Բոլորը վաղուց սովոր են այնպիսի առարկայի, ինչպիսին է մագնիսը։ Դրանում առանձնահատուկ բան չենք տեսնում։ Մենք սովորաբար դա կապում ենք ֆիզիկայի դասերի կամ նախադպրոցական տարիքի երեխաների համար մագնիսի հատկությունների հնարքների տեսքով ցուցադրության հետ: Եվ հազվադեպ է որևէ մեկը մտածում, թե որքան մագնիսներ են մեզ շրջապատում առօրյա կյանքում: Ցանկացած բնակարանում դրանք տասնյակ են։ Յուրաքանչյուր բարձրախոսի, մագնիտոֆոնի, էլեկտրական ածելիի, ժամացույցի սարքում առկա է մագնիս։ Նույնիսկ մի բանկա մեխը մեկն է։
Իսկ ուրիշ ի՞նչ
Մենք՝ ժողովուրդը, բացառություն չենք։ Մարմնի մեջ հոսող կենսահոսանքների շնորհիվ մեր շուրջը նրա ուժային գծերի անտեսանելի օրինաչափություն կա: Երկիրը հսկայական մագնիս է: Եվ նույնիսկ ավելի մեծ՝ արևի պլազմային գնդակը: Գալակտիկաների և միգամածությունների չափերը, որոնք անհասկանալի են մարդկային մտքի համար, հազվադեպ են թույլ տալիս այն մտքին, որ սրանք բոլորը նույնպես մագնիսներ են։
Ժամանակակից գիտությունը պահանջում է նոր մեծ և գերհզոր մագնիսների ստեղծում, որոնց կիրառման դաշտերը կապված են ջերմամիջուկային միաձուլման, էլեկտրական էներգիայի արտադրության, սինքրոտրոններում լիցքավորված մասնիկների արագացման, խորտակված նավերի բարձրացման հետ։ Ստեղծեք գերուժեղ դաշտ՝ օգտագործելով մագնիսական հատկություններմագնիսը ժամանակակից ֆիզիկայի խնդիրներից է։
Հստակեցրեք հասկացությունները
Մագնիսական դաշտը ուժ է, որը գործում է շարժման մեջ գտնվող լիցք ունեցող մարմինների վրա: Այն «չի աշխատում» անշարժ առարկաների (կամ լիցքազուրկ) հետ և ծառայում է որպես էլեկտրամագնիսական դաշտի ձև, որը գոյություն ունի որպես ավելի ընդհանուր հասկացություն։
Եթե մարմինները կարող են իրենց շուրջ ստեղծել մագնիսական դաշտ և զգալ դրա ազդեցության ուժը, ապա դրանք կոչվում են մագնիսներ: Այսինքն՝ այդ առարկաները մագնիսացված են (ունեն համապատասխան մոմենտը):
Տարբեր նյութեր տարբեր կերպ են արձագանքում արտաքին դաշտին: Նրանք, ովքեր թուլացնում են դրա գործողությունը իրենց ներսում, կոչվում են պարամագնիսներ, իսկ նրանք, որոնք ուժեղացնում են այն կոչվում են դիամագնիսներ: Առանձին նյութեր ունեն արտաքին մագնիսական դաշտը հազարապատիկ ուժեղացնելու հատկություն։ Սրանք ֆերոմագնիսներ են (կոբալտ, նիկել՝ երկաթով, գադոլինիում, ինչպես նաև նշված մետաղների միացություններ և համաձուլվածքներ)։ Նրանցից նրանք, ովքեր, ընկնելով արտաքին ուժեղ դաշտի ազդեցության տակ, իրենք ձեռք են բերում մագնիսական հատկություններ, կոչվում են կոշտ մագնիսական: Մյուսները, որոնք ունակ են վարվել մագնիսների պես միայն դաշտի անմիջական ազդեցության տակ և դադարում են այդպիսին լինել դրա անհետացումից հետո, փափուկ մագնիսական են:
Մի փոքր պատմություն
Մարդիկ ուսումնասիրում էին մշտական մագնիսների հատկությունները շատ, շատ հին ժամանակներից: Դրանք հիշատակվում են հին Հունաստանի գիտնականների աշխատություններում դեռ մ.թ.ա. 600 տարի: Բնական (բնական ծագման) մագնիսներ կարելի է գտնել մագնիսական հանքաքարի հանքավայրերում։ Բնական խոշոր մագնիսներից ամենահայտնին պահվում է Տարտուումհամալսարան. Այն կշռում է 13 կիլոգրամ, իսկ բեռը, որը կարելի է բարձրացնել դրա օգնությամբ, 40 կգ է։
Մարդկությունը սովորել է արհեստական մագնիսներ ստեղծել՝ օգտագործելով տարբեր ֆերոմագնիսներ։ Փոշու արժեքը (կոբալտից, երկաթից և այլն) կայանում է նրանում, որ իր քաշից 5000 անգամ կշռող բեռը պահելու ունակության մեջ է։ Արհեստական նմուշները կարող են լինել մշտական (ստացված կոշտ մագնիսական նյութերից) կամ միջուկ ունեցող էլեկտրամագնիսներ, որոնց նյութը փափուկ մագնիսական երկաթ է։ Դրանցում լարման դաշտն առաջանում է էլեկտրական հոսանքի անցման շնորհիվ ոլորուն լարերի միջով, որը շրջապատված է միջուկով։
Մագնիսի հատկությունները գիտականորեն ուսումնասիրելու փորձեր պարունակող առաջին լուրջ գիրքը լոնդոնցի բժիշկ Գիլբերտի աշխատությունն էր, որը հրատարակվել է 1600 թվականին։ Այս աշխատությունը պարունակում է մագնիսականության և էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ այն ժամանակ առկա տեղեկատվության ամբողջությունը, ինչպես նաև հեղինակի փորձերը։
Մարդը փորձում է գոյություն ունեցող ցանկացած երեւույթ հարմարեցնել գործնական կյանքին։ Իհարկե, մագնիսը բացառություն չէր։
Ինչպես են օգտագործվում մագնիսները
Մագնիսի ի՞նչ հատկություններ է ընդունել մարդկությունը: Դրա շրջանակն այնքան լայն է, որ մենք կարող ենք միայն հակիրճ անդրադառնալ այս հրաշալի իրի հիմնական, ամենահայտնի սարքերին և հավելվածներին։
Compass-ը գետնի վրա ուղղությունները որոշելու հայտնի սարք է: Նրա շնորհիվ նրանք ճանապարհ են հարթում ինքնաթիռների և նավերի, ցամաքային տրանսպորտի և հետիոտների երթևեկության թիրախների համար։ Սրանքսարքերը կարող են լինել մագնիսական (ցուցիչի տեսակ), որն օգտագործվում է զբոսաշրջիկների և տեղագրագետների կողմից կամ ոչ մագնիսական (ռադիո և հիդրո կողմնացույցներ):
Բնական մագնիսներից առաջին կողմնացույցները պատրաստվել են 11-րդ դարում և օգտագործվել նավարկության մեջ: Նրանց գործողությունը հիմնված է առանցքի վրա հավասարակշռված մագնիսական նյութից պատրաստված երկար ասեղի հորիզոնական հարթությունում ազատ պտույտի վրա։ Նրա ծայրերից մեկը միշտ նայում է դեպի հարավ, մյուսը՝ հյուսիս։ Այսպիսով, դուք միշտ կարող եք ճշգրիտ պարզել կարդինալ կետերի վերաբերյալ հիմնական ուղղությունները:
Գլխավոր ոլորտներ
Ոլորտներ, որտեղ մագնիսի հատկությունները գտել են իրենց հիմնական կիրառությունը՝ ռադիո և էլեկտրատեխնիկա, գործիքավորում, ավտոմատացում և հեռամեխանիկա։ Ֆեռոմագնիսական նյութերից ստացվում են ռելեներ, մագնիսական սխեմաներ և այլն։1820 թվականին հայտնաբերվեց հոսանք կրող հաղորդիչի՝ մագնիսի ասեղի վրա գործելու հատկությունը՝ ստիպելով պտտվել։ Միաժամանակ արվել է ևս մեկ հայտնագործություն՝ զույգ զուգահեռ հաղորդիչներ, որոնց միջով անցնում է նույն ուղղության հոսանքը, ունեն փոխադարձ ձգողականության հատկություն։
Դրա պատճառով ենթադրություն արվեց մագնիսի հատկությունների պատճառի մասին։ Բոլոր նման երեւույթները առաջանում են հոսանքների հետ կապված, այդ թվում՝ մագնիսական նյութերի ներսում շրջանառվող հոսանքների հետ։ Գիտության ժամանակակից գաղափարները լիովին համապատասխանում են այս ենթադրությանը:
Շարժիչների և գեներատորների մասին
Դրա հիման վրա ստեղծվել են էլեկտրական շարժիչների և էլեկտրական գեներատորների բազմաթիվ տարատեսակներ, այսինքն՝ պտտվող տիպի մեքենաներ, որոնց շահագործման սկզբունքը հիմնված է մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու վրա (ելույթմենք խոսում ենք գեներատորների մասին) կամ էլեկտրականից մեխանիկական (շարժիչների մասին): Ցանկացած գեներատոր գործում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքով, այսինքն՝ EMF (էլեկտրաշարժիչ ուժ) առաջանում է մագնիսական դաշտում շարժվող մետաղալարում։ Էլեկտրաշարժիչը աշխատում է լայնակի դաշտում տեղադրված հոսանք ունեցող լարում ուժի առաջացման երևույթի հիման վրա։
Օգտագործելով դաշտի փոխազդեցության ուժը հոսանքի հետ, որն անցնում է դրանց շարժվող մասերի ոլորման պտույտներով, սարքերը, որոնք կոչվում են մագնիսական էլեկտրական աշխատանք։ Ինդուկցիոն էլեկտրաէներգիայի հաշվիչը գործում է որպես նոր հզոր AC շարժիչ՝ երկու ոլորունով: Փաթաթումների միջև գտնվող հաղորդիչ սկավառակը ենթարկվում է պտտման՝ ներածվող հզորությանը համաչափ ոլորող մոմենտով:
Իսկ առօրյա կյանքում?
Մանրանկարիչ մարտկոցով աշխատող էլեկտրական ձեռքի ժամացույցները ծանոթ են բոլորին: Նրանց սարքը, շնորհիվ մի զույգ մագնիսների, զույգ ինդուկտորների և տրանզիստորի օգտագործման, հասանելի մասերի քանակով շատ ավելի պարզ է, քան մեխանիկական ժամացույցները։
Էլեկտրամագնիսական տիպի կողպեքներ կամ մագնիսական տարրերով հագեցած բալոնային փականներ ավելի ու ավելի են օգտագործվում։ Դրանցում և՛ բանալին, և՛ կողպեքը հագեցած են համակցված հավաքածուով։ Երբ ճիշտ բանալին լավ մտնում է կողպեքը, մագնիսական կողպեքի ներքին տարրերը ձգվում են դեպի ցանկալի դիրքը, ինչը թույլ է տալիս այն բացել։
Դինամոմետրերի և գալվանոմետրի սարքը (բարձր զգայուն սարք, որով չափում են թույլ հոսանքները) հիմնված է մագնիսների գործողության վրա։ Մագնիսի հատկությունները կիրառություն են գտել հղկող նյութերի արտադրության մեջ: Այսպիսովկոչվում են սուր մանր և շատ կոշտ մասնիկներ, որոնք անհրաժեշտ են տարբեր առարկաների և նյութերի մեխանիկական մշակման (հղկման, փայլեցման, կոպտացման) համար։ Դրանց արտադրության ընթացքում խառնուրդի բաղադրության մեջ անհրաժեշտ ֆերոսիլիկոնը մասամբ նստում է վառարանների հատակին և մասամբ ներմուծվում հղկող նյութի բաղադրության մեջ։ Այն այնտեղից հեռացնելու համար անհրաժեշտ են մագնիսներ:
Գիտություն և հաղորդակցություն
Նյութերի մագնիսական հատկությունների շնորհիվ գիտությունը հնարավորություն ունի ուսումնասիրելու տարբեր մարմինների կառուցվածքը։ Կարելի է նշել միայն մագնիսաքիմիան կամ մագնիսական թերությունների հայտնաբերումը (արատների հայտնաբերման մեթոդ արտադրանքի որոշակի հատվածներում մագնիսական դաշտի աղավաղումն ուսումնասիրելու միջոցով):
Դրանք նաև օգտագործվում են միկրոալիքային սարքավորումների, ռադիոկապի համակարգերի (ռազմական և առևտրային գծեր) արտադրության մեջ, ջերմային մշակման մեջ՝ ինչպես տանը, այնպես էլ սննդի արդյունաբերության մեջ (միկրոալիքային վառարանները բոլորին լավ հայտնի են)։ Գրեթե անհնար է թվարկել բոլոր ամենաբարդ տեխնիկական սարքերն ու կիրառությունները, որոնցում այսօր օգտագործվում են նյութերի մագնիսական հատկությունները մեկ հոդվածի շրջանակներում։
Բժշկական ոլորտ
Ախտորոշման և բժշկական թերապիայի ոլորտը բացառություն չէր։ Ռենտգենյան ճառագայթներ առաջացնող էլեկտրոնային գծային արագացուցիչների շնորհիվ իրականացվում է ուռուցքային թերապիա, ցիկլոտրոններում կամ սինքրոտրոններում առաջանում են պրոտոնային ճառագայթներ, որոնք ռենտգենյան ճառագայթների նկատմամբ առավելություններ ունեն տեղային ուղղության և արդյունավետության բարձրացում աչքի և գլխուղեղի ուռուցքների բուժման մեջ։
Ինչ վերաբերում է կենսաբանականգիտությունը, նույնիսկ մինչև անցյալ դարի կեսերը, մարմնի կենսական գործառույթները ոչ մի կերպ կապված չէին մագնիսական դաշտերի գոյության հետ: Գիտական գրականությունը երբեմն համալրվում էր առանձին հաղորդագրություններով դրանց այս կամ այն բժշկական ազդեցության մասին: Սակայն վաթսունականներից ի վեր, մագնիսի կենսաբանական հատկությունների մասին հրապարակումները ձնահյուս էին։
Այն ժամանակ և հիմա
Սակայն մարդկանց դրանով բուժելու փորձեր արվեցին ալքիմիկոսների կողմից դեռևս 16-րդ դարում: Ատամի ցավը, նյարդային խանգարումները, անքնությունը և ներքին օրգանների հետ կապված բազմաթիվ խնդիրներ բուժելու բազմաթիվ հաջող փորձեր են եղել։ Թվում է, որ մագնիսն իր կիրառությունը գտել է բժշկության մեջ ոչ ուշ, քան նավագնացության մեջ։
Վերջին կես դարում լայնորեն կիրառվում են մագնիսական ապարանջանները, որոնք տարածված են արյան ճնշում ունեցող հիվանդների շրջանում: Գիտնականները լրջորեն հավատում էին մարդու մարմնի դիմադրողականությունը բարձրացնելու մագնիսի ունակությանը։ Էլեկտրամագնիսական սարքերի օգնությամբ նրանք սովորեցին չափել արյան հոսքի արագությունը, նմուշներ վերցնել կամ պարկուճներից անհրաժեշտ դեղամիջոցներ ներարկել։
Մագնիսը հեռացնում է մետաղի մանր մասնիկները, որոնք ընկել են աչքի մեջ։ Էլեկտրական սենսորների աշխատանքը հիմնված է դրա գործողության վրա (մեզնից յուրաքանչյուրը ծանոթ է էլեկտրասրտագրություն վերցնելու կարգին): Մեր ժամանակներում կենսաբանների հետ ֆիզիկոսների համագործակցությունը մարդու մարմնի վրա մագնիսական դաշտի ազդեցության հիմքում ընկած մեխանիզմներն ուսումնասիրելու համար գնալով ավելի սերտ ու անհրաժեշտ է դառնում։
Նեոդիմում մագնիս. հատկություններ և կիրառություններ
Նեոդիմի մագնիսները համարվում են առավելագույն ազդեցություն մարդու առողջության վրա: Դրանք բաղկացած եննեոդիմ, երկաթ և բոր: Նրանց քիմիական բանաձևը NdFeB է: Նման մագնիսի հիմնական առավելությունը համեմատաբար փոքր չափերով նրա դաշտի ուժեղ ազդեցությունն է։ Այսպիսով, 200 գաուս ուժ ունեցող մագնիսի քաշը մոտ 1 գ է։ Համեմատության համար նշենք, որ հավասար ուժգնությամբ երկաթյա մագնիսի քաշը մոտ 10 անգամ ավելի մեծ է։
Նշված մագնիսների մեկ այլ անկասկած առավելություն է լավ կայունությունը և ցանկալի որակները հարյուրավոր տարիներ պահպանելու ունակությունը։ Մեկ դարի ընթացքում մագնիսը կորցնում է իր հատկությունները ընդամենը 1%-ով։
Ինչպե՞ս են վերաբերվում նեոդիմումային մագնիսներին:
Այն բարելավում է արյան շրջանառությունը, կայունացնում է արյան ճնշումը, պայքարում է միգրենի դեմ։
Նեոդիմի մագնիսների հատկությունները սկսեցին օգտագործվել բուժման համար մոտ 2000 տարի առաջ: Այս տեսակի թերապիայի մասին հիշատակումներ կան հին Չինաստանի ձեռագրերում: Այնուհետև բուժումը մագնիսացված քարերի կիրառումն էր մարդու մարմնին։
Թերապիա եղել է նաև դրանք մարմնին ամրացնելու ձևով։ Լեգենդը պնդում է, որ Կլեոպատրան իր գերազանց առողջության և ոչ երկրային գեղեցկության համար պարտական է գլխին մագնիսական վիրակապ մշտական կրելուն։ 10-րդ դարում պարսիկ գիտնականները մանրամասն նկարագրել են նեոդիմային մագնիսների հատկությունների բարերար ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա՝ բորբոքումների և մկանային սպազմի վերացման դեպքում։ Համաձայն այն ժամանակվա պահպանված ապացույցների, կարելի է դատել դրանց կիրառման մասին՝ բարձրացնելու մկանային ուժը, ոսկորների ամրությունը և հոդացավը նվազեցնելու համար:
Բոլոր հիվանդություններից…
Նման ազդեցության արդյունավետության վկայությունը հրապարակվել է 1530 թվականինտարի հայտնի շվեյցարացի բժիշկ Պարասելսուսի կողմից։ Իր գրվածքներում բժիշկը նկարագրել է մագնիսի կախարդական հատկությունները, որոնք կարող են խթանել մարմնի ուժերը և առաջացնել ինքնաբուժում։ Այն ժամանակներում վիթխարի հիվանդություններ սկսեցին հաղթահարել մագնիսի միջոցով։
Այս միջոցի օգնությամբ ինքնաբուժումը մեծ տարածում գտավ ԱՄՆ-ում հետպատերազմյան տարիներին (1861-1865թթ.), երբ դեղամիջոցները կտրականապես պակասում էին։ Օգտագործել է այն և՛ որպես դեղամիջոց, և՛ որպես ցավազրկող։
20-րդ դարից սկսած՝ մագնիսի բուժիչ հատկությունները ստացել են գիտական հիմնավորում։ 1976 թվականին ճապոնացի բժիշկ Նիկագավան ներկայացրեց մագնիսական դաշտի անբավարարության համախտանիշի գաղափարը։ Հետազոտությունները պարզել են դրա ճշգրիտ ախտանիշները։ Դրանք բաղկացած են թուլությունից, հոգնածությունից, կատարողականի անկումից և քնի խանգարումներից: Կան նաև միգրեններ, հոդերի և ողնաշարի ցավեր, մարսողական և սրտանոթային համակարգերի հետ կապված խնդիրներ՝ հիպոթենզիայի կամ հիպերտոնիայի տեսքով։ Դա վերաբերում է սինդրոմին և գինեկոլոգիայի ոլորտին, մաշկային փոփոխություններին։ Մագնիսաթերապիայի կիրառմամբ այս պայմանները կարող են բավականին հաջողությամբ կարգավորվել:
Գիտությունը կանգ չի առնում
Գիտնականները շարունակում են փորձարկել մագնիսական դաշտերը. Փորձերը կատարվում են ինչպես կենդանիների, այնպես էլ թռչունների, բակտերիաների վրա։ Թուլացած մագնիսական դաշտի պայմանները նվազեցնում են նյութափոխանակության գործընթացների հաջողությունը փորձարարական թռչունների և մկների մոտ, բակտերիաները կտրուկ դադարում են բազմանալ։ Դաշտի երկարատև դեֆիցիտի դեպքում կենդանի հյուսվածքները ենթարկվում են անդառնալի փոփոխությունների:
Դա բոլոր նման երեւույթների դեմ պայքարելու համար է, որոնք առաջանում ենՄագնիսաթերապիան որպես այդպիսին կիրառվում է նրանց կողմից՝ բազմաթիվ բացասական հետևանքներով։ Թվում է, թե ներկայումս մագնիսների բոլոր օգտակար հատկությունները դեռ պատշաճ կերպով ուսումնասիրված չեն։ Բժիշկներին սպասվում են բազմաթիվ հետաքրքիր բացահայտումներ և նոր զարգացումներ։
