kunkin alueen magneettikenttä ulottuu sen pohjoisnavasta etelänavalle.

Tämä selittää, miksi jos murtat magneetin kahtia, saat kaksi pientä magneettia pohjois- ja etelänapoilla. Tämä selittää myös sen, miksi vastakkaiset navat vetävät puoleensa – voimalinjat tulevat ulos yhden magneetin pohjoisnapasta ja tunkeutuvat toisen etelänapaan, jolloin metallit vetävät puoleensa ja muodostavat yhden suuremman magneetin. Repulsio tapahtuu saman periaatteen mukaan - voimalinjat liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, ja tällaisen törmäyksen seurauksena magneetit alkavat hylätä toisiaan.

Magneettien tekeminen

Magneetin valmistamiseksi sinun tarvitsee vain "osoittaa" metallin magneettiset alueet yhteen suuntaan. Tätä varten sinun on magnetisoitava itse metalli. Harkitse uudelleen tapausta neulan kanssa: jos magneettia liikutetaan jatkuvasti yhteen suuntaan neulaa pitkin, sen kaikkien alueiden (domainien) suunta on kohdistettu. Magneettiset alueet voidaan kuitenkin kohdistaa muillakin tavoilla, esimerkiksi:

Aseta metalli vahvaan magneettikenttään pohjois-etelä-suunnassa. -- Liikuta magneettia pohjois-etelä-suunnassa, lyö sitä jatkuvasti vasaralla ja kohdista sen magneettiset alueet. - Ohjaa sähkövirta magneetin läpi.

Tutkijat ehdottavat, että kaksi näistä menetelmistä selittää, kuinka luonnolliset magneetit muodostuvat luonnossa. Muut tutkijat väittävät, että magneettisesta rautamalmista tulee magneetti vain salaman iskeessä. Toiset taas uskovat, että rautamalmi luonnossa muuttui magneetiksi Maan muodostuessa ja on säilynyt tähän päivään asti.

Nykyään yleisin magneettien valmistusmenetelmä on metallin sijoittaminen magneettikenttään. Magneettikenttä pyörii tietyn kohteen ympärillä ja alkaa kohdistaa kaikki sen alueet. Tässä vaiheessa yhdessä näistä yhteenliitetyistä prosesseista voi kuitenkin olla viive, jota kutsutaan hystereesiksi. Voi kestää useita minuutteja, ennen kuin verkkotunnukset vaihtavat suuntaa yhteen suuntaan. Tässä on mitä tapahtuu tämän prosessin aikana: Magneettiset alueet alkavat pyöriä ja asettuvat linjaan pohjois-eteläsuuntaisen magneettikentän linjaa pitkin.

Jo pohjois-etelä-suunnassa suuntautuneet alueet suurenevat ja ympäröivät alueet pienenevät. Domain-seinät, naapurialueiden väliset rajat, laajenevat vähitellen, minkä seurauksena itse domain kasvaa. Erittäin voimakkaassa magneettikentässä jotkin verkkoalueen seinät katoavat kokonaan.

Osoittautuu, että magneetin vahvuus riippuu domeenien suunnan muuttamiseen käytetyn voiman määrästä. Magneettien vahvuus riippuu siitä, kuinka vaikeaa oli kohdistaa nämä alueet. Materiaalit, joita on vaikea magnetoida, säilyttävät magnetisuutensa pidempään, kun taas materiaalit, jotka ovat helposti magnetoitavissa, yleensä demagnetoituvat nopeasti.

Magneetin voimakkuutta voidaan vähentää tai demagnetoida kokonaan ohjaamalla magneettikenttä vastakkaiseen suuntaan. Materiaali voidaan myös demagnetoida, jos se kuumennetaan Curie-pisteeseen, ts. ferrosähköisen tilan lämpötilaraja, jossa materiaali alkaa menettää magnetismiaan. Korkea lämpötila demagnetisoi materiaalin ja kiihottaa magneettiset hiukkaset, mikä häiritsee magneettisten domeenien tasapainoa.

Magneettien kuljetus

Suuria tehokkaita magneetteja käytetään monilla ihmisen toiminnan alueilla - tietojen tallentamisesta virran johtamiseen johtojen läpi. Mutta suurin vaikeus niiden käytössä käytännössä on magneettien kuljettaminen. Kuljetuksen aikana magneetit voivat vahingoittaa muita esineitä tai muut esineet voivat vaurioittaa niitä, mikä tekee niistä vaikean tai lähes mahdoton käyttää. Lisäksi magneetit vetävät jatkuvasti puoleensa erilaisia ​​ferromagneettisia fragmentteja, joista on sitten erittäin vaikeaa ja joskus vaarallista päästä eroon.

Siksi kuljetuksen aikana erittäin suuret magneetit sijoitetaan erityisiin laatikoihin tai yksinkertaisesti kuljetetaan ferromagneettisia materiaaleja, joista magneetit valmistetaan erikoislaitteilla. Itse asiassa tällainen laite on yksinkertainen sähkömagneetti.

Miksi magneetit tarttuvat toisiinsa?

Tiedät varmaan fysiikan tunnilta, että kun sähkövirta kulkee johdon läpi, se luo magneettikentän. Kestomagneeteissa magneettikenttä syntyy myös sähkövarauksen liikkeestä. Mutta magneettien magneettikenttä ei muodostu virran liikkeestä johtimien läpi, vaan elektronien liikkeestä.

Monet ihmiset ajattelevat, että elektronit ovat pieniä hiukkasia, jotka pyörivät atomin ytimen ympärillä, aivan kuten planeetat kiertävät aurinkoa. Mutta miten ne selittävät kvanttifysiikot, elektronien liike on paljon monimutkaisempi kuin tämä. Ensin elektronit täyttävät atomin kuoriradat, joissa ne käyttäytyvät sekä hiukkasina että aaltoina. Elektroneilla on varaus ja massa, ja ne voivat liikkua eri suuntiin.

Ja vaikka atomin elektronit eivät kulje pitkiä matkoja, tämä liike riittää luomaan pienen magneettikentän. Ja koska parilliset elektronit liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, niiden magneettikentät tasapainottavat toisiaan. Ferromagneettisten elementtien atomeissa elektronit eivät päinvastoin ole pariutuneet ja liikkuvat samaan suuntaan. Esimerkiksi raudassa on jopa neljä toisiinsa liittymätöntä elektronia, jotka liikkuvat samaan suuntaan. Koska niillä ei ole vastakkaisia ​​kenttiä, näillä elektroneilla on kiertoradan magneettinen momentti. Magneettinen momentti on vektori, jolla on oma suuruus ja suunta.

Metalleissa, kuten raudassa, kiertoradan magneettinen momentti pakottaa viereiset atomit suuntautumaan pohjois-eteläsuuntaisia ​​kenttälinjoja pitkin. Raudalla, kuten muillakin ferromagneettisilla materiaaleilla, on kiderakenne. Kun ne jäähtyvät valuprosessin jälkeen, atomiryhmät yhdensuuntaiselta kiertoradalta asettuvat kiderakenteen sisään. Näin muodostuu magneettisia domeeneja.

Olet ehkä huomannut, että materiaalit, jotka tekevät hyviä magneetteja, voivat myös vetää puoleensa magneetteja. Tämä johtuu siitä, että magneetit houkuttelevat materiaaleja, joissa on parittomia elektroneja, jotka pyörivät samaan suuntaan. Toisin sanoen laatu, joka muuttaa metallin magneetiksi, houkuttelee metallia myös magneetteihin. Monet muut elementit ovat diamagneettisia - ne koostuvat parittomista atomeista, jotka luovat magneettikentän, joka hylkii hieman magneettia. Useat materiaalit eivät ole vuorovaikutuksessa magneettien kanssa ollenkaan.

Magneettikentän mittaus

Magneettikenttä voidaan mitata erikoisinstrumenteilla, kuten vuomittarilla. Sitä voidaan kuvata usealla tavalla: - Magneettiset voimalinjat mitataan webereinä (WB). Sähkömagneettisissa järjestelmissä tätä virtausta verrataan virtaan.

Kentän voimakkuus eli vuontiheys mitataan Teslassa (T) tai Gaussin yksikössä (G). Yksi tesla vastaa 10 000 gaussia.

Kentänvoimakkuus voidaan mitata myös webereinä neliömetriä kohti. -- Magneettikentän voimakkuus mitataan ampeereina metriä kohti tai oerstedeinä.

Myyttejä magneetista

Kohtaamme magneetteja koko päivän. Niitä on esimerkiksi tietokoneissa: HDD ne tallentavat kaiken tiedon magneetilla, ja magneetteja käytetään myös monissa tietokonenäytöissä. Magneetit ovat myös kiinteä osa CRT-televisioita, kaiuttimia, mikrofoneja, generaattoreita, muuntajia, sähkömoottoreita, kasetteja, kompasseja ja auton nopeusmittareita. Magneeteilla on uskomattomia ominaisuuksia. Ne voivat indusoida virran johtimissa ja saada moottorin pyörimään. Riittävän voimakas magneettikenttä voi nostaa pieniä esineitä tai jopa pieniä eläimiä. Maglev-junat kehittävät suurta nopeutta vain magneettisen työntövoiman ansiosta. Wired-lehden mukaan jotkut jopa työntävät pieniä neodyymimagneetteja sormiinsa havaitakseen sähkömagneettisia kenttiä.

Magneettikentällä toimivien magneettikuvauslaitteiden avulla lääkärit voivat tutkia potilaiden sisäelimiä. Lääkärit käyttävät myös sähkömagneettista pulssikenttää nähdäkseen, paranevatko murtuneet luut kunnolla törmäyksen jälkeen. Samanlaista sähkömagneettista kenttää käyttävät astronautit, jotka ovat pitkiä aikoja nollapainossa estämään lihasten rasitusta ja luunmurtumia.

Magneetteja käytetään myös eläinlääketieteessä eläinten hoitoon. Esimerkiksi lehmät kärsivät usein traumaattisesta retikuloperikardiitista, monimutkaisesta sairaudesta, joka kehittyy näissä eläimissä. Ne nielevät usein pieniä metalliesineitä ruoan mukana, mikä voi vahingoittaa eläimen mahan, keuhkojen tai sydämen seinämiä. Siksi kokeneet viljelijät käyttävät usein ennen lehmien ruokkimista magneettia puhdistaakseen ruokansa pienistä syötäväksi kelpaamattomista osista. Jos lehmä on kuitenkin jo niellyt haitallisia metalleja, magneetti annetaan hänelle ruuan mukana. Pitkät, ohuet alnico-magneetit, joita kutsutaan myös "lehmämagneeteiksi", houkuttelevat kaikkia metalleja ja estävät niitä vahingoittamasta lehmän vatsaa. Tällaiset magneetit todella auttavat parantamaan sairaan eläimen, mutta on silti parempi varmistaa, ettei lehmän ruokaan pääse haitallisia aineita. Mitä tulee ihmisiin, magneettien nieleminen on vasta-aiheista, koska magneetit, jotka ovat päässeet kehon eri osiin, houkuttelevat edelleen, mikä voi johtaa verenkierron tukkeutumiseen ja pehmytkudosten tuhoutumiseen. Siksi, kun henkilö nielee magneetin, hän tarvitsee leikkauksen.

Jotkut ihmiset uskovat, että magneettiterapia on lääketieteen tulevaisuus, koska se on yksi yksinkertaisimmista mutta tehokkaimmista hoitomuodoista moniin sairauksiin. Monet ihmiset ovat jo käytännössä kokeneet magneettikentän vaikutuksen. Magneettiset rannerenkaat, kaulakorut, tyynyt ja monet muut vastaavat tuotteet ovat pillereitä parempia monenlaisten sairauksien hoitoon - niveltulehduksesta syöpään. Jotkut lääkärit uskovat myös, että lasillinen magnetoitua vettä ehkäisevänä toimenpiteenä voi parantaa useimmat epämiellyttävät vaivat. Amerikassa noin 500 miljoonaa dollaria käytetään vuosittain magneettihoitoon, ja ihmiset ympäri maailmaa käyttävät keskimäärin 5 miljardia dollaria sellaiseen hoitoon.

Magneettiterapian kannattajat tulkitsevat tämän hoitomenetelmän hyödyllisyyttä eri tavoin. Jotkut sanovat, että magneetti voi vetää puoleensa veren hemoglobiinin sisältämää rautaa, mikä parantaa verenkiertoa. Toiset väittävät, että magneettikenttä muuttaa jotenkin naapurisolujen rakennetta. Mutta samalla suoritettiin Tieteellinen tutkimus eivät ole vahvistaneet, että staattisten magneettien käyttö voi lievittää henkilöä kivusta tai parantaa sairautta.

Jotkut kannattajat ehdottavat myös, että kaikki ihmiset käyttävät magneetteja veden puhdistamiseen kodeissaan. Kuten valmistajat itse sanovat, suuret magneetit voivat puhdistaa kovaa vettä poistamalla siitä kaikki haitalliset ferromagneettiset seokset. Tiedemiehet sanovat kuitenkin, että ferromagneetit eivät tee vedestä kovaa. Lisäksi kahden vuoden magneettien käyttö käytännössä ei osoittanut muutoksia veden koostumuksessa.

Mutta vaikka magneeteilla ei todennäköisesti ole parantavaa vaikutusta, ne ovat silti tutkimisen arvoisia. Kuka tietää, ehkä tulevaisuudessa paljastamme hyödyllisiä ominaisuuksia magneetit.

Magneeteilla, kuten kodin jääkaappiin kiinnitetyillä leluilla tai koulussa näytellyillä hevosenkengillä, on muutamia epätavallisia ominaisuuksia. Ensinnäkin magneetit houkuttelevat rauta- ja teräsesineitä, kuten jääkaapin ovea. Lisäksi niissä on pylväät.

Tuo kaksi magneettia lähelle toisiaan. Yhden magneetin etelänapa vetää puoleensa toisen pohjoisnapaa. Yhden magneetin pohjoisnapa hylkii Pohjoisnapa toinen.

Magneetti- ja sähkövirta

Magneettikenttä syntyy sähkövirrasta, eli liikkuvien elektronien avulla. Atomiytimen ympärillä liikkuvilla elektroneilla on negatiivinen varaus. Varausten suunnattua liikettä paikasta toiseen kutsutaan sähkövirraksi. Sähkövirta luo magneettikentän ympärilleen.

Tämä kenttä voimalinjoineen peittää silmukan tavoin sähkövirran polun, kuin kaari, joka seisoo tien päällä. Esimerkiksi kun pöytälamppu sytytetään ja virta kulkee kuparilankojen läpi, eli langan elektronit hyppäävät atomista atomiin ja langan ympärille syntyy heikko magneettikenttä. Suurjännitesiirtolinjoissa virta on paljon voimakkaampaa kuin pöytävalaisimessa, joten tällaisten linjojen johtimien ympärille muodostuu erittäin voimakas magneettikenttä. Näin ollen sähkö ja magnetismi ovat saman kolikon kaksi puolta - sähkömagnetismi.

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

lintujen muutto

Elektronien liike ja magneettikenttä

Elektronien liike kunkin atomin sisällä luo pienen magneettikentän sen ympärille. Kiertävä elektroni muodostaa pyörteen kaltaisen magneettikentän. Mutta suurin osa magneettikentästä ei synny elektronin liikkeellä ytimen kiertoradalla, vaan elektronin liikkeellä sen akselin ympäri, niin sanotun elektronin spinin. Spin luonnehtii elektronin pyörimistä akselinsa ympäri planeetan liikenä akselinsa ympäri.

Miksi materiaalit ovat magneettisia eivätkä magneettisia

Useimmissa materiaaleissa, kuten muovissa, yksittäisten atomien magneettikentät ovat satunnaisesti suunnattuja ja kumoavat toisensa. Mutta materiaaleissa, kuten raudassa, atomit voidaan suunnata niin, että niiden magneettikentät summautuvat, jolloin teräspala magnetoituu. Materiaalien atomit on yhdistetty ryhmiin, joita kutsutaan magneettisiksi alueiksi. Yhden erillisen alueen magneettikentät on suunnattu yhteen suuntaan. Eli jokainen verkkoalue on pieni magneetti.

Eri alueet on suunnattu moniin eri suuntiin, toisin sanoen satunnaisesti, ja kumoavat toistensa magneettikentät. Siksi teräsnauha ei ole magneetti. Mutta jos onnistumme suuntaamaan alueet yhteen suuntaan niin, että magneettikenttien voimat muodostuvat, niin varo! Teräsnauhasta tulee voimakas magneetti ja se houkuttelee minkä tahansa rautaesineen naulosta jääkaappiin.

Magneettien hylkivät ominaisuudet ja niiden käyttö tekniikassa

Magneetit ja aineen magneettiset ominaisuudet.

Magnetismin yksinkertaisimmat ilmentymät ovat olleet tiedossa hyvin pitkään, ja ne ovat tuttuja useimmille meistä. Magneetteja on kahta eri tyyppiä. Jotkut ovat niin sanottuja kestomagneetteja, jotka on valmistettu "kovista magneettisista" materiaaleista. Toinen tyyppi sisältää niin sanotut sähkömagneetit, joiden ydin on "pehmeää magneettista" rautaa.

Todennäköisimmin sana magneetti"tulee Vähä-Aasiassa sijaitsevan muinaisen Magnesian kaupungin nimestä, jossa oli suuria tämän mineraalin esiintymiä

Magneettiset navat ja magneettikenttä.

Jos magnetoimaton rautatanko tuodaan lähelle magneetin napoja, magneetin napa magnetoituu väliaikaisesti. Tässä tapauksessa magneetin napaa lähinnä olevan magnetoidun tangon napa on nimellisesti vastakkainen ja kauimpana oleva napa on samanniminen.

Tiedemies Coulomb tutki vääntötasapainolla kahden pitkän ja ohuen magneetin vuorovaikutusta. Coulomb osoitti, että jokaista napaa on mahdollista luonnehtia tietyllä "magnetismin määrällä" tai "magneettivarauksella", ja magneettinapojen vuorovaikutuksen laki on sama kuin sähkövarausten vuorovaikutuksen laki: kaksi samanlaista napaa hylkivät kutakin toinen, ja kaksi vastakkaista napaa vetävät toisiaan puoleensa voimalla, joka on suoraan verrannollinen näihin napoihin keskittyneisiin "magneettisiin varauksiin" ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.

Magneettien käyttö

On olemassa lukemattomia esimerkkejä magneettisten materiaalien soveltamisesta. Kestomagneetit ovat erittäin tärkeä osa monissa jokapäiväisessä elämässämme käytössä olevissa laitteissa. Niitä löytyy mikrofonin päästä, kaiuttimesta, sähkökitarasta, sähköauton generaattorista, nauhureiden pienistä moottoreista, radiomikrofonista, sähkömittareista ja muista laitteista. He tekevät jopa "magneettileukoja", eli vahvasti magnetoituja teräsleukoja, jotka hylkivät toisiaan eivätkä siksi tarvitse kiinnikkeitä.

Magneetteja käytetään laajasti modernissa tieteessä. Magneettisia materiaaleja tarvitaan toimintaan mikroaaltoalueilla, magneettiseen tallennukseen ja toistoon sekä magneettisten tallennuslaitteiden luomiseen. Magnetostriktiiviset muuntimet mahdollistavat meren syvyyden määrittämisen. On vaikea tehdä ilman magnetometrejä, joissa on erittäin herkkiä magneettielementtejä, jos on tarpeen mitata merkityksettömän heikkoja magneettikenttiä, jotka ovat mielivaltaisesti hienovaraisesti jakautuneita avaruuteen.

Ja oli tapauksia, joissa he taistelivat magneeteilla, kun ne osoittautuivat haitallisiksi. Tässä tarina Suuren isänmaallisen sodan ajalta, joka havainnollistaa magnetismin asiantuntijoiden vastuullista työtä näinä ankarina vuosina... Otetaan esimerkiksi laivan rungon magnetointi. Tällainen "spontaani" magnetoituminen ei ole ollenkaan vaaraton: laivan kompassit eivät vain ala "valehtelemaan", ottamalla itse laivan kentän Maan kenttään ja osoittamalla väärin suunnan, kelluvat magneettialukset voivat vetää puoleensa rautaesineitä. Jos tällaiset esineet liittyvät miinoihin, vetovoiman tulos on ilmeinen. Siksi tutkijoiden piti puuttua luonnon temppuihin ja erityisesti demagnetoida alukset, jotta ne unohtaisivat miten toimia magneettimiinoihin.

Magneetin pääasiallinen käyttökohde on sähkötekniikka, radiotekniikka, instrumentointi, automaatio ja telemekaniikka.

Sähkökonegeneraattorit ja sähkömoottorit - pyörivät koneet, jotka muuttavat joko mekaanisen energian sähköenergiaksi (generaattorit) tai sähköenergian mekaaniseksi energiaksi (moottorit). Generaattorien toiminta perustuu sähkömagneettisen induktion periaatteeseen: magneettikentässä liikkuvaan johtimeen indusoituu sähkömotorinen voima (EMF). Sähkömoottorien toiminta perustuu siihen, että poikittaismagneettikentässä olevaan virtaa kuljettavaan johtoon vaikuttaa voima.

Sähkömagneettinen dynamometri voidaan tehdä pienikokoisena laitteena, joka soveltuu pienten moottoreiden ominaisuuksien mittaamiseen.

Aineen magneettisia ominaisuuksia käytetään laajasti tieteessä ja tekniikassa keinona tutkia eri kappaleiden rakennetta. Niin nousi Tieteet:

magnetokemia(magnetokemia) - fysikaalisen kemian haara, joka tutkii suhdetta magneettisen ja kemialliset ominaisuudet aineet; lisäksi magnetokemia tutkii magneettikenttien vaikutusta kemiallisiin prosesseihin. magnetokemia perustuu nykyaikaiseen magneettisten ilmiöiden fysiikkaan. Magneettisten ja kemiallisten ominaisuuksien välisen suhteen tutkiminen mahdollistaa aineen kemiallisen rakenteen piirteiden selvittämisen.

Mikroaaltotekniikka

Yhteys. Mikroaaltoradioaaltoja käytetään laajalti viestintätekniikassa. Erilaisten sotilaallisten radiojärjestelmien lisäksi kaikissa maailman maissa on lukuisia kaupallisia mikroaaltolinkkejä. Koska tällaiset radioaallot eivät seuraa maanpinnan kaarevuutta, vaan etenevät suorassa linjassa, nämä tietoliikenneyhteydet koostuvat tyypillisesti välitysasemista, jotka on asennettu kukkuloiden huipulle tai radiotorneille noin 50 km:n välein.

Elintarvikkeiden lämpökäsittely. Mikroaaltosäteilyä käytetään elintarvikkeiden lämpökäsittelyyn kotona ja elintarviketeollisuudessa. Tehokkaiden tyhjiöputkien tuottama energia voidaan keskittää pieneen tilavuuteen tuotteiden erittäin tehokkaaseen kypsennykseen ns. mikroaaltouunit tai mikroaaltouunit, joille on ominaista puhtaus, äänettömyys ja tiiviys. Tällaisia ​​laitteita käytetään lentokoneiden keittiöissä, rautatievaunuissa ja myyntiautomaateissa, joissa tarvitaan pikaruokaa ja ruoanlaittoa. Teollisuus valmistaa myös kotitalouksien mikroaaltouunit.

Magneetin avulla he yrittivät hoitaa (eikä epäonnistuneesti) hermostosairauksia, hammassärkyä, unettomuutta, maksa- ja mahakipuja - satoja sairauksia.

1900-luvun jälkipuoliskolla magneettiset rannerenkaat yleistyivät, ja niillä oli myönteinen vaikutus potilaisiin, joilla oli verenpainehäiriöitä (hypertensio ja hypotensio).

Yksi " tutkija”- 1700- ja 1800-luvun vaihteessa asunut suutarin Spence Skotlannista Linlithgow'sta väitti löytäneensä jonkinlaisen mustan aineen, joka neutraloi magneetin houkuttelevan ja hylkivän voiman. Hänen mukaansa tämän salaperäisen aineen ja kahden kestomagneetin avulla hän väitti helposti ylläpitävän kahden oman valmistamansa perpetuum mobilen jatkuvaa liikettä. Mainitsemme tämän tiedon nykyään tyypillisenä esimerkkinä naiiveista ideoista ja yksinkertaisista uskomuksista, joista tieteen oli vaikea päästä eroon myöhempinäkin aikoina. Voidaan olettaa, että Spencen aikalaisilla ei olisi epäilystäkään kunnianhimoisen suutarin fantasioiden järjettömyydestä. Siitä huolimatta skotlantilainen fyysikko katsoi tarpeelliseksi mainita tämän tapauksen kirjeessään, joka julkaistiin lehdessä " Annals of Chemistry vuonna 1818, jossa hän kirjoittaa:

"... Mr. Playfair ja kapteeni Cater tutkivat molemmat nämä koneet ja ilmaisivat tyytyväisyytensä siihen, että ikuisen liikkeen ongelma lopulta ratkesi."

Siten käy ilmi, että magneettien ominaisuuksia käytetään laajasti monissa asioissa, ja ne ovat varsin hyödyllisiä koko ihmiskunnalle.

Hieman itse magneetista. Magneetti on kappale, jolla on oma magneettikenttä. (Magneettinen kenttä on erityinen aine, jonka kautta tapahtuu vuorovaikutusta liikkuvien varautuneiden hiukkasten tai kappaleiden välillä, joilla on magneettinen momentti). Kun sähkövirta kulkee johdon läpi, se luo magneettikentän. Mutta magneettien magneettikenttä ei muodostu virran liikkeestä johtimien läpi, vaan elektronien liikkeestä. Elektronit täyttävät atomin kuoriradat, joissa ne käyttäytyvät sekä hiukkasina että aaltoina. Niillä on varaus ja massa, ja ne voivat liikkua eri suuntiin.

Vaikka atomin elektronit eivät kulje pitkiä matkoja, tällainen liike riittää luomaan pienen magneettikentän. Ja koska parilliset elektronit liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, niiden magneettikentät tasapainottavat toisiaan. Ferromagneettisten elementtien atomeissa elektronit eivät päinvastoin ole pariutuneet ja liikkuvat samaan suuntaan. Esimerkiksi raudassa on neljä toisiinsa liittymätöntä elektronia, jotka liikkuvat samaan suuntaan. Koska niillä ei ole vastakkaisia ​​kenttiä, näillä elektroneilla on kiertoradan magneettinen momentti. Magneettinen momentti on vektori, jolla on oma suuruus ja suunta.

Itse asiassa magneetin vuorovaikutuksessa aineiden kanssa on paljon enemmän vaihtoehtoja kuin vain "houkuttelee" tai "ei houkuttele". Rauta, nikkeli, jotkin seokset ovat metalleja, jotka ominaisrakenteensa vuoksi todella paljon vetää puoleensa magneetti. Valtaosa muista metalleista, kuten myös muista aineista, on myös vuorovaikutuksessa magneettikenttien kanssa - magneetit houkuttelevat tai hylkivät niitä, mutta vain tuhansia ja miljoonia kertoja heikommin. Siksi tällaisten aineiden vetovoiman havaitsemiseksi magneetissa on käytettävä erittäin voimakasta magneettikenttää, jota ei voida saada kotona.

Mutta koska magneetti vetää puoleensa kaikkia aineita, alkuperäinen kysymys voidaan muotoilla uudelleen seuraavasti: "Miksi sitten magneetti vetää puoleensa niin voimakkaasti rautaa, että sen ilmenemismuotoja on helppo havaita jokapäiväisessä elämässä?" Vastaus on tämä: sen määrää rautaatomien rakenne ja sidos. Mikä tahansa aine koostuu atomeista, jotka on liitetty toisiinsa ulkoisten elektronikuoriensa kautta. Ulkokuorten elektronit ovat herkkiä magneettikentälle; ne määräävät materiaalien magnetismin. Useimmissa aineissa vierekkäisten atomien elektronit tuntevat magneettikentän "joka tapauksessa" - toiset hylkivät, toiset vetää puoleensa, ja jotkut yleensä kääntävät kohteen ympäri. Siksi, jos otat suuren osan ainetta, sen keskimääräinen vuorovaikutusvoima magneetin kanssa on hyvin pieni.

Raudalla ja sen kaltaisilla metalleilla on erityispiirre - vierekkäisten atomien välinen yhteys on sellainen, että ne tuntevat magneettikentän koordinoidusti. Jos muutama atomi "viritetään" vetäytymään magneetista, ne saavat kaikki viereiset atomit tekemään samoin. Seurauksena on, että rautapalassa kaikki atomit "haluavat vetää puoleensa" tai "hylätä" kerralla, ja tästä syystä saadaan erittäin suuri vuorovaikutusvoima magneetin kanssa.

Materiaalit otettu Internetistä