ბოლო 50 წლის განმავლობაში მეცნიერების ყველა დარგმა სწრაფად მიიწია წინ. მაგრამ ბევრი ჟურნალის წაკითხვის შემდეგ მაგნეტიზმისა და გრავიტაციის ბუნების შესახებ, შეიძლება მივიდეთ დასკვნამდე, რომ ადამიანს უფრო მეტი კითხვა აქვს ვიდრე ადრე.
მაგნიტიზმისა და გრავიტაციის ბუნება
ყველასთვის გასაგები და გასაგებია, რომ გადმოყრილი საგნები სწრაფად ეცემა მიწაზე. რა იზიდავს მათ? ჩვენ შეგვიძლია უსაფრთხოდ ვივარაუდოთ, რომ მათ იზიდავს უცნობი ძალები. იმავე ძალებს ბუნებრივ გრავიტაციას უწოდებენ. ამის შემდეგ ყველას, ვისაც აინტერესებს, აწყდება უამრავი პოლემიკა, ვარაუდი, ვარაუდი და კითხვა. რა არის მაგნეტიზმის ბუნება? რა არის გრავიტაციული ტალღები? რა გავლენის შედეგად ყალიბდებიან ისინი? რა არის მათი არსი, ისევე როგორც სიხშირე? როგორ მოქმედებს ისინი გარემოზე და თითოეულ ადამიანზე ინდივიდუალურად? რამდენად რაციონალურად შეიძლება ამ ფენომენის გამოყენება ცივილიზაციის სასარგებლოდ?
მაგნიტიზმის კონცეფცია
მეცხრამეტე საუკუნის დასაწყისში ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა აღმოაჩინა ელექტრული დენის მაგნიტური ველი. მისცავივარაუდოთ, რომ მაგნეტიზმის ბუნება მჭიდრო კავშირშია ელექტრულ დენთან, რომელიც წარმოიქმნება თითოეული არსებული ატომის შიგნით. ჩნდება კითხვა, რა ფენომენებმა შეიძლება ახსნას ხმელეთის მაგნეტიზმის ბუნება?
დღემდე დადგენილია, რომ მაგნიტური ველები მაგნიტიზებულ ობიექტებში წარმოიქმნება ელექტრონების მიერ, რომლებიც განუწყვეტლივ ბრუნავენ თავიანთი ღერძის გარშემო და არსებული ატომის ბირთვის გარშემო.
დიდი ხანია დადგენილია, რომ ელექტრონების ქაოტური მოძრაობა არის ნამდვილი ელექტრული დენი და მისი გავლა იწვევს მაგნიტური ველის გაჩენას. ამ ნაწილის შეჯამებით, თამამად შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ელექტრონები ატომების შიგნით ქაოტური მოძრაობის გამო წარმოქმნიან შიდაატომურ დენებს, რაც თავის მხრივ ხელს უწყობს მაგნიტური ველის გაჩენას.
მაგრამ რა არის იმის მიზეზი, რომ სხვადასხვა საკითხებში მაგნიტურ ველს აქვს მნიშვნელოვანი განსხვავებები როგორც საკუთარ მნიშვნელობაში, ასევე სხვადასხვა მაგნიტიზაციის ძალებში? ეს გამოწვეულია იმით, რომ ატომებში დამოუკიდებელი ელექტრონების მოძრაობის ღერძი და ორბიტები შეიძლება იყოს სხვადასხვა პოზიციებზე ერთმანეთთან შედარებით. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ მოძრავი ელექტრონების მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველები ასევე განლაგებულია შესაბამის პოზიციებზე.
ამგვარად, უნდა აღინიშნოს, რომ გარემო, საიდანაც წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, პირდაპირ გავლენას ახდენს მასზე, ზრდის ან ასუსტებს თავად ველს.
მასალებს, რომელთა მაგნიტური ველი ასუსტებს მიღებულ ველს, ეწოდება დიამაგნიტური, ხოლო ძალიან სუსტად გამაძლიერებელ მასალებს.მაგნიტურ ველს პარამაგნიტურს უწოდებენ.
ნივთიერებების მაგნიტური თვისებები
აღსანიშნავია, რომ მაგნეტიზმის ბუნება წარმოიქმნება არა მხოლოდ ელექტრული დენით, არამედ მუდმივი მაგნიტებით.
მუდმივი მაგნიტები შეიძლება დამზადდეს დედამიწაზე არსებული მცირე რაოდენობის ნივთიერებებისგან. მაგრამ აღსანიშნავია, რომ ყველა ობიექტი, რომელიც იქნება მაგნიტური ველის რადიუსში, გახდება მაგნიტიზებული და გახდება მაგნიტური ველის პირდაპირი წყარო. ზემოაღნიშნულის გაანალიზების შემდეგ, ღირს იმის დამატება, რომ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი ნივთიერების არსებობის შემთხვევაში განსხვავდება ვაკუუმური მაგნიტური ინდუქციის ვექტორისგან.
ამპერის ჰიპოთეზა მაგნეტიზმის ბუნების შესახებ
მიზეზ-შედეგობრივი კავშირი, რის შედეგადაც კავშირი მაგნიტური ნიშნებით სხეულების ფლობას შორის, აღმოაჩინა გამოჩენილმა ფრანგმა მეცნიერმა ანდრე-მარი ამპერმა. მაგრამ რა არის ამპერის ჰიპოთეზა მაგნეტიზმის ბუნების შესახებ?
ისტორია დაიწყო მეცნიერის ნანახის ძლიერი შთაბეჭდილების წყალობით. ის შეესწრო ოერსტედ ლმიერის კვლევას, რომელიც თამამად ვარაუდობდა, რომ დედამიწის მაგნეტიზმის მიზეზი არის დენები, რომლებიც რეგულარულად გადიან დედამიწის შიგნით. ფუნდამენტური და ყველაზე მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა: სხეულების მაგნიტური თვისებები აიხსნება მათში დენების უწყვეტი მიმოქცევით. მას შემდეგ, რაც ამპერმა შემდეგი დასკვნა წამოაყენა: ნებისმიერი არსებული სხეულის მაგნიტური მახასიათებლები განისაზღვრება მათში გამავალი ელექტრული დენების დახურული წრედით. ფიზიკოსის განცხადება გაბედული და გაბედული ქმედება იყო, რადგან მან ყველა წინა გადაკვეთააღმოჩენები, ხსნის სხეულების მაგნიტურ მახასიათებლებს.
ელექტრონებისა და ელექტრული დენის მოძრაობა
ამპერის ჰიპოთეზა ამბობს, რომ ყოველი ატომისა და მოლეკულის შიგნით არის ელექტრული დენის ელემენტარული და მოცირკულირე მუხტი. აღსანიშნავია, რომ დღეს უკვე ვიცით, რომ იგივე დენები წარმოიქმნება ატომებში ელექტრონების ქაოტური და უწყვეტი მოძრაობის შედეგად. თუ შეთანხმებული სიბრტყეები შემთხვევით არიან ერთმანეთთან შედარებით მოლეკულების თერმული მოძრაობის გამო, მაშინ მათი პროცესები ურთიერთკომპენსირებულია და აბსოლუტურად არ აქვთ მაგნიტური თვისებები. მაგნიტიზებულ ობიექტში კი უმარტივესი დენები მიმართულია მათი მოქმედებების კოორდინაციის უზრუნველსაყოფად.
ამპერის ჰიპოთეზას შეუძლია ახსნას, თუ რატომ იქცევიან მაგნიტური ნემსები და ჩარჩოები მაგნიტურ ველში ელექტრული დენით. ისარი, თავის მხრივ, უნდა განიხილებოდეს, როგორც მცირე დენის მატარებელი სქემების კომპლექსი, რომლებიც მიმართულია იდენტურად.
პარამაგნიტური მასალების სპეციალურ ჯგუფს, რომელშიც მაგნიტური ველი მნიშვნელოვნად არის გაძლიერებული, ეწოდება ფერომაგნიტური. ეს მასალები მოიცავს რკინას, ნიკელს, კობალტს და გადოლინიუმს (და მათ შენადნობებს).
მაგრამ როგორ ავხსნათ მუდმივი მაგნიტების მაგნეტიზმის ბუნება? მაგნიტური ველები წარმოიქმნება ფერომაგნიტების მიერ არა მხოლოდ ელექტრონების მოძრაობის შედეგად, არამედ მათივე ქაოტური მოძრაობის შედეგად.
კუთხურმა იმპულსმა (სათანადო ბრუნმა) მიიღო სახელი - სპინი. ელექტრონები მთელი არსებობის მანძილზე ბრუნავენ თავიანთი ღერძის გარშემო და მუხტის მქონენი ერთად წარმოქმნიან მაგნიტურ ველს.ბირთვების გარშემო მათი ორბიტული მოძრაობის შედეგად წარმოქმნილი ველით.
ტემპერატურა მარი კიური
ტემპერატურა, რომლის ზემოთაც ფერომაგნიტური ნივთიერება კარგავს მაგნიტიზაციას, მიიღო თავისი სპეციფიკური სახელი - კურიის ტემპერატურა. ბოლოს და ბოლოს, სწორედ ამ სახელის მქონე ფრანგმა მეცნიერმა გააკეთა ეს აღმოჩენა. ის მივიდა დასკვნამდე, რომ თუ მაგნიტიზებული ობიექტი მნიშვნელოვნად გაცხელდება, ის ვეღარ მიიზიდავს რკინისგან დამზადებულ ობიექტებს.
ფერომაგნიტები და მათი გამოყენება
მიუხედავად იმისა, რომ მსოფლიოში არც თუ ისე ბევრი ფერომაგნიტური სხეულია, მათ მაგნიტურ მახასიათებლებს დიდი პრაქტიკული გამოყენება და მნიშვნელობა აქვს. ბირთვი ხვეულში, რომელიც დამზადებულია რკინის ან ფოლადისგან, ბევრჯერ აძლიერებს მაგნიტურ ველს და არ აღემატება კოჭის მიმდინარე მოხმარებას. ეს ფენომენი მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს ენერგიის დაზოგვას. ბირთვები მზადდება ექსკლუზიურად ფერომაგნიტებისაგან და არ აქვს მნიშვნელობა რა მიზანს ემსახურება ეს ნაწილი.
მაგნიტური ჩაწერის მეთოდი
ფერომაგნიტების დახმარებით მზადდება პირველი კლასის მაგნიტური ლენტები და მინიატურული მაგნიტური ფილმები. მაგნიტური ლენტები ფართოდ გამოიყენება ხმის და ვიდეო ჩაწერის სფეროში.
მაგნიტური ლენტი არის პლასტმასის ბაზა, რომელიც შედგება PVC ან სხვა კომპონენტებისგან. ზემოდან წასმულია ფენა, რომელიც წარმოადგენს მაგნიტურ ლაქს, რომელიც შედგება რკინის ან სხვა ფერომაგნიტის მრავალი ძალიან მცირე ნემსის ფორმის ნაწილაკებისგან.
ჩაწერის პროცესი ხორციელდება ფირზე წყალობითელექტრომაგნიტები, რომელთა მაგნიტური ველი ექვემდებარება დროში ცვლილებებს ხმის ვიბრაციების გამო. მაგნიტურ თავთან ლენტის მოძრაობის შედეგად, ფილმის თითოეული მონაკვეთი ექვემდებარება მაგნიტიზაციას.
გრავიტაციის ბუნება და მისი ცნებები
პირველ რიგში უნდა აღინიშნოს, რომ გრავიტაცია და მისი ძალები შეიცავს უნივერსალური მიზიდულობის კანონს, რომელიც ამბობს, რომ: ორი მატერიალური წერტილი იზიდავს ერთმანეთს მათი მასების ნამრავლის პირდაპირპროპორციული ძალით და უკუპროპორციული. მათ შორის მანძილის კვადრატამდე.
თანამედროვე მეცნიერებამ დაიწყო გრავიტაციული ძალის ცნების ოდნავ განსხვავებულად განხილვა და განმარტავს მას, როგორც თავად დედამიწის გრავიტაციული ველის მოქმედებას, რომლის წარმოშობა, სამწუხაროდ, ჯერ არ არის დადგენილი.
შეჯამებით ყოველივე ზემოთქმული, მინდა აღვნიშნო, რომ ჩვენს სამყაროში ყველაფერი მჭიდრო კავშირშია და არ არის მნიშვნელოვანი განსხვავება გრავიტაციასა და მაგნიტიზმს შორის. ყოველივე ამის შემდეგ, გრავიტაციას აქვს იგივე მაგნეტიზმი, მაგრამ არა დიდად. დედამიწაზე შეუძლებელია ბუნებისგან ობიექტის მოწყვეტა - ირღვევა მაგნეტიზმი და გრავიტაცია, რამაც მომავალში შეიძლება მნიშვნელოვნად გაართულოს ცივილიზაციის ცხოვრება. დიდი მეცნიერების მეცნიერული აღმოჩენების ნაყოფი უნდა მოიმკი და ახალი მიღწევებისკენ ისწრაფვოდე, მაგრამ ყველა ფაქტი რაციონალურად უნდა გამოიყენო, ბუნებისა და კაცობრიობისთვის ზიანის მიყენების გარეშე.
