Магнитни феномени. Магнитни явления в природата

Магнитното взаимодействие на обектите е един от фундаменталните процеси, които ръководят всичко във Вселената. Неговите видими прояви са магнитни явления. Сред тях можем да дадем име aurora borealis,

магнетизъм

Магнитните явления и свойства колективно се наричат ​​магнетизъм. Тяхното съществуване е известно дълго време. Предполага се, че преди четири хиляди години китайците са използвали това знание, за да създадат компас и навигация при морски пътувания. Провеждането на експерименти и сериозно проучване на физическия магнитен феномен започва едва през XIX век. Един от първите изследователи в тази област е Ханс Оерстед.

Магнитни явления могат да се появят както в Космоса, така и на Земята, и се проявяват само в магнитни полета. Такива полета произтичат от електрическите заряди. Когато таксите са неподвижни, около тях се оформя електрическо поле. Когато се движат - магнитното поле.

Това означава, че явлението на магнитно поле възниква с появата на електрически ток или променливо електрическо поле. Това е област на пространството, в която действа сила върху магнити и магнитни проводници. Тя има посоката си и намалява, когато се отдалечава от източника си - проводника.

магнити

Тялото, около което магнитно поле, се нарича магнит. Най-малката от тях е електрона. Привличането на магнити е най-добре познатото физическо магнитно явление: ако прикрепите два магнита един към друг, те или привличат, или отблъскват. Всичко се отнася до позицията им относително една към друга. Всеки магнит има два полюса: на север и на юг.

Поляците с едно и също име отблъскват и за разлика от полюсите, напротив, привличат. Ако го отрежете на две, северните и южните полюси няма да се разделят. В резултат на това ще получим два магнита, всеки от които ще има и два полюса.

Съществуват редица материали магнитни свойства. Те включват желязо, кобалт, никел, стомана и др. Сред тях има течности, сплави, химически съединения. Ако магнитите се задържат в близост до магнита, тогава самите те ще станат.

Такива вещества, като чисто желязо, лесно придобиват подобна собственост, но също така бързо да се сбогуват с нея. Други (например стомана) се магнетизират по-дълго, но запазват ефекта за дълго време.

привличане

Установихме по-горе, че се получава магнитно поле, когато заредените частици се движат. Но какъв вид движение може да има, например, в парче желязо, висящо върху хладилника? Всички вещества се състоят от атоми, в които се намират движещите се частици.

Всеки атом има свое собствено магнитно поле. Но в някои материали тези полета са насочени хаотично в различни посоки. Поради това, около тях не се създава голямо поле. Такива вещества не могат да бъдат магнетизирани.

В други материали (желязо, кобалт, никел, стомана) атомите могат да се подреждат по такъв начин, че всички да бъдат насочени по същия начин. В резултат на това около тях се образува общо магнитно поле и тялото се магнетизира.

Оказва се, че магнетизирането на тялото е подреждането на полетата на неговите атоми. За да прекъсне тази поръчка, го удари достатъчно силно, например с чук. Полетата на атомите ще започнат хаотично движение и ще загубят магнитни свойства. Същото се случва и ако материалът се нагрява.

Магнитна индукция

Магнитните явления се свързват с движещите се заряди. Така че, около проводник с електрически ток, неизбежно ще възникне магнитно поле. Но може ли да е обратното? Този въпрос беше зададен от английския физик Майкъл Фарадей и откри феномена магнитна индукция.

Той стигна до извода, че постоянно поле не може да предизвика електрически ток, но може да има променлив ток. Токът възниква в затворен контур на магнитното поле и се нарича индукция. Електромоторната сила в този случай ще се променя пропорционално на промяната в скоростта на полето, която прониква във веригата.

Откриването на Фарадей бе истински пробив и донесе голяма полза на производителите на електротехника. Благодарение на него стана възможно да се получи ток от механична енергия. Законът, извлечен от учения, е приложен и приложен в устройството на електродвигателите, различни генератори, трансформатори и др.

Магнитното поле на Земята

Юпитер, Нептун, Сатурн и Уран имат магнитно поле. Нашата планета не е изключение. В обикновения живот почти не го забелязваме. Не е осезаем, няма вкус и мирис. Но с него магнитните явления се свързват в природата. Такива като полярни светлини, магнитни бури или магниторецепция при животни.

Всъщност Земята е огромен, но не много силен магнит, който има два полюса, които не съвпадат с географския. Магнитни линии излизат от Южния полюс на планетата и влизат в Северния полюс. Това означава, че всъщност Южният полюс на Земята е северният полюс на магнита (така на Запад синият стълб се обозначава в синьо като S, а червеният полюс обозначава северния полюс - N).

Магнитното поле се простира на стотици километри от повърхността на планетата. Той служи като невидим купол, който отразява мощната галактическа и слънчева радиация. По време на сблъсъка на радиационните частици със земната черупка се формират много магнитни явления. Нека да разгледаме най-известния от тях.

Магнитни бури

Слънцето има силно влияние върху нашата планета. Той не само ни дава топлина и светлина, но също така провокира такива неприятни магнитни явления като бури. Техният външен вид е свързан с увеличаване на слънчевата активност и процесите, които се случват в тази звезда.

Земята постоянно изпитва влиянието на потока от йонизирани частици от Слънцето. Те се движат със скорост от 300-1200 км / сек и се характеризират като слънчев вятър. Но от време на време на звездата има внезапни емисии на огромен брой от тези частици. Те действат върху земната черупка като дрънкулки и причиняват магнитното поле да се колебае.

Такава буря продължава до три дни. По това време някои жители на нашата планета изпитват неразположение. Колебанията на черупката се отразяват върху нас от главоболието, увеличения натиск и слабост. За цял живот човек изпитва средно 2 000 бури.

Северно осветление

Има и по-приятни магнитни феномени в природата - северните светлини или Aurora. Тя се проявява под формата на блясък на небето с бързо променящи се цветове и се проявява предимно на високи географски ширини (67-70 °). При силна активност на слънцето яркостта се наблюдава по-долу.

На около 64 километра над полюсите натоварените слънчеви частици се срещат с отдалечени граници на магнитното поле. Тук някои от тях са насочени към магнитните полюси на Земята, където те взаимодействат с газовете на атмосферата, поради което се появява сиянието.

Спектърът на луминисценцията зависи от състава на въздуха и неговото изтъняване. Червената светлина се появява на височина от 150 до 400 километра. Сините и зелени нюанси се свързват с голямо съдържание на кислород и азот. Те се срещат на надморска височина от 100 километра.

magnetoreception

Основната наука, която изучава магнитните явления, е физиката. Някои от тях обаче могат да повлияят и на биологията. Например, магниточувствителността на живите организми е способността да се разпознава магнитното поле на Земята.

Този уникален подарък се притежава от много животни, особено от мигриращи видове. Възможност за magnetoreception намерени в прилепи, гълъби, костенурки, котки, елени, някои бактерии и така нататък. D. Тя помага животни се ориентират в пространството и да намерят своите домове, далеч от нея в продължение на десетки километри.

Ако човек използва ориентацията на компаса, животните използват съвсем естествени инструменти. Учените не могат да определят точно как и защо магниторецепцията работи. Но е известно, че гълъбите могат да намерят своя дом дори и да бъдат отнети от него в продължение на стотици километри, докато затварят птица в абсолютно тъмна кутия. Костенурките откриват мястото си на раждане дори години по-късно.

Поради своите "супер способности" животните очакват вулканични изригвания, земетресения, бури и други катаклизми. Те тънко усещат вибрациите в магнитното поле, което увеличава способността за самосъхранение.