Օբյեկտների մագնիսական փոխազդեցությունը Տիեզերքում ամեն ինչ կառավարող հիմնարար գործընթացներից մեկն է: Նրա տեսանելի դրսեւորումները մագնիսական երեւույթներ են։ Դրանցից են հյուսիսափայլերը, մագնիսների գրավչությունը, մագնիսական փոթորիկները և այլն։Ինչպե՞ս են դրանք առաջանում։ Ի՞նչ են դրանք:
Մագնիսիզմ
Մագնիսական երևույթները և հատկությունները միասին կոչվում են մագնիսականություն: Նրանց գոյության մասին հայտնի է եղել շատ վաղուց։ Ենթադրվում է, որ դեռ չորս հազար տարի առաջ չինացիներն օգտագործել են այս գիտելիքները կողմնացույց ստեղծելու և ծովային ճանապարհորդությունների նավարկելու համար։ Փորձեր անցկացնելը և ֆիզիկական մագնիսական երևույթը լրջորեն ուսումնասիրելը սկսվել է միայն 19-րդ դարում։ Հանս Օերսթեդը համարվում է այս բնագավառի առաջին հետազոտողներից մեկը։
Մագնիսական երևույթները կարող են տեղի ունենալ ինչպես տիեզերքում, այնպես էլ Երկրի վրա և ի հայտ գալ միայն մագնիսական դաշտերում: Նման դաշտերը առաջանում են էլեկտրական լիցքերից։ Երբ լիցքերը անշարժ են, դրանց շուրջ էլեկտրական դաշտ է առաջանում։ Երբ նրանք շարժվում են՝ մագնիսական դաշտ։
Այսինքն՝ մագնիսական դաշտի երևույթը տեղի է ունենում նրա գալուստովէլեկտրական հոսանք կամ փոփոխական էլեկտրական դաշտ: Սա տարածության տարածք է, որի ներսում գործում է ուժ, որը ազդում է մագնիսների և մագնիսական հաղորդիչների վրա: Այն ունի իր ուղղությունը և նվազում է, երբ հեռանում է իր աղբյուրից՝ հաղորդիչից:
Մագնիսներ
Մարմինը, որի շուրջ առաջանում է մագնիսական դաշտ, կոչվում է մագնիս: Դրանցից ամենափոքրը էլեկտրոնն է։ Մագնիսների ձգողականությունը ամենահայտնի ֆիզիկական մագնիսական երևույթն է. եթե երկու մագնիս միացնեք միմյանց, դրանք կա՛մ կգրավեն, կա՛մ կվանեն: Ամեն ինչ կապված է միմյանց նկատմամբ իրենց դիրքորոշման հետ: Յուրաքանչյուր մագնիս ունի երկու բևեռ՝ հյուսիս և հարավ:
Նույն անունով բևեռները վանում են միմյանց, մինչդեռ հակառակ բևեռները, ընդհակառակը, ձգում են։ Եթե այն երկու մասի կտրեք, հյուսիսային և հարավային բևեռները չեն բաժանվի։ Արդյունքում մենք կստանանք երկու մագնիս, որոնցից յուրաքանչյուրը կունենա նաև երկու բևեռ։
Կան մի շարք նյութեր, որոնք մագնիսական են: Դրանք ներառում են երկաթ, կոբալտ, նիկել, պողպատ և այլն: Դրանց թվում կան հեղուկներ, համաձուլվածքներ, քիմիական միացություններ։ Եթե մագնիսները պահվեն մագնիսի մոտ, նրանք իրենք կդառնան մեկը:
Նյութերը, ինչպիսիք են մաքուր երկաթը, հեշտությամբ ձեռք են բերում այս հատկությունը, բայց նաև արագ հրաժեշտ են տալիս դրան: Մյուսների (օրինակ՝ պողպատի) մագնիսացման համար ավելի երկար է տևում, բայց ազդեցությունը պահպանում են երկար ժամանակ:
մագնիսացում
Վերևում մենք հաստատել ենք, որ մագնիսական դաշտ է առաջանում, երբ լիցքավորված մասնիկները շարժվում են: Բայց ի՞նչ շարժման մասին կարելի է խոսել, օրինակ, սառնարանից կախված երկաթի կտորի մեջ։ ԲոլորըՆյութերը կազմված են ատոմներից, որոնք պարունակում են շարժվող մասնիկներ։
Յուրաքանչյուր ատոմ ունի իր մագնիսական դաշտը: Բայց որոշ նյութերում այս դաշտերը պատահականորեն ուղղվում են տարբեր ուղղություններով։ Սրա պատճառով նրանց շուրջ մեկ մեծ դաշտ չի ստեղծվում։ Նման նյութերը ունակ չեն մագնիսացման։
Այլ նյութերում (երկաթ, կոբալտ, նիկել, պողպատ) ատոմներն ի վիճակի են շարվել այնպես, որ նրանք բոլորը նույն կերպ ուղղվեն: Արդյունքում նրանց շուրջ ընդհանուր մագնիսական դաշտ է ձևավորվում, և մարմինը մագնիսանում է։
Պարզվում է, որ մարմնի մագնիսացումը նրա ատոմների դաշտերի դասավորությունն է։ Այս կարգը խախտելու համար բավական է ուժեղ հարվածել, օրինակ՝ մուրճով։ Ատոմների դաշտերը կսկսեն քաոսային շարժվել և կորցնել իրենց մագնիսական հատկությունները։ Նույնը տեղի կունենա, եթե նյութը տաքացվի։
Մագնիսական ինդուկցիա
Մագնիսական երևույթները կապված են շարժվող լիցքերի հետ։ Այսպիսով, էլեկտրական հոսանք ունեցող հաղորդիչի շուրջ, անշուշտ, կառաջանա մագնիսական դաշտ: Բայց կարո՞ղ է հակառակը լինել: Անգլիացի ֆիզիկոս Մայքլ Ֆարադեյը մի անգամ տվեց այս հարցը և հայտնաբերեց մագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը:
Նա եզրակացրեց, որ հաստատուն դաշտը չի կարող էլեկտրական հոսանք առաջացնել, բայց փոփոխականը կարող է: Հոսանքն առաջանում է մագնիսական դաշտի փակ շղթայում և կոչվում է ինդուկցիա։ Այս դեպքում էլեկտրաշարժիչ ուժը կփոխվի շղթայում թափանցող դաշտի արագության փոփոխության համամասնությամբ:
Faraday-ի հայտնագործությունը իսկական առաջընթաց էր և զգալի օգուտներ բերեց էլեկտրաէներգիա արտադրողներին: Նրա շնորհիվ հնարավոր է դարձել մեխանիկական էներգիայից հոսանք ստանալ։ Կիրառվեց գիտնականի եզրակացության օրենքը ևօգտագործվում է էլեկտրաշարժիչների, տարբեր գեներատորների, տրանսֆորմատորների և այլն սարքավորման մեջ։
Երկրի մագնիսական դաշտ
Յուպիտերը, Նեպտունը, Սատուրնը և Ուրանը ունեն մագնիսական դաշտ: Մեր մոլորակը բացառություն չէ: Սովորական կյանքում մենք դա գրեթե չենք նկատում։ Այն շոշափելի չէ, չունի համ ու հոտ։ Բայց հենց նրա հետ են կապված բնության մագնիսական երեւույթները։ Օրինակ՝ բևեռափայլը, մագնիսական փոթորիկները կամ մագնիսական ընկալումը կենդանիների մոտ։
Ըստ էության, Երկիրը հսկայական, բայց ոչ շատ ուժեղ մագնիս է, որն ունի երկու բևեռ, որոնք չեն համընկնում աշխարհագրական բևեռների հետ։ Մագնիսական գծերը դուրս են գալիս մոլորակի հարավային բևեռից և մտնում հյուսիս: Սա նշանակում է, որ իրականում Երկրի հարավային բևեռը մագնիսի հյուսիսային բևեռն է (հետևաբար արևմուտքում հարավային բևեռը նշվում է կապույտով - S, իսկ կարմիրով նշանակում է հյուսիսային բևեռ - N)::
Մագնիսի դաշտը տարածվում է մոլորակի մակերևույթից հարյուրավոր կիլոմետրեր: Այն ծառայում է որպես անտեսանելի գմբեթ, որն արտացոլում է հզոր գալակտիկական և արևային ճառագայթումը: Երկրի թաղանթին ճառագայթման մասնիկների բախման ժամանակ առաջանում են բազմաթիվ մագնիսական երեւույթներ։ Դիտարկենք դրանցից ամենահայտնին։
Մագնիսական փոթորիկներ
Արևը մեծ ազդեցություն ունի մեր մոլորակի վրա: Այն մեզ ոչ միայն տալիս է ջերմություն և լույս, այլև հրահրում է այնպիսի տհաճ մագնիսական երևույթներ, ինչպիսիք են փոթորիկները։ Նրանց տեսքը կապված է արեգակնային ակտիվության աճի և այս աստղի ներսում տեղի ունեցող գործընթացների հետ:
Երկրի վրա մշտապես ազդում է Արեգակից իոնացված մասնիկների հոսքը: Նրանք շարժվում են հետարագությունը 300-1200 կմ/վ է և բնութագրվում է որպես արևային քամի։ Բայց ժամանակ առ ժամանակ աստղի վրա այդ մասնիկների հսկայական քանակի հանկարծակի արտանետումներ են տեղի ունենում: Նրանք գործում են որպես ցնցումներ երկրագնդի թաղանթում և առաջացնում են մագնիսական դաշտի տատանումներ։
Նման փոթորիկները սովորաբար տևում են մինչև երեք օր։ Այս պահին մեր մոլորակի որոշ բնակիչներ իրենց վատ են զգում։ Կեղևի թրթռումները մեր մեջ արտացոլվում են գլխացավերով, ճնշման ավելացումով և թուլությամբ։ Կյանքի ընթացքում մարդը միջինը 2000 փոթորիկ է ապրում։
Հյուսիսափայլ
Բնության մեջ կան նաև ավելի հաճելի մագնիսական երևույթներ՝ հյուսիսափայլեր կամ բևեռափայլեր։ Այն դրսևորվում է արագ փոփոխվող գույներով երկնքի փայլի տեսքով և առաջանում է հիմնականում բարձր լայնություններում (67-70 °): Արեգակի ուժեղ ակտիվության դեպքում պայծառությունն ավելի ցածր է նկատվում:
Բևեռներից մոտ 64 կիլոմետր բարձրության վրա լիցքավորված արևային մասնիկները հանդիպում են մագնիսական դաշտի հեռավոր ծայրերին: Այստեղ նրանցից ոմանք ուղղվում են դեպի Երկրի մագնիսական բևեռներ, որտեղ փոխազդում են մթնոլորտի գազերի հետ, ինչի պատճառով էլ հայտնվում է բևեռափայլը։
Պայծառի սպեկտրը կախված է օդի բաղադրությունից և դրա հազվադեպությունից: Կարմիր փայլը տեղի է ունենում 150-ից 400 կիլոմետր բարձրության վրա: Կապույտ և կանաչ երանգները կապված են թթվածնի և ազոտի բարձր պարունակության հետ։ Դրանք տեղի են ունենում 100 կիլոմետր բարձրության վրա։
Մագնիտորընկալում
Հիմնական գիտությունը, որն ուսումնասիրում է մագնիսական երևույթները, ֆիզիկան է։ Այնուամենայնիվ, դրանցից մի քանիսը կարող են կապված լինել նաև կենսաբանության հետ: Օրինակ՝ ապրելու մագնիսական զգայունությունըօրգանիզմներ - Երկրի մագնիսական դաշտը ճանաչելու ունակություն։
Շատ կենդանիներ, հատկապես չվող տեսակներ, ունեն այս յուրահատուկ շնորհը: Մագնիսական ընկալման ունակությունը հայտնաբերվել է չղջիկների, աղավնիների, կրիաների, կատուների, եղջերուների, որոշ բակտերիաների և այլնի մոտ: Այն օգնում է կենդանիներին նավարկելու տիեզերքում և գտնել իրենց տունը՝ հեռանալով այնտեղից տասնյակ կիլոմետրերով:
Եթե մարդ կողմնորոշվելու համար օգտագործում է կողմնացույց, ապա կենդանիներն օգտագործում են լիովին բնական գործիքներ։ Գիտնականները դեռ չեն կարողանում հստակ որոշել, թե ինչպես և ինչու է գործում մագնիսաընկալումը: Բայց հայտնի է, որ աղավնիները կարողանում են գտնել իրենց տունը, եթե նույնիսկ նրանց հարյուրավոր կիլոմետրեր հեռացնում են նրանից, մինչդեռ թռչունին փակում են ամբողջովին մութ արկղի մեջ։ Կրիաները գտնում են իրենց ծննդավայրը նույնիսկ տարիներ անց։
Իրենց «գերհզորությունների» շնորհիվ կենդանիները ակնկալում են հրաբխային ժայթքումներ, երկրաշարժեր, փոթորիկներ և այլ կատակլիզմներ։ Նրանք զգայուն են մագնիսական դաշտի տատանումների նկատմամբ, ինչը մեծացնում է ինքնապահպանման կարողությունը։
