ყველა დიდი ხანია მიჩვეულია ისეთ საგანს, როგორიცაა მაგნიტი. ჩვენ ამაში განსაკუთრებულს ვერაფერს ვხედავთ. ჩვენ მას ჩვეულებრივ ვუკავშირებთ ფიზიკის გაკვეთილებს ან დემონსტრირებას სკოლამდელი ასაკის ბავშვებისთვის მაგნიტის თვისებების ხრიკების სახით. და იშვიათად თუ ფიქრობს ვინმე იმაზე, თუ რამდენი მაგნიტი გვახვევს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ათეულობით ასეთია ნებისმიერ ბინაში. მაგნიტი არის თითოეული დინამიკის მოწყობილობაში, მაგნიტოფონი, ელექტრო საპარსი, საათი. ფრჩხილების ქილაც კი ერთია.
და კიდევ რა?
ჩვენ - ხალხი - არ ვართ გამონაკლისი. სხეულში მომდინარე ბიოდინების წყალობით, ჩვენს ირგვლივ არის მისი ძალის ხაზების უხილავი ნიმუში. დედამიწა უზარმაზარი მაგნიტია. და კიდევ უფრო გრანდიოზული - მზის პლაზმური ბურთი. გალაქტიკებისა და ნისლეულების ზომები, რომლებიც ადამიანის გონებისთვის გაუგებარია, იშვიათად იძლევა იმის აზრს, რომ ეს ყველაფერი ასევე მაგნიტებია.
თანამედროვე მეცნიერება მოითხოვს ახალი დიდი და ზეძლიერი მაგნიტების შექმნას, რომელთა გამოყენების სფეროები დაკავშირებულია თერმობირთვული შერწყმით, ელექტრო ენერგიის გამომუშავებასთან, სინქროტრონებში დამუხტული ნაწილაკების აჩქარებასთან, ჩაძირული გემების აწევასთან. შექმენით სუპერ ძლიერი ველი მაგნიტური თვისებების გამოყენებითმაგნიტი თანამედროვე ფიზიკის ერთ-ერთი პრობლემაა.
ცნებების გარკვევა
მაგნიტური ველი არის ძალა, რომელიც მოქმედებს მუხტის მქონე სხეულებზე, რომლებიც მოძრაობენ. ის „არ მუშაობს“სტაციონარულ ობიექტებთან (ან მუხტის გარეშე) და ემსახურება როგორც ელექტრომაგნიტური ველის ფორმას, რომელიც არსებობს, როგორც უფრო ზოგადი კონცეფცია.
თუ სხეულებს შეუძლიათ შექმნან მაგნიტური ველი თავის გარშემო და თავად განიცადონ მისი გავლენის ძალა, მათ მაგნიტები ეწოდება. ანუ ეს ობიექტები მაგნიტიზებულია (აქვს შესაბამისი მომენტი).
სხვადასხვა მასალა განსხვავებულად რეაგირებს გარე ველზე. მათ, ვინც ასუსტებს მის მოქმედებას საკუთარ თავში, ეწოდება პარამაგნიტები, ხოლო მათ, ვინც აძლიერებს მას, ეწოდება დიამაგნიტები. ცალკეულ მასალებს აქვთ გარე მაგნიტური ველის ათასჯერ გაძლიერების თვისება. ეს არის ფერომაგნიტები (კობალტი, ნიკელი რკინით, გადოლინიუმი, ასევე აღნიშნული ლითონების ნაერთები და შენადნობები). მათ, ვინც ძლიერი გარეგანი ველის გავლენის ქვეშ მოექცა, თვითონ იძენს მაგნიტურ თვისებებს, ეწოდება ხისტი მაგნიტური. სხვები, რომლებსაც შეუძლიათ მაგნიტებივით მოქცევა მხოლოდ ველის პირდაპირი გავლენის ქვეშ და წყვეტენ ასე გაქრობის შემდეგ, რბილი მაგნიტურია.
ცოტა ისტორია
ადამიანები სწავლობდნენ მუდმივი მაგნიტების თვისებებს ძალიან, ძალიან ძველი დროიდან. ისინი მოხსენიებულია ძველი საბერძნეთის მეცნიერთა თხზულებებში ჯერ კიდევ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 600 წლით. ბუნებრივი (ბუნებრივი წარმოშობის) მაგნიტები გვხვდება მაგნიტური მადნის საბადოებში. ყველაზე ცნობილი დიდი ბუნებრივი მაგნიტები ინახება ტარტუშიუნივერსიტეტი. ის 13 კილოგრამს იწონის, მისი დახმარებით ასაწევი ტვირთი კი 40 კგ.
კაცობრიობამ ისწავლა ხელოვნური მაგნიტების შექმნა სხვადასხვა ფერომაგნიტების გამოყენებით. ფხვნილის ღირებულება (კობალტის, რკინის და ა.შ.) მდგომარეობს მის წონაზე 5000-ჯერ წონიანი ტვირთის უნარში. ხელოვნური ნიმუშები შეიძლება იყოს მუდმივი (მიღებული მყარი მაგნიტური მასალებისგან) ან ელექტრომაგნიტები, რომლებსაც აქვთ ბირთვი, რომლის მასალაც არის რბილი მაგნიტური რკინა. მათში ძაბვის ველი წარმოიქმნება ელექტრული დენის გავლის გამო გრაგნილის სადენებში, რომელიც გარშემორტყმულია ბირთვით.
პირველი სერიოზული წიგნი, რომელიც შეიცავს მაგნიტის თვისებების მეცნიერულად შესწავლის მცდელობებს, იყო ლონდონელი ექიმის გილბერტის ნაშრომი, რომელიც გამოიცა 1600 წელს. ეს ნაშრომი შეიცავს იმ დროისთვის არსებულ მთლიან ინფორმაციას მაგნეტიზმისა და ელექტროენერგიის შესახებ, ასევე ავტორის ექსპერიმენტებს.
ადამიანი ცდილობს ნებისმიერი არსებული ფენომენი მოარგოს პრაქტიკულ ცხოვრებას. რა თქმა უნდა, მაგნიტი არ იყო გამონაკლისი.
როგორ გამოიყენება მაგნიტები
მაგნიტის რა თვისებები მიიღო კაცობრიობამ? მისი მასშტაბები იმდენად ფართოა, რომ მხოლოდ მოკლედ შეგვიძლია შევეხოთ ამ შესანიშნავი ნივთის მთავარ, ყველაზე ცნობილ მოწყობილობებსა და აპლიკაციებს.
კომპასი არის კარგად ცნობილი მოწყობილობა ადგილზე მიმართულებების დასადგენად. მისი წყალობით, ისინი გზას უხსნიან თვითმფრინავებს და გემებს, სახმელეთო ტრანსპორტის და ფეხით მოსიარულეთა მოძრაობის სამიზნეებს. ესენიმოწყობილობები შეიძლება იყოს მაგნიტური (მაჩვენებლის ტიპი), რომელსაც იყენებენ ტურისტები და ტოპოგრაფები, ან არამაგნიტური (რადიო და ჰიდრო კომპასები).
პირველი კომპასები ბუნებრივი მაგნიტებისაგან გაკეთდა მე-11 საუკუნეში და გამოიყენებოდა ნავიგაციაში. მათი მოქმედება ეფუძნება ღერძზე დაბალანსებული მაგნიტური მასალისგან დამზადებული გრძელი ნემსის თავისუფალ ბრუნვას ჰორიზონტალურ სიბრტყეში. მისი ერთი ბოლო ყოველთვის სამხრეთისაა, მეორე - ჩრდილოეთისკენ. ამრიგად, თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ ზუსტად გაიგოთ ძირითადი მიმართულებები კარდინალურ წერტილებთან დაკავშირებით.
მთავარი სფეროები
სფეროები, სადაც მაგნიტის თვისებებმა იპოვეს მათი ძირითადი გამოყენება - რადიო და ელექტროინჟინერია, აპარატურა, ავტომატიზაცია და ტელემექანიკა. ფერომაგნიტური მასალებისგან მიიღება რელეები, მაგნიტური სქემები და ა.შ.. 1820 წელს აღმოაჩინეს დენის გამტარის თვისება, მოქმედებდეს მაგნიტის ნემსზე, აიძულებს მას შემობრუნებას. ამავდროულად, გაკეთდა კიდევ ერთი აღმოჩენა - პარალელური გამტარების წყვილი, რომლებშიც ერთი და იგივე მიმართულების დენი გადის, აქვთ ურთიერთმიზიდულობის თვისება..
ამის გამო გაკეთდა ვარაუდი მაგნიტის თვისებების მიზეზზე. ყველა ასეთი ფენომენი წარმოიქმნება დენებთან დაკავშირებით, მათ შორის მაგნიტური მასალების შიგნით ცირკულირებს. მეცნიერების თანამედროვე იდეები სრულად შეესაბამება ამ ვარაუდს.
ძრავების და გენერატორების შესახებ
მის საფუძველზე შეიქმნა ელექტროძრავების და ელექტრო გენერატორების მრავალი სახეობა, ანუ ბრუნვის ტიპის მანქანები, რომელთა მუშაობის პრინციპი ემყარება მექანიკური ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადაქცევას (მეტყველებასაუბარია გენერატორებზე) ან ელექტრო მექანიკურზე (ძრავებზე). ნებისმიერი გენერატორი მუშაობს ელექტრომაგნიტური ინდუქციის პრინციპით, ანუ EMF (ელექტრომოძრავი ძალა) ჩნდება მავთულში, რომელიც მოძრაობს მაგნიტურ ველში. ელექტროძრავა მუშაობს მავთულში ძალის წარმოქმნის ფენომენზე დაყრდნობით, რომელსაც დენი მოთავსებულია განივი ველში.
ველის ურთიერთქმედების სიძლიერის გამოყენებით დენთან, რომელიც გადის მათი მოძრავი ნაწილების გრაგნილის მოხვევებში, მოწყობილობები, რომელსაც ეწოდება მაგნიტოელექტრული სამუშაო. ინდუქციური ელექტროენერგიის მრიცხველი მოქმედებს როგორც ახალი ძლიერი AC ძრავა ორი გრაგნილით. გრაგნილებს შორის მდებარე გამტარ დისკი ექვემდებარება ბრუნვას შეყვანის სიმძლავრის პროპორციული ბრუნვით.
და ყოველდღიურ ცხოვრებაში?
მინიატურული ბატარეით მომუშავე ელექტრო მაჯის საათები ყველასთვის ნაცნობია. მათი მოწყობილობა, წყვილი მაგნიტების, ინდუქტორების და ტრანზისტორის გამოყენების წყალობით, ბევრად უფრო მარტივია ხელმისაწვდომი ნაწილების რაოდენობის თვალსაზრისით, ვიდრე მექანიკური საათები..
სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ელექტრომაგნიტური ტიპის საკეტები ან მაგნიტური ელემენტებით აღჭურვილი ცილინდრიანი საკეტები. მათში გასაღებიც და საკეტიც აღჭურვილია კომბინირებული კომპლექტით. როდესაც სწორი გასაღები კარგად შედის საკეტში, მაგნიტური საკეტის შიდა ელემენტები იზიდავს სასურველ პოზიციას, რაც მის გახსნის საშუალებას იძლევა.
დინამომეტრებისა და გალვანომეტრის მოწყობილობა (უაღრესად მგრძნობიარე მოწყობილობა, რომლითაც ხდება სუსტი დენების გაზომვა) დაფუძნებულია მაგნიტების მოქმედებაზე. მაგნიტის თვისებებმა იპოვეს გამოყენება აბრაზიული მასალების წარმოებაში. Ისეუწოდებენ მკვეთრ წვრილ და ძალიან მძიმე ნაწილაკებს, რომლებიც საჭიროა სხვადასხვა საგნებისა და მასალების მექანიკური დამუშავებისთვის (დაფქვა, გაპრიალება, გაუხეშება). მათი წარმოებისას ფეროსილიციუმი, რომელიც აუცილებელია ნარევის შემადგენლობაში, ნაწილობრივ წყდება ღუმელების ძირში და ნაწილობრივ შეჰყავთ აბრაზივის შემადგენლობაში. იქიდან ამოსაღებად საჭიროა მაგნიტები.
მეცნიერება და კომუნიკაციები
ნივთიერებების მაგნიტური თვისებების გამო მეცნიერებას აქვს უნარი შეისწავლოს სხვადასხვა სხეულების აგებულება. შეგვიძლია აღვნიშნოთ მხოლოდ მაგნიტოქიმია ან მაგნიტური ხარვეზის გამოვლენა (დეფექტების გამოვლენის მეთოდი პროდუქტების გარკვეულ უბნებში მაგნიტური ველის დამახინჯების შესწავლით).
ისინი ასევე გამოიყენება მიკროტალღური აღჭურვილობის, რადიოკავშირის სისტემების წარმოებაში (სამხედრო და კომერციული ხაზები), სითბოს დამუშავებაში, როგორც სახლში, ასევე კვების მრეწველობაში (მიკროტალღური ღუმელები ყველასთვის კარგად არის ცნობილი). თითქმის შეუძლებელია ჩამოვთვალოთ ყველა ყველაზე რთული ტექნიკური მოწყობილობა და პროგრამა, რომლებშიც დღეს გამოიყენება ნივთიერებების მაგნიტური თვისებები ერთი სტატიის ფარგლებში.
სამედიცინო სფერო
გამონაკლისი არც დიაგნოსტიკისა და სამედიცინო თერაპიის სფერო იყო. ელექტრონის ხაზოვანი ამაჩქარებლების წყალობით, რომლებიც წარმოქმნიან რენტგენის სხივებს, ტარდება სიმსივნის თერაპია, წარმოიქმნება პროტონული სხივები ციკლოტრონებში ან სინქროტრონებში, რომლებსაც აქვთ უპირატესობა რენტგენთან შედარებით ადგილობრივი მიმართულების თვალსაზრისით და გაზრდილი ეფექტურობა თვალისა და ტვინის სიმსივნეების მკურნალობაში.
რაც შეეხება ბიოლოგიურსმეცნიერებაში, ჯერ კიდევ გასული საუკუნის შუა ხანებამდე, სხეულის სასიცოცხლო ფუნქციები არანაირად არ იყო დაკავშირებული მაგნიტური ველების არსებობასთან. სამეცნიერო ლიტერატურა დროდადრო ივსებოდა ცალკეული შეტყობინებებით მათი ამა თუ იმ სამედიცინო ეფექტის შესახებ. მაგრამ სამოციანი წლებიდან პუბლიკაციები მაგნიტის ბიოლოგიური თვისებების შესახებ ზვავი იყო.
მაშინ და ახლა
თუმცა, ადამიანების მოპყრობის მცდელობები გაკეთდა ალქიმიკოსების მიერ ჯერ კიდევ მე-16 საუკუნეში. კბილის ტკივილის, ნერვული აშლილობის, უძილობისა და შინაგანი ორგანოების მრავალი პრობლემის განკურნების არაერთი წარმატებული მცდელობა ყოფილა. როგორც ჩანს, მაგნიტმა იპოვა თავისი გამოყენება მედიცინაში ნავიგაციის დროს.
გასული ნახევარი საუკუნის მანძილზე ფართოდ გამოიყენებოდა მაგნიტური სამაჯურები, რომლებიც პოპულარული იყო დაქვეითებული არტერიული წნევის მქონე პაციენტებში. მეცნიერებს სერიოზულად სჯეროდათ მაგნიტის უნარი გაზარდოს ადამიანის სხეულის წინააღმდეგობა. ელექტრომაგნიტური ხელსაწყოების დახმარებით ისწავლეს სისხლის ნაკადის სიჩქარის გაზომვა, ნიმუშების აღება ან კაფსულებიდან საჭირო მედიკამენტების შეყვანა.
მაგნიტი აშორებს თვალში ჩავარდნილ ლითონის პატარა ნაწილაკებს. ელექტრული სენსორების მოქმედება ეფუძნება მის მოქმედებას (ნებისმიერი ჩვენგანი იცნობს ელექტროკარდიოგრაფიის აღების პროცედურას). ჩვენს დროში ფიზიკოსების თანამშრომლობა ბიოლოგებთან ადამიანის სხეულზე მაგნიტური ველის გავლენის ძირითადი მექანიზმების შესასწავლად სულ უფრო მჭიდრო და აუცილებელი ხდება.
ნეოდიმის მაგნიტი: თვისებები და გამოყენება
ნეოდიმის მაგნიტები ითვლება ადამიანის ჯანმრთელობაზე მაქსიმალურ გავლენას. ისინი შედგებანეოდიმი, რკინა და ბორი. მათი ქიმიური ფორმულა არის NdFeB. ასეთი მაგნიტის მთავარი უპირატესობა არის მისი ველის ძლიერი ეფექტი შედარებით მცირე ზომით. ასე რომ, მაგნიტის წონა 200 გაუსის ძალით არის დაახლოებით 1 გ. შედარებისთვის, თანაბარი სიმტკიცის რკინის მაგნიტს აქვს წონა დაახლოებით 10-ჯერ მეტი.
აღნიშნული მაგნიტების კიდევ ერთი უდავო უპირატესობა არის კარგი სტაბილურობა და ასობით წლის განმავლობაში სასურველი თვისებების შენარჩუნების უნარი. ერთი საუკუნის განმავლობაში, მაგნიტი კარგავს თავის თვისებებს მხოლოდ 1%-ით.
როგორ მკურნალობენ ნეოდიმის მაგნიტებს?
აუმჯობესებს სისხლის მიმოქცევას, ასტაბილურებს არტერიულ წნევას, ებრძვის შაკიკს.
ნეოდიმის მაგნიტების თვისებების სამკურნალოდ გამოყენება დაიწყო დაახლოებით 2000 წლის წინ. ამ ტიპის თერაპიის შესახებ ხსენებები გვხვდება ძველი ჩინეთის ხელნაწერებში. მკურნალობა მაშინ იყო მაგნიტიზებული ქვების გამოყენება ადამიანის სხეულზე.
თერაპია არსებობდა მათი სხეულზე მიმაგრების სახითაც. ლეგენდა ირწმუნება, რომ კლეოპატრა თავის შესანიშნავ ჯანმრთელობას და არამიწიერ სილამაზეს ევალებოდა თავზე მაგნიტური სახვევის გამუდმებით ტარებას. მე-10 საუკუნეში სპარსელმა მეცნიერებმა დეტალურად აღწერეს ნეოდიმის მაგნიტების თვისებების სასარგებლო გავლენა ადამიანის სხეულზე ანთების და კუნთების სპაზმის აღმოფხვრის შემთხვევაში. იმ დროისთვის შემორჩენილი მტკიცებულებების მიხედვით, შეიძლება ვიმსჯელოთ მათი გამოყენება კუნთების სიძლიერის, ძვლების სიძლიერის და სახსრების ტკივილის შესამცირებლად.
ყველა ავადმყოფობისგან…
ასეთი ზემოქმედების ეფექტურობის მტკიცებულება გამოქვეყნდა 1530 წელსცნობილი შვეიცარიელი ექიმი პარაცელსუსის მიერ. თავის ნაწერებში ექიმმა აღწერა მაგნიტის მაგიური თვისებები, რომელსაც შეუძლია სხეულის ძალების სტიმულირება და თვითგანკურნების გამოწვევა. იმ დღეებში უამრავი დაავადების დაძლევა დაიწყო მაგნიტის გამოყენებით.
ამ საშუალების დახმარებით თვითმკურნალობა აშშ-ში ომისშემდგომ წლებში (1861-1865) ფართოდ გავრცელდა, როდესაც მედიკამენტები კატეგორიულად აკლდა. იყენებდნენ როგორც წამალს და როგორც ტკივილგამაყუჩებელს.
მე-20 საუკუნიდან მაგნიტის სამკურნალო თვისებებმა მეცნიერული დასაბუთება მიიღო. 1976 წელს იაპონელმა ექიმმა ნიკაგავამ შემოიღო მაგნიტური ველის დეფიციტის სინდრომის კონცეფცია. კვლევამ დაადგინა მისი ზუსტი სიმპტომები. ისინი მოიცავს სისუსტეს, დაღლილობას, შესრულების დაქვეითებას და ძილის დარღვევას. ასევე არის შაკიკი, სახსრებისა და ხერხემლის ტკივილი, საჭმლის მომნელებელი და გულ-სისხლძარღვთა სისტემის პრობლემები ჰიპოტენზიის ან ჰიპერტენზიის სახით. ეს ეხება სინდრომს და გინეკოლოგიის სფეროს, კანის ცვლილებებს. მაგნიტოთერაპიის გამოყენებით, ეს პირობები საკმაოდ წარმატებით შეიძლება ნორმალიზდეს.
მეცნიერება არ დგას
მეცნიერები აგრძელებენ ექსპერიმენტებს მაგნიტურ ველებზე. ექსპერიმენტები ტარდება როგორც ცხოველებზე, ასევე ფრინველებზე, ასევე ბაქტერიებზე. დასუსტებული მაგნიტური ველის პირობები ამცირებს მეტაბოლური პროცესების წარმატებას ექსპერიმენტულ ფრინველებსა და თაგვებში, ბაქტერიები უეცრად წყვეტენ გამრავლებას. გახანგრძლივებული ველის დეფიციტით, ცოცხალი ქსოვილები განიცდიან შეუქცევად ცვლილებებს.
ეს არის ყველა მსგავს და გამოწვეულ მოვლენასთან ბრძოლამაგნიტოთერაპია, როგორც ასეთი, მათ მიერ გამოიყენება მრავალი უარყოფითი შედეგით. როგორც ჩანს, ამჟამად მაგნიტების ყველა სასარგებლო თვისება ჯერ კიდევ არ არის ადეკვატურად შესწავლილი. ექიმებს წინ ბევრი საინტერესო აღმოჩენა და ახალი განვითარება აქვთ.
