Kad magnet privlači metalne predmete na sebe, čini se magija, ali u stvarnosti "magična" svojstva magneta povezana su samo sa posebnom organizacijom njihove elektroničke strukture. Budući da se elektron rotira oko atoma stvara magnetno polje, svi atomi su mali magneti; Međutim, u većini supstanci neuređeni magnetski efekti ravnoteže atoma jedni drugima.

U drugim stvarima je u magnetima, a atomska magnetska polja ugrađena su u naručena područja koja se nazivaju domene. Svako takvo područje ima sjeverni i južni pol. Smjer i intenzitet magnetskog polja karakteriziraju takozvane dalekovodne snage (na slici prikazane su zelenim), koje izlaze iz sjevernog magneta i uključene su na jug. Debela dalekovoda, to je koncentratni magnetizam. Sjeverni pol jednog magneta privlači južnog pola drugog, dok se dva pola istog imena odbijaju. Magneti privlače samo određene metale, uglavnom željezo, nikal i kobalt, nazvan Ferromagnets. Iako feromagnetici nisu prirodni magneti, njihovi atomi su obnavljani u prisustvu magneta na takav način da se magnetni stubovi pojavljuju u feromagnetskim tijelima.

Magnetski lanac

Dodir na kraj magneta do metalnih isječaka dovodi do pojave svakog zatvaranja sjevernog i južnog pola. Ovi stubovi su fokusirani u istom smjeru kao i magnet. Svaki isječak je postao magnet.

Bezbroj magneta

Neki metali imaju kristalnu strukturu koju su formirali atomi grupirani u magnetske domene. Magnetski stupovi domena obično imaju različite smjerove (crvene strelice) i nemaju potpuni magnetni učinak.

Formiranje stalnog magneta

1. Obično su domene magnetnih gvožđa orijentirane nesistematične (ružičaste strelice), a prirodni magnetizam metala se ne pojavljuje.
2. Ako se magnet (ružičasti bar) dovede do žlijezde, domene magnetnih gvožđa počinju se poriješiti uz magnetno polje (zelene linije).
3. Većina domena magnetnih željeza brzo se postroje duž dalekovoda magnetskog polja. Kao rezultat toga, sama željez postaje trajni magnet.

Odbojna svojstva magneta i njihova upotreba u tehnici

Magneti i magnetska svojstva tvari.

Najjednostavnije manifestacije magnetizma poznate su po vrlo dugom vremenu, a poznate u većini nas. Postoje magneti dvije različite vrste. Neki su takozvani trajni magneti izrađeni od "magnetnih čvrstih" materijala. Druga vrsta uključuje takozvane elektromagnete sa jezgrom iz željeza "magnetski mekog".

To je najvjerovatnije da je riječ " magnet"To se dogodilo iz imena drevnog grada magnezije u Malaji Aziji, gdje su bili veliki depoziti ovog minerala

Magnetni polje i magnetno polje.

Ako jedan od magnetnih stupova donosi bar ne-magnetiziranog željeza, tada će potonji privremeno magnetizirati. Istovremeno, pol magnetiziranog traka magneta magnetskog bara bit će suprotan imenu, a udaljenom - isto ime.

Uz pomoć upletenih vaga, privjesak naučnika istraživao je interakciju dva duga i tanka magneta. Privjesak je pokazao da svaki pol može okarakterizirati određenu "količinu magnetizma" ili "magnetni naboj", a zakon interakcije magnetnih stupova isti je kao i zakon interakcije električnih troškova: dva stupova Isto ime se odbijaju jedna od druge, a dva različita pola privlače se međusobno. S silom, što je izravno proporcionalno "magnetskim optužbama", koncentrirano u ovim stupovima, a obrnuto proporcionalno na kvadrat udaljenosti između njih.

Primjena magneta

Primjeri upotrebe magnetskih materijala nisu vidni. Stalni magneti su vrlo važan dio mnogih uređaja koji se koriste u našem svakodnevnom životu. Oni se mogu naći u šefu pikapa, u zvučniku, električnu gitaru, električnom generatoru automobila, u malim motorima snimača kaseta, u radio mikrofonu, električnim brojilima i drugim uređajima. Čak i "magnetna čeljusti", I.E., visoko magnetizirani čelični čeljusti, međusobno su se odbijali i kao rezultat toga koji nisu potrebni pričvršćivači.

Magneti se široko koriste u savremenoj nauci. Magnetni materijali potrebni su za rad u mikrovalnim rasponima, za magneto-pumpanje i reprodukciju, kreiranje magnetnih uređaja za pohranu. Pretvarači magnetostikcije omogućavaju vam da odredite dubinu mora. Bez magnetometara sa visoko osetljivim magnetskim elementima, teško je učiniti sa vrlo osjetljivim elementima, ako trebate mjeriti neznatno slabe magnetske polje, proizvoljno sofisticirano raspoređeno u prostoru.

I bilo je slučajeva kada su se borili sa magnetima kada su bili štetni. To je ono što priča o vremenima Velike patriotskog rata ilustrira odgovornog rada profesionalaca magnetizma u tim oštrim godinama ... Uzmi, na primjer, magnetizaciju broda. Takva "spontana" magnetizacija nije u potpunosti bezopasna: ne poput brodskih kompasa počnite "laži", pošiljanjem broda iza Zemljenog polja i nepravilno ukazuje na smjer, magnet za plivanje mogu privući željezne objekte. Ako su takvi predmeti povezani s rudnicima, rezultat atrakcije je očigledno. Zbog toga su naučnici morali intervenirati u trikovima prirode i posebno demagnetizirati brodove, što god moraju djelovati na magnetske mine.

Glavna upotreba magneta nalazi se u elektrotehniku, radio inženjerstvu, izradu instrumenata, automatizaciji i telemehaniku.

Generatori elektromachine i električni motori -strojevi za rotaciju transformišu ili mehaničku energiju u električne (generatore) ili električne mehaničke (motore). Radnja generatora zasniva se na principu elektromagnetske indukcije: u žicama u magnetskom polju, vođena je elektromotalna sila (EMF). Učinak električnih motora zasnovan je na činjenici da je sila smještena u poprečno magnetsko polje valjana.

Elektromagnetski dinamometar Može se izraditi u obliku minijaturnog instrumenta pogodnog za mjerenje karakteristika motora male veličine.

Magnetska svojstva tvari široko se koriste u nauci i tehnologiji kao sredstvo proučavanja strukture različitih tijela. Tako nastao nauka:

Magnetohemija (magnetohemija) - Odjeljak za fizičku hemiju, u kojoj se proučava veza između magnetskog i hemijskog svojstava tvari; Pored toga, magnetohemija istražuje učinak magnetnih polja u hemijske procese. Magnetichemia se oslanja na moderna fizika magnetskih pojava. Studija veze između magnetskih i hemijskih svojstava omogućava nam da saznamo osobine hemijske strukture tvari.

Tehnologija nadzornog frekvencije

Komunikacija.Radio valovi mikrotalasne asortimane široko se koriste u komunikacijskim tehnikama. Pored različitih vojnih radio sistema, u svim zemljama svijeta postoje brojne komercijalne veze mikrotalasne komunikacije. Budući da takvi radio talasi ne prate za zakrivljenost Zemljine površine i distribuiraju se u pravoj liniji, ove veze se sastoje od relejnih stanica postavljenih na vrhovima brda ili na radio satovima u intervalima od oko 50 km .

Toplotna obrada prehrambenih proizvoda.Mikrovalno zračenje koristi se za toplotnu obradu hrane kod kuće i u prehrambenoj industriji. Energija koju stvaraju snažne elektroničke svjetiljke mogu se koncentrirati u malu zapreminu za visoko efikasnu termičku obradu proizvoda u T.N. Mikrovalne ili mikrovalne pećnice, različite u čistoći, tiho i kompaktnosti. Takvi se uređaji koriste na aerodromima u zračnom uredu, u željezničkim restoranima i automatima za prodaju, za koje zahtijeva brzu pripremu proizvoda i posuđe za kuhanje. Industrija takođe proizvodi mikrovalne domaće peći.

Uz pomoć magneta pokušao je tretirati (i ne bezuspješno) nervne bolesti, zubobolja, nesanicu, bol u jetri i u stomaku - stotine bolesti.

U drugoj polovini 20. stoljeća magnetne narukvice široko se šire, koje su korisne za pacijente sa oštećenjem krvnog pritiska (hipertenzion i hipotenzija).

Jedan " istraživač"- Lopata Master Spence iz Škotskog grada Linlitga, koji je živio na prelazu XVIII i XIX vekovima., tvrdio je da je pronašao određenu crnu supstancu koja neutralizirajući magnet atraktivne i odbojne sile. Prema njegovim riječima, uz pomoć ove tajanstvene supstance i dva stalna magneta, navodno bi se lako mogla održavati kontinuirano kretanje dva perpetuma mobilnog proizvođača. Danas predstavljamo ove informacije kao tipičan primjer naivnih ideja i nevinih uvjerenja iz koje se nauka s poteškoćama riješila čak i u kasnijim vremenima. Bilo bi je moguće pretpostaviti da savremeni speENCE ne bi imali sjenu sumnje u besmislenost maštarije ambiciozne cipele. Ipak, jedan škotski fizičar smatrao je da je potrebno spomenuti ovaj slučaj u svom pismu objavljenom u časopisu " Annala Hemija"1818. godine, gde piše:

"... Gospodin Pluifer i kapetan katetrom pregledali su i ove automobile i izrazili zadovoljstvo činjenicom da je problem vječnog pokreta konačno riješen."

Stoga se pokaže da se svojstva magneta široko koriste u mnogim stvarima i prilično su korisne za cijelu čovječanstvu u cjelini.

Bilo koja pomična nabijena čestica stvara magnetno polje. Ako postoje mnoge takve čestice, oni se kreću po istoj osi, a zatim se dobije magnet.

Ako ćete pitati poznatog Nobelovog laureata u fizici, kako magnet radi, pokušajte jasno formulirati vaše pitanje, u protivnom vi snažni rizici Upozorio sam te.

Atom se sastoji od kernela i elektrona koji se okreću oko njega. Elektroni se mogu okretati u različitim orbite, koje se nazivaju elektroničke razine. Na svakom nivou elektrona mogu se pronaći dva elektrona koja se okreću u različitim smjerovima.

Ali neke tvari nisu svi upareni elektroni, a nekoliko elektrona se vrti u istom smjeru, takve tvari se nazivaju Ferromagnets. A budući da je elektron samo nabijena čestica koja se okreću oko atoma na istoj strani elektrona stvara magnetno polje. Ispada minijaturni elektromagnet.

Ako su atomi supstance raspoređeni u proizvoljnom nalogu, kao što je najčešće, polja ovih nanomagneta kompenziraju jedna drugu. Ali ako se ta magnetska polja šalju na istu stranu, tada će se formirati - a magnet će se ispostaviti.

Zašto ne svi kovanice magnetnih?

Ako se mješoviti stroj i toner za laserski štampač mogu dobiti FERROFLUID - tekućina koja privlači magnet.

Samo su feromagneti najbolje privlače magnet, jer imaju neuspoređene rotirajuće elektrone. Na pokretnim troškovima u magnetskom polju Lorentz će djelovati, samim tim, magnet privlači druge feromagnete.

Ali nisu svi metali u atomima bez pariziranih elektrona, Lorentzova moć djeluje na uparenim elektronima na suprotnim stranama, tako da ih ne privlače magneti. Na primjer, moderne kovanice od 10 kopica, 50 kopena i 10 rubalja magnetske, a jedna, dva i pet rubalja nisu magnetna, jer su napravljeni od bakra, što nije feromagnet.

Koji metali komuniciraju sa magnetima

Različiti materijali različito reagiraju u prisustvu magneta i magnetskog polja. Metali, poput željeza, nikla i kobalta, snažno privlače magnete, a poznati su kao feromagnetski metali. Ostali materijali mogu biti slabo privlačeni, pa čak i metali koji se odbijaju od magneta. Crni metali ne privlače samo magneti, već se mogu magnetizirati i biti izložen magnetskom polju.

Ferromagnetski metali

Ferromagnetski metali snažno privlače predmete sa magnetskim poljima i mogu uštedjeti magnetna svojstva nakon uklanjanja magneta od njih. Koriste se za stvaranje trajnih magneta. Glavni feromagnetski metali su gvožđe, nikal, kobalt, gadolinium i diskrinium. Ako držite komad feromagnetskog metala pored magneta, onda se osetite prilično jaku privlačnost.

Ferromagnetic Legure

Feromagnetske legure su materijali, poput čelika, koji sadrži feromagnetske metale. Čelik je kombinacija željeza i nekoliko drugih metala i ima veću tvrdoću od željeza. Zbog ove tvrdoće čelik može zadržati magnetizam duže od željeza. Kada se zagreva na visoku temperaturu, čelik gubi magnetna svojstva. To će se pojaviti i sa feromagnetskim metalima, kao što su nikl.

FERIMAGNETIČKI MATERIJALI

Ferrimagnetski materijali su ferita, magnetit i magnezijum. Svi oni imaju željezo okside kao glavnu komponentu, kao i okside drugih metala. Ljudi su prvi put otkrili magnetizam uz pomoć Lodatnona. Lestone - magnetit, koji je prirodno magnetiziran. Magnetit privlači magnetna polja, ali se obično ne magnetizira. Ferrimagnetski materijali slični su feromagnetima, ali s nižom magnetnom privlačnošću.

Paramagnetski metali

Paramagnetski metali slabo privlače magnet i ne zadržavaju magnetna svojstva prilikom uklanjanja iz magneta. To uključuje bakar, aluminij i platinu. Magnetna svojstva paramagnetskih metala ovise o temperaturi i aluminija, uranijumu i platinama postaju privlačniji za magnetna polja kada su vrlo hladne. Paramatnetske tvari imaju mnogo manju silu privlačnosti za magnete od feromagnetskih materijala, a za mjerenje magnetne privlačnosti potrebne su visoko osjetljive alate.

Magneti, poput igračaka, zaglavili su se u vaš kućni hladnjak ili potkove koje ste prikazali u školi imaju nekoliko neobičnih funkcija. Prije svega, magneti privlače željezo i čelične predmete, na primjer, na vrata hladnjaka. Pored toga, imaju pol.

Blizu jedni drugima dva magneta. Južni pol jednog magneta privučet će sjeverni pol drugog. Sjeverni pol jednog magneta odbija sjeverni pol drugog.

Magnetna i električna struja

Magnetno polje generira se električnim udarom, odnosno kretanja elektrona. Elektroni koji se kreću oko atomskog jezgra nose negativan naboj. Usmjerno kretanje troškova sa jednog mjesta na drugo naziva se električni udar. Električna struja formira magnetno polje.

Ovo polje ima vlastite dalekovode, poput petlje, pokriva put električne struje, poput luka koji stoji iznad ceste. Na primjer, kada tablica uključuje i trenutni protok, odnosno elektroni u žici cure iz atoma do atoma i oko žice stvara se slabo magnetno polje. U visokonaponskim dalekovodima struja je mnogo jača nego u tablici, tako da se oko žice takvih linija formira vrlo jak magnetno polje. Dakle, struja i magnetizam su dvije strane iste medalje - elektromagnetizam.

Materijali na temu:

Migracija ptica

Pokret elektrona i magnetno polje

Kretanje elektrona unutar svakog atoma stvara sitno magnetno polje oko njega. Elektron kretanja elektrona formira magnetno polje u obliku vrtloga. Ali većina magnetnog polja kreira se ne kretanjem elektrona u orbitu oko kernela, već kretanje elektrona oko njegove osi, takozvani elektron spin. Spin karakteriše rotaciju elektrona oko osi, kao pokret planete oko njegove osi.

Zašto magnetski materijali i ne magnetni

U većini materijala, poput plastike, magnetska polja pojedinih atoma orijentirana su nasumično i međusobno utapaju jedni druge. Ali u takvim materijalima, poput željeza, atomi se mogu orijentirati tako da se njihova magnetska polja surađuju, pa je komad čelika magnetiziran. Atomi u materijalima povezani su sa grupama nazvanim magnetskim domenima. Magnetna polja jedne pojedinačne domene orijentirane su u jednom smjeru. To jest, svaka domena je mali magnet.

Različite domene orijentirane su u širokom rasponu pravaca, to je neuredno i ugušiva se međusobne magnetna polja. Stoga čelična traka nije magnet. Ali ako uspijemo orijentirati domene u jednom smjeru, tako da su snage magnetske polje, pazite! Čelična traka postat će moćan magnet i privući će bilo koju željeznu stavku iz nokta do frižidera.