Вещества в магнитно поле. Взаимодействие на магнитното поле с материята

Колко необяснени явления и нерешени мистерии са скрити от нашата планета! Но наблюдателни жители на Земята от векове на век изследват моделите, полагат експерименти, измислят, извличат заключения и използват своите изобретения. Тайните на космоса и природата непрекъснато привличат хората, като ги тласкат към всички нови експерименти в търсене на истината и улики. Една от тези тайни е поведението на материята в магнитно поле.

Първите магнитни наблюдения

Съгласно съществуващата легенда, древен пастир, на име Магнус, веднъж открил, че екипът му е прикрепен към камъка от металната страна. За него (камъка) това откритие е посветено. Според друга теория думата "магнит" от гръцки език се превежда като "камък от Магнезия", след името на град Магнезия, където са открити магнитни находища. Дори няколко века преди нашата епоха китайците забелязали, че някои камъни, закрепени по такъв начин, че могат да се въртят свободно, неизменно се превръщат в определена посока.

Как се появи компасът

Най-ранните компаси бяха лъжици магнетит с къс прът, който можеше да се върти в кръг. Някакво време, след като лъжицата се обърна, спря и пръчката винаги сочеше на север. Но тези сили са толкова малки, че могат да въртят само свободно фиксираните стрелки на компаса.

По-късно моряците вкараха магнитните игли в сламки и ги сложиха в купа с вода. Сламата винаги сочи север-юг. Причината за това, тогава неизследвано явление, е определено поле около Земята, което има способността да влияе на веществата, които са в него, и да определи посоката си.

Магнитна сфера около Земята

Нашата Земя е осеяна със сферата, в която работим магнитни сили, името му - магнитно поле. Въпреки че версията за произхода на това не е потвърдено, но геофизика основно са съгласни с твърдението, че има магнитно поле се дължи на състава на сърцевината желязо на нашата планета. Въртенето на Земята, допринася за формирането на разтопен метал ядро ​​непрекъснат поток от електрически заряди, които пораждат магнитно polya.Zemlya около тях, като по този начин действа огромен магнит, който реагира и компаси.

Свойства и природа на магнитите

Магнити като тези, които обичат да украсяват хладилници или да държат бележки в кухнята, имат доста интересни свойства. Поведението на веществата в магнитни полета зависи от материалите, от които се състоят тези вещества. Всеки знае, че магнитите се придържат към железни или стоманени предмети. И защо се случва това? Във всеки магнит има два полюса. Ако извършите експеримент и запазите чифт магнити близо един до друг, се оказва, че северният полюс на един привлича обратното - южния полюс на другия. Ако обаче разгънете магнитите със същите полюси, те винаги ще се отблъскват. Електроните, които правят революции около ядрото на един атом, имат отрицателен електрически заряд. Потокът от заредени частици генерира магнитно поле, което се огъва от голяма циркулация около тях.

Например, когато светлината е включена, електрически ток се движи през окабеляването й, а електроните се преместват от един атом в друг, а около кабелите се получава слабо магнитно поле. По същия начин, силно магнитно поле се получава от проводници с високо напрежение. Електричеството и магнетизмът действат като два компонента на електромагнетизма. Всеки електрон, въртящ се около собствената си ос, като планета, която се обръща, изгражда малка електрическа верига в своята орбита и създава свое собствено магнитно поле във веществото. Веществата в магнитното поле се държат по различен начин.

Как взаимодействието на магнитното поле с материята

Например, когато магнитното поле действа върху пластмаса, възниква следното: миниатюрните магнитни полета на всеки от атомите се неутрализират, защото техните полюси са насочени в различни посоки. Но в желязото атомите са поставени по такъв начин, че материалът да може да бъде магнетизиран. Атомите в тях се сглобяват в групи и се наричат ​​магнитни домейни. Всеки такъв миниатюрен домейн се състои от милиарди частици с всичките им магнитни полета, насочени в една посока, а самият той става малък магнит. В железния парче самите домейни са насочени в различни посоки, така че те се неутрализират един друг и независимо желязото не проявява магнитни свойства. За да се създаде магнит, всички домейни трябва да бъдат разположени в една посока, а след това парче желязо ще магнетизира и привлича към себе си всички метални обекти, които са наблизо. Как мога да накарам желязото да подреди домейните в същия ред? Това е съвсем просто: за да направите това, поставете желязото в магнитно поле. Обличат се взаимно, домените се разгръщат по посока на полето. В същото време те ще започнат да привличат атоми от други области, увеличавайки се по размер.

Скоро, много от тези елементи ще създаде линия и част от самата желязо се превръща в магнит ще привлича към себе си на всеки щифт, нокти или други метални предмети в околността. Така че има магнетизация: магнитното поле в материята се увеличава значително. Но, както казват те, е по-добре да видите веднъж, отколкото да чуете сто пъти. Не изключението и явлението, което обмисляме. Как да се уверите в това?

Магнитното поле и магнетизирането на веществата могат да се разглеждат в дома. Достатъчно е да се извърши прост експеримент. Вземете малък железен пирон и го поставете върху магнита от хладилника. Неговите домейни бързо ще се изравнят и за известно време самият нокът ще се превърне в магнит, с който ще бъде лесно да вдигнеш щифт.

Определяне на магнитното поле

За изследване на магнитното поле в материята се изследват два вида токове - макро-токове и микровълни. Макросите са тези, създадени от движението на заредени макроскопични тела. Микроточиите се наричат ​​токове, създадени от движещи се електрони в атоми, молекули и йони. Магнитното поле в материята се създава от две полета: външното поле, създадено от макросредата, и вътрешното поле, образувано от микровълни.

Най-магнитното вещество

Интересен факт е, че в природата има истински магнит - магнезиев железен камък. Но по-голямата част от телата, които имат свое собствено магнитно поле, но изкуствено създадени от човека. Най-силните от тях са тези, които са сплав от неодим, желязо и бор. И кое вещество е най-магнитното за днес? Учените можеха да отговорят на този въпрос. Група физици от Минесота създаде нов материал, състоящ се от 16 железни атоми и 2 азотни атома, който се характеризира с магнитна проницаемост е 18% по-висока от тази на най-мощната - неодим - магнита.

Какви са магнитите?

Накратко, магнитното поле в материята зависи от магнитите. Поставянето на всяко от тях в магнитно поле формира своето магнитно поле в материята. Видовете магнити разграничават следното: диамагнити, парамагнети и феромагнити. Най-мощните полета се създават от феромагнитите, защото имат високи магнитни свойства. Такива вещества включват желязо, никел, кобалт, редкоземни метали и техните сплави, както и сплави от хром и манган. От тях се правят постоянни магнити, тъй като полето на феромагнита не изчезва, след като магнитното поле престане да функционира.

Парамагнетиката има магнитна пропускливост, която е точно над единството при стайна температура. Такива вещества в магнитното поле са слабо магнитизирани, но с намаляването на температурата техните магнитни свойства се увеличават. Параметрите включват, например, кислород, платина, алуминий, редкоземни метали.

Диагенетиците са друг вид вещество, чиято магнитна пропускливост е малко по-малка от единството, магнитните им свойства са още по-слаби. За много от тези метали, като бисмут, сребро, злато, мед, както и вода и органични съединения. Интересен факт е, че когато се нагрява до определена температура (точката на Кюри), феромагнитните свойства изчезват и металите се демагнетизират и стават парамагнитни.

Използване на магнитно поле

Хората са се научили да използват за себе си гореспоменатите свойства на материята в магнитно поле: феромагнитите са незаменими в производството на електрическа и компютърна техника. Те могат да бъдат намерени в трансформатори, електрически двигатели и различни измервателни уреди, които позволяват няколко пъти да се увеличи магнитното поле, без да се променя токът в серпентината.

Използването на такива материали може значително да намали потреблението на енергия. Използват се за записване на магнитни звуци и откриване на пропуски, рудодобива. Днес медицината използва магнити за диагностициране и лечение на различни заболявания. По принцип работата на диагностичното оборудване се основава на действието на постоянните магнити. Например, за откриването на глаукома в началния етап е необходим индикатор за тонометър за очи. Използва се в хирургията и микрохирургията, магнитни устройства за отстраняване на метални фрагменти от човешкото тяло. Принципът на тяхното функциониране също се основава свойствата на магнитите без мрежова връзка. Широк терапевтичен ефект се упражнява от различни магнитни превръзки и апликатори. Те облекчават синдрома на болката и спират процеса на възпаление, както и лечение на много заболявания чрез метода на влияние на магнитното поле върху активните зони на човешкото тяло. Известно е, че дори кралицата Клеопатра използва магнитни бижута за подобряване на кръвния поток и забавяне на стареенето.

Стойността на магнитното поле за планетата

Магнитното поле играе огромна роля в живота на планетата. На първо място, тя служи като защита на жителите на Земята и спътниците от опасното въздействие на космическите тела. Под въздействието на магнитното поле тяхната траектория се променя. Изследователите признават, че някои планети нямат метално жило, а оттам и магнитно поле, което значително намалява броя на евентуално населените планети. Земниците също са изложени на риск да останат без защита на полето. Но за да информираме, когато това се случи, геофизиците не се заемат. Изследванията разкриват, че над 160 милиона години магнитните стълбове - север и юг - са се променили около сто пъти. Последното подобно явление се е случило преди 720 000 години, а Земята е била нападнато от космически частици. Една от теориите, обясняващи изчезването на динозаврите, казва, че тези гиганти са изчезнали само поради тази причина.

Магнитното поле става по-тънко

Геофизиката, анализираща свойствата на магнитното поле, откри, че няма опасни смени, които не са били фиксирани преди. В южната част на Атлантическия океан слоят на магнитното поле постепенно става по-тънък. През последните 150 години полето тук се е понижило с 10%. Учените твърдят, че промяната на полюсите ще настъпи достатъчно бързо, в рамките на 100 години от началото на инверсията. Какво поколение ще наблюдава това явление и как това ще се отрази на жителите на Земята, тя все още не е известна, но твърдението, че такава промяна на полюсите ще бъде пагубно за електроинженер.

Магнитни бури и тяхното въздействие върху хората

Понякога в магнитното поле на Земята има смущения - това магнитни бури, които пряко зависят от Слънцето. През периода на увеличаване на слънчевата активност се наблюдава огромно освобождаване на енергия, което допринася за образуването на слънчеви изгаряния. В същото време гигантски поток заредени частици се втурва на Земята при висока скорост - 500-1000 километра в секунда, създавайки силно магнитно поле. Този поток достига планетата само за няколко дни. Две мощни магнитни полета се сблъскват и в резултат на това се нарушава магнитното поле на Земята. Човекът е свикнал с нормално магнитно поле и с магнитни бури здравословното му състояние се променя.

Хората имат различна магниточувствителност, ефектът върху човек на магнитна буря директно зависи от здравословното му състояние. Влошеното здраве, жизненост е намалена, пада с увреждания, не е слабост, главоболие, нарушения на съня, се влоши работата на нервната система (броят на грешките се увеличава, броят на авариите и инциденти нараства). Във връзка с появата на повърхностно електричество на устройства през тези дни, тяхната работа може да бъде нарушена.

Реакцията на животните на магнитно поле

Доказано е, че птиците чувстват магнитното поле на Земята много добре и дори го виждат. Учените вярват, че птиците са уникални същества от този род: магнитната сила им помага да намерят свой дом по време на полети до колосални разстояния.

Магнитното поле като навигатор използва морски костенурки. Животните с висока магниточувствителност, например котки, реагират предварително на промените в напрежението на магнитното поле. Необичайно поведение на животните се наблюдава преди урагани и земетресения. За да се определи приближава цунами или земетресението в Япония в големи аквариуми съдържат черни точки, които преди катастрофи се издигат към повърхността и се притесняват, чувствайки се силни сътресения на магнитното поле.

Вместо последващо слово

Влиянието на магнитното поле върху жителите на нашата планета все още не е напълно проучено, учените от цял ​​свят току-що отвориха завесата на тайната на планетата Земя и се опитват да намерят отговори на особено важни въпроси. Но напредъкът не стои неподвижен и науката се развива бързо в днешно време, така че кой знае, може би следващото поколение ще знае отговора на повечето от въпросите, върху които се борят най-добрите умове на човека.