Մագնիսական դաշտը շատ հետաքրքիր երեւույթ է։ Ներկայումս նրա հատկությունները կիրառություն են գտել բազմաթիվ ոլորտներում: Գիտե՞ք, թե որն է մագնիսական դաշտի աղբյուրը։ Հոդվածը կարդալուց հետո դուք կիմանաք դրա մասին։ Բացի այդ, մենք կխոսենք մագնիսականության հետ կապված որոշ փաստերի մասին։ Սկսենք պատմությունից։
Մի քիչ պատմություն
Մագնիսիզմը և էլեկտրականությունը ոչ մի կերպ երկու տարբեր երևույթներ չեն, ինչպես երկար ժամանակ սխալմամբ ենթադրվում էր: Նրանց հարաբերությունները պարզ դարձան միայն 1820 թվականին, երբ դանիացի գիտնական Հանս Քրիստիան Օերսթեդը (1777-1851) ցույց տվեց, որ մետաղալարի միջով հոսող էլեկտրական հոսանքը շեղում է կողմնացույցի ասեղը։ Հոսանքը միշտ ստեղծում է մագնիսական դաշտ: Կարևոր չէ, թե որտեղ է այն հոսում` ամպի և երկրի միջև` կայծակի տեսքով, թե մեր մարմնի մկանում:
Նույնիսկ հին ժամանակներում մարդիկ փորձում էին պարզել, թե որն է մագնիսական դաշտի աղբյուրը։ Ընդ որում, կատարված բացահայտումները գործնականում կիրառվել են։ Մագնիսականությունը դիտարկվել և օգտագործվել է (հատկապես նավագնացության նպատակներով) դրա պարզաբանումից հազարավոր տարիներ առաջ։էլեկտրականության բնույթը, և այն գործնական կիրառություն է գտել։ Միայն այն ժամանակ, երբ հայտնի դարձավ, որ նյութը կազմված է ատոմներից, վերջնականապես հաստատվեց, որ մագնիսականությունն ու էլեկտրականությունը փոխկապակցված են: Այնտեղ, որտեղ նկատվում է մագնիսականություն, միշտ պետք է լինի ինչ-որ էլեկտրական հոսանք: Այնուամենայնիվ, այս բացահայտումը միայն նոր հետազոտության սկիզբն էր։
Ի՞նչն է որոշում նյութերի մագնիսական հատկությունների դրսևորումը որևէ արտաքին հոսանքի աղբյուրի բացակայության դեպքում: Էլեկտրոնների շարժում, որոնք ստեղծում են էլեկտրական հոսանքներ ատոմների ներսում: Հենց մագնիսականության այս տեսակն է, որ մենք կքննարկենք այստեղ: Մենք համառոտ նկարագրել ենք պտտվող մագնիսական դաշտի աղբյուրը (փոփոխական հոսանք):
Մագնետիտ և այլ նյութեր
Երկաթ և երկաթ պարունակող նյութեր գրավելու ունակությունը բնության մեջ նկատվում է մեկ հետաքրքիր հանքանյութում։ Խոսքը երկաթի քիմիական միացություններից մեկի՝ մագնետիտի մասին է։ Հավանաբար դրա մի տեսակ օգտագործվել է չինացիների հայտնագործած առաջին կողմնացույցներում։ Մագնիսական դաշտի աղբյուրը միայն այս հանքանյութը չէ։ Որոշ նյութերի համար նաև համեմատաբար հեշտ է դիտավորյալ հաղորդել ցանկալի հատկությունները: Դրանցից ամենահայտնին են երկաթն ու պողպատը։ Երկու նյութերն էլ հեշտությամբ դառնում են մագնիսական դաշտի աղբյուր։
Մշտական մագնիսներ
Նյութերը, որոնք գրավում են երկաթը, կազմում են հատուկ դաս։ Նրանք կոչվում են մշտական մագնիսներ: Չնայած անվանմանը, նրանք կարողանում են պահպանել անհրաժեշտ հատկությունները միայն սահմանափակ ժամանակով: մշտական մագնիս ձևավորվածբարը ցույց է տալիս երկրային մագնիսականության ուժը: Եթե այն կարող է ազատ շարժվել, ապա մի ծայրը միշտ պտտվում է Երկրի հյուսիսային բևեռի ուղղությամբ, իսկ մյուսը՝ հարավի ուղղությամբ։ Մագնիսի երկու ծայրերը կոչվում են համապատասխանաբար հյուսիսային և հարավային բևեռներ։
Մագնիսները կարող են ունենալ գրեթե ցանկացած ձև՝ ձող, պայտ, օղակ կամ ավելի բարդ: Օգտագործվում են էլեկտրական չափիչ գործիքներում։ Մագնիսների բևեռները նշանակված են հետևյալ կերպ՝ N (հյուսիսային) և S (հարավ): Եկեք խոսենք այն մասին, թե ինչպես են նրանք փոխազդում:
գրավում և վանում
Հակառակ մագնիսական բևեռները ձգվում են. Մենք դա գիտենք դեռ դպրոցական տարիներից: Ներգրավելով ինչ-որ այլ նյութ՝ մագնիսը նախ այն վերածում է թույլ մագնիսի։ Նույն անունով բևեռները վանում են միմյանց (չնայած դա այնքան էլ ակնհայտ չէ, որքան գրավչությունը): Մագնիսի ազդեցության տակ երկաթն ու պողպատն իրենք են դառնում մագնիսներ՝ ձեռք բերելով հակառակ բևեռականություն։ Դրա համար էլ նրան ձգում են։ Բայց եթե հավասար «լիցքերով» երկու միանման մագնիսներ տեղադրվեն իրար մոտ՝ նույն բևեռներով, ի՞նչ կլինի։ Դիտարկվող վանող ուժը հավասար կլինի գրավիչ ուժին, որը գործում է երկու հակադիր բևեռների միջև, որոնք գտնվում են միմյանցից նույն հեռավորության վրա:
Մագնիսականության ազդեցության տակ ոչ միայն երկաթ պարունակող նյութերն են: Սակայն մագնիսական երևույթները ամենահեշտ նկատվում են մաքուր մետաղներում։ Դրանք են, օրինակ, երկաթը, նիկելը, կոբալտը։
Դոմեններ
Մետաղներ, որոնք կարող ենդառնալ մագնիսական դաշտի աղբյուր, բաղկացած է նյութի ներսում պատահականորեն տեղակայված փոքր մագնիսներից: Նրանք հավասարապես կողմնորոշված են միայն փոքր տարածքներում, որոնք կոչվում են տիրույթներ, որոնք կարելի է տեսնել էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով։ Ոչ մագնիսացված նյութում, քանի որ տիրույթներն իրենք նույնպես կողմնորոշված են այնտեղ տարբեր ուղղություններով, մագնիսական դաշտը զրո է: Հետեւաբար, այս դեպքում մագնիսական հատկություններ չեն նկատվում։ Այսպիսով, նյութը ձեռք է բերում անհրաժեշտ հատկություններ միայն որոշակի պայմաններում։
Մագնիսացման գործընթացն այն է, որ բոլոր տիրույթները ստիպված են շարվել նույն ուղղությամբ: Երբ ճիշտ պտտվում են, նրանց գործողությունները կուտակվում են: Նյութն ամբողջությամբ դառնում է մագնիսական դաշտի աղբյուր։ Եթե բոլոր տիրույթները շարվում են ճիշտ նույն ուղղությամբ, նյութը հասնում է իր մագնիսական սահմանին: Պետք է նշել մեկ կարևոր օրինաչափություն. Նյութի մագնիսացումը, ի վերջո, կախված է տիրույթների մագնիսացումից։ Եվ դա, իր հերթին, որոշվում է նրանով, թե ինչպես են առանձին ատոմները տեղակայված տիրույթների ներսում։
Երկրի մագնիսական դաշտ
Երկրի մագնիսական դաշտը վաղուց ճշգրիտ չափվել և նկարագրվել է, բայց մինչ այժմ այն ամբողջությամբ բացատրված չէ: Շատ պարզեցված ձևով այն կարելի է ներկայացնել այնպես, կարծես մի պարզ հարթ մագնիս գտնվում է Հյուսիսային և Հարավային աշխարհագրական բևեռների միջև: Սա այն է, ինչ առաջացնում է նկատվող որոշ ազդեցություններ: Բայց դա չի բացատրում ո՛չ ինտենսիվության խիստ անսովոր փոփոխությունները, ո՛չ էլ նույնիսկ երկրի վերևում գտնվող մագնիսական դաշտի գծերի ուղղությունը:մակերեսին, ոչ էլ ինչու միլիոնավոր տարիներ առաջ մագնիսական բևեռների գտնվելու վայրը հակառակ էր ներկային, ոչ էլ ինչու նրանք, թեկուզ դանդաղ, բայց անընդհատ շարժվում են: Այսպիսով, ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է։
Երկրի մագնիսական դաշտի մոդել
Եկեք ավելի մանրամասն նկարագրենք դրա պարզեցված տարբերակը։ Պատկերացրեք երկար հարթ մագնիս Երկրի կենտրոնում, որը կլինի մագնիսական դաշտի աղբյուրը: Էլ ի՞նչ պետք է հաշվի առնել: Երկրագնդի մակերևույթի մագնիսական նյութերը պետք է դասավորվեն այնպես, որ նրանց հյուսիսային բևեռը շրջվի այն ուղղությամբ, որը մենք անվանում ենք հյուսիս (իրականում երևակայական մագնիսի հարավային բևեռը), իսկ մյուս բևեռը ուղղված լինի դեպի հարավ (մագնիսի հյուսիսային բևեռը):
Բարդ ֆիզիկական գործընթացների ըմբռնումը որոշ դժվարություններ է առաջացնում: Ե՛վ երկրային մագնիսականությունը, և՛ երկաթի փոքր կտորների մագնիսականությունը ավելի հեշտ է բացատրել՝ ենթադրելով, որ ուժի մագնիսական գծերը (հաճախ կոչվում են մագնիսական հոսքի գծեր) բխում են մագնիսի հյուսիսային ծայրից և մտնում հարավային ծայր: Սա շատ կամայական ներկայացում է, որն օգտագործվում է միայն հարմարության համար, նման է քարտեզի վրա գծված լայնության և երկայնության գծերի օգտագործմանը: Այնուամենայնիվ, այն օգնում է մեզ հասկանալ, թե որն է Երկրի մագնիսական դաշտի աղբյուրը։
Պարզ հարթ մագնիսի ուժի գծերը, որոնք անցնում են մի բևեռից մյուսը և ծածկում ամբողջ մագնիսը, կազմում են գլանաձև մի բան: Միևնույն ուղղությամբ ուժի գծերը կարծես վանում են միմյանց: Նրանք միշտ սկսվում են մի տեսակի բևեռից և ավարտվում մեկ այլ տեսակի բևեռով և երբեք չեն հատվում:
Bեզրակացություն
Այսպես, բացել ենք «Մագնիսական դաշտի աղբյուրը» թեման։ Ինչպես տեսնում եք, այն բավականին ընդարձակ է։ Մենք դիտարկել ենք միայն այս թեմային առնչվող հիմնական հասկացությունները։
