მაგნიტური ველი ძალიან საინტერესო ფენომენია. ამჟამად, მისმა თვისებებმა იპოვეს გამოყენება მრავალ სფეროში. იცით, რა არის მაგნიტური ველის წყარო? სტატიის წაკითხვის შემდეგ გაიგებთ ამის შესახებ. გარდა ამისა, ვისაუბრებთ მაგნიტიზმთან დაკავშირებულ რამდენიმე ფაქტზე. დავიწყოთ ისტორიით.
ცოტა ისტორია
მაგნეტიზმი და ელექტროენერგია სულაც არ არის ორი განსხვავებული ფენომენი, როგორც შეცდომით ითვლებოდა დიდი ხნის განმავლობაში. მათი ურთიერთობა ცხადი გახდა მხოლოდ 1820 წელს, როდესაც დანიელმა მეცნიერმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა (1777-1851) აჩვენა, რომ მავთულში გამავალი ელექტრული დენი ახვევს კომპასის ნემსს. დენი ყოველთვის ქმნის მაგნიტურ ველს. არ აქვს მნიშვნელობა სად მოედინება - ღრუბელსა და დედამიწას შორის ელვის სახით თუ ჩვენი სხეულის კუნთში.
უძველეს დროშიც კი ცდილობდნენ გაერკვნენ, თუ რა არის მაგნიტური ველის წყარო. უფრო მეტიც, აღმოჩენები პრაქტიკაში იქნა გამოყენებული. მაგნიტიზმი დაფიქსირდა და გამოიყენებოდა (განსაკუთრებით ნავიგაციური მიზნებისთვის) მის გარკვევამდე ათასობით წლით ადრე.ელექტროენერგიის ბუნება და მან იპოვა პრაქტიკული გამოყენება. მხოლოდ მაშინ, როცა ცნობილი გახდა, რომ მატერია ატომებისგან შედგებოდა, საბოლოოდ დადგინდა, რომ მაგნეტიზმი და ელექტროენერგია ურთიერთდაკავშირებულია. სადაც მაგნეტიზმი შეინიშნება, ყოველთვის უნდა იყოს რაიმე სახის ელექტრული დენი. თუმცა, ეს აღმოჩენა მხოლოდ ახალი კვლევის დასაწყისი იყო.
რა განსაზღვრავს მასალების მაგნიტური თვისებების გამოვლინებას რაიმე გარე დენის წყაროს არარსებობის შემთხვევაში? ელექტრონების მოძრაობა, რომლებიც ქმნიან ელექტრულ დენებს ატომებში. სწორედ მაგნეტიზმის ამ ტიპს განვიხილავთ აქ. ჩვენ მოკლედ აღვწერეთ მორევის მაგნიტური ველის წყარო (ალტერნატიული დენი).
მაგნიტი და სხვა მასალები
რკინის და რკინის შემცველი მასალების მიზიდვის უნარი ბუნებაში შეიმჩნევა ერთ საინტერესო მინერალში. საუბარია მაგნეტიტზე, რკინის ერთ-ერთ ქიმიურ ნაერთზე. ალბათ, მისი რაიმე სახეობა გამოიყენეს ჩინელების მიერ გამოგონილ პირველ კომპასებში. მაგნიტური ველის წყარო მხოლოდ ეს მინერალი არ არის. ასევე შედარებით ადვილია ზოგიერთი მასალისთვის სასურველი თვისებების მიზანმიმართული კომუნიკაცია. მათ შორის ყველაზე ცნობილია რკინა და ფოლადი. ორივე მასალა ადვილად ხდება მაგნიტური ველის წყარო.
მუდმივი მაგნიტები
ნივთიერებები, რომლებიც იზიდავენ რკინას, ქმნიან სპეციალურ კლასს. მათ მუდმივ მაგნიტებს უწოდებენ. სახელის მიუხედავად, მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ საჭირო თვისებები მხოლოდ შეზღუდული დროით. მუდმივი მაგნიტის ფორმისბარი აჩვენებს ხმელეთის მაგნეტიზმის ძალას. თუ მას შეუძლია თავისუფლად გადაადგილება, მაშინ ერთი ბოლო ყოველთვის უხვევს დედამიწის ჩრდილოეთ პოლუსის მიმართულებით, ხოლო მეორე - სამხრეთის მიმართულებით. მაგნიტის ორ ბოლოს, შესაბამისად, ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსს უწოდებენ.
მაგნიტებს შეიძლება ჰქონდეთ თითქმის ნებისმიერი ფორმა: ბარი, ცხენის ფეხსაცმელი, ბეჭედი ან უფრო რთული. ისინი გამოიყენება ელექტრო საზომი ინსტრუმენტებში. მაგნიტების პოლუსები შემდეგია: N (ჩრდილოეთი) და S (სამხრეთი). მოდით ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ ურთიერთობენ ისინი.
მიზიდულობა და მოგერიება
მოპირდაპირე მაგნიტური პოლუსები იზიდავს. ეს სკოლიდან ვიცით. სხვა მასალის მიზიდვით, მაგნიტი ჯერ აქცევს მას სუსტ მაგნიტად. ამავე სახელწოდების პოლუსები ერთმანეთს აგდებენ (თუმცა ეს არც ისე აშკარაა, როგორც მიზიდულობა). მაგნიტის ზემოქმედებისას რკინა და ფოლადი თავად ხდება მაგნიტები და იძენს საპირისპირო პოლარობას. ამიტომაც იზიდავენ მას. მაგრამ თუ ორი იდენტური მაგნიტი თანაბარი „მუხტებით“ერთნაირი პოლუსებით ერთმანეთთან ახლოს განთავსდება, რა მოხდება? დაკვირვებული მოგერიების ძალა ტოლი იქნება მიზიდულობის ძალას, რომელიც მოქმედებს ორ საპირისპირო პოლუსს შორის, რომლებიც ერთმანეთისგან ერთსა და იმავე მანძილზეა.
მხოლოდ რკინის შემცველი მასალები არ არის მაგნეტიზმის ზეგავლენა. თუმცა, მაგნიტური ფენომენები ყველაზე ადვილად შეინიშნება სუფთა ლითონებში. ესენია, მაგალითად, რკინა, ნიკელი, კობალტი.
დომენი
მეტალები, რომლებსაც შეუძლიათგახდეს მაგნიტური ველის წყარო, შედგება მცირე მაგნიტებისაგან, რომლებიც შემთხვევით მდებარეობენ ნივთიერების შიგნით. ისინი თანაბრად არიან ორიენტირებული მხოლოდ მცირე უბნებზე, სახელწოდებით დომენები, რომელთა დანახვა შესაძლებელია ელექტრონული მიკროსკოპით. არამაგნიტიზებულ მატერიაში - ვინაიდან თავად დომენებიც იქ არის ორიენტირებული სხვადასხვა მიმართულებით - მაგნიტური ველი ნულის ტოლია. ამიტომ ამ შემთხვევაში მაგნიტური თვისებები არ შეინიშნება. ამრიგად, ნივთიერება მხოლოდ გარკვეულ პირობებში იძენს აუცილებელ თვისებებს.
მაგნიტიზაციის პროცესი მდგომარეობს იმაში, რომ ყველა დომენი იძულებულია ერთსა და იმავე მიმართულებით განლაგდეს. როდესაც სწორად ბრუნავენ, მათი მოქმედებები გროვდება. ნივთიერება მთლიანობაში ხდება მაგნიტური ველის წყარო. თუ ყველა დომენი ზუსტად ერთსა და იმავე მიმართულებით დგას, მასალა აღწევს თავის მაგნიტურ ზღვარს. უნდა აღინიშნოს ერთი მნიშვნელოვანი ნიმუში. მასალის დამაგნიტიზაცია საბოლოოდ დამოკიდებულია დომენების მაგნიტიზაციაზე. და ის, თავის მხრივ, განისაზღვრება იმით, თუ როგორ მდებარეობს ცალკეული ატომები დომენების შიგნით.
დედამიწის მაგნიტური ველი
დედამიწის მაგნიტური ველი დიდი ხანია ზუსტად იყო გაზომილი და აღწერილი, მაგრამ ჯერჯერობით ბოლომდე არ არის ახსნილი. ძალიან გამარტივებული სახით, ის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ისე, თითქოს უბრალო ბრტყელი მაგნიტი მდებარეობს ჩრდილოეთ და სამხრეთ გეოგრაფიულ პოლუსებს შორის. ეს არის ის, რაც იწვევს ზოგიერთ დაკვირვებულ ეფექტს. მაგრამ ეს არ ხსნის არც ძალზე უჩვეულო ცვლილებებს და არც დედამიწის ზემოთ მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულებას.ზედაპირი, არც რატომ იყო მილიონობით წლის წინ მაგნიტური პოლუსების მდებარეობა დღევანდელის საპირისპიროდ და არც რატომ მოძრაობენ ისინი, თუმცა ნელა, მუდმივად. ამდენად, საქმეები გარკვეულწილად უფრო რთულია.
დედამიწის მაგნიტური ველის მოდელი
მოდით უფრო დეტალურად აღვწეროთ მისი გამარტივებული ვერსია. წარმოიდგინეთ გრძელი ბრტყელი მაგნიტი დედამიწის ცენტრში, რომელიც იქნება მაგნიტური ველის წყარო. კიდევ რა არის გასათვალისწინებელი? დედამიწის ზედაპირზე არსებული მაგნიტური ნივთიერებები ისე უნდა იყოს მოწყობილი, რომ მათი ჩრდილოეთით მიმართული პოლუსი ბრუნდეს იმ მიმართულებით, რომელსაც ჩვენ ჩრდილოეთს ვუწოდებთ (სინამდვილეში წარმოსახვითი მაგნიტის სამხრეთ პოლუსი), ხოლო მეორე პოლუსი სამხრეთისკენ (მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსი).
რთული ფიზიკური პროცესების გაგება გარკვეულ სირთულეებს იწვევს. როგორც ხმელეთის მაგნეტიზმი, ასევე რკინის პატარა ნაჭრების მაგნეტიზმი უფრო ადვილია იმის ახსნა, რომ ვივარაუდოთ, რომ ძალის მაგნიტური ხაზები (ხშირად მოიხსენიება როგორც მაგნიტური ნაკადის ხაზები) გამოდის მაგნიტის ჩრდილოეთ ბოლოდან და შედის სამხრეთ ბოლოში. ეს არის ძალიან თვითნებური წარმოდგენა, რომელიც გამოიყენება მხოლოდ მოხერხებულობისთვის, ისევე როგორც რუკაზე დახატული გრძედი და გრძედის ხაზები. თუმცა, ის გვეხმარება გავიგოთ, რა არის დედამიწის მაგნიტური ველის წყარო.
მარტივი ბრტყელი მაგნიტის ძალის ხაზები, რომელიც გადადის ერთი პოლუსიდან მეორეზე და ფარავს მთელ მაგნიტს, ქმნის ცილინდრის მსგავსს. ერთიდაიგივე მიმართულებით ძალის ხაზები თითქოს ერთმანეთს იგერიებენ. ისინი ყოველთვის იწყება ერთი ტიპის ბოძზე და მთავრდება სხვა ტიპის ბოძზე და არასოდეს იკვეთება.
Bდასკვნა
მაშ, გავხსენით თემა "მაგნიტური ველის წყარო". როგორც ხედავთ, საკმაოდ ვრცელია. ჩვენ განვიხილეთ მხოლოდ ამ თემასთან დაკავშირებული ძირითადი ცნებები.
