כאשר מגנט מושך אובייקטים מתכת לעצמו, נראה קסם, אבל במציאות "קסם" המאפיינים של מגנטים מחוברים רק עם ארגון מיוחד של המבנה האלקטרוני שלהם. מאז האלקטרון מסתובב סביב האטום יוצר שדה מגנטי, כל האטומים הם מגנטים קטנים; עם זאת, ברוב החומרים, השפעות מגנטיות מסועות של אטומים לאזן אחד את השני.

בדברים אחרים, הוא נמצא במגנטים, השדות המגנטיים האטומיים של אשר מובנים באזורים הורה הנקראים דומיינים. לכל אזור כזה יש את הקוטב הצפוני והדרום. הכיוון והאינטנסיביות של השדה המגנטי מאופיינים בשווי הספק שנקרא (בדמות מוצגים בירוק), אשר יוצאים מן הקוטב הצפוני של המגנט וכלולים בדרום. עבה של קווי החשמל, מגנטיות ריכוז יותר. הקוטב הצפוני של מגנט אחד מושך את הקוטב הדרומי של אחר, בעוד שני הפולנים של אותו שם להדוף אחד את השני. מגנטים למשוך רק מתכות מסוימות, בעיקר ברזל, ניקל וקובלט, שנקרא ferromagnets. למרות Ferromagnetics הם לא מגנטים טבעיים, האטומים שלהם נבנו בנוכחות מגנט בצורה כזו כי מוטות מגנטיים מופיעים בגופים פרומגנטיים.

שרשרת מגנטית

נוגע לסוף המגנט לקליפים מתכתיים מוביל את הופעתה של כל סגירה של הקוטב הצפוני והדרום. הפולנים האלה מתמקדים באותו כיוון כמו מגנט. כל קליפ הפך למגנט.

אין ספור מגנטים קטנים

כמה מתכות יש מבנה קריסטל שנוצר על ידי אטומים מקובצים לתוך דומיינים מגנטיים. מוטות תחום מגנטיים בדרך כלל יש כיוונים שונים (חצים אדומים) ואין להם השפעה מגנטית הכוללת.

היווצרות מגנט קבוע

1. בדרך כלל, תחומי הברזל המגנטיים מכוונים שיטתיים (חצים ורודים), והמגנטיות הטבעית של המתכת לא מופיעה.
2. אם המגנט (בר ורוד) מובא בלוטה, תחומים מגנטיים ברזל מתחילים לקו לאורך השדה המגנטי (קווים ירוקים).
3. רוב תחומי הברזל המגנטית במהירות בשורה לאורך קווי החשמל של השדה המגנטי. כתוצאה מכך, ברזל עצמו הופך למגנט קבוע.

תכונות דוחה של מגנטים ושימוש בהטכניקה

מגנטים ומאפיינים מגנטיים של החומר.

התופעות הפשוטות ביותר של המגנטיות ידועות במשך זמן רב מאוד, ומוכרת לרובנו. יש מגנטים של שני מינים שונים. חלק מה שנקרא מגנטים קבועים עשויים "חומרים מוצקים" מגנטיים. הסוג האחר כולל מה שנקרא אלקטרומגנטים עם ליבה מ "ברזל רך מגנטית".

סביר להניח כי המילה " מַגנֵט"זה קרה משמו של העיר העתיקה של מגנזיה במליא אסיה, שם היו פיקדונות גדולים של מינרלים זה

מוטות מגנטיים ושדה מגנטי.

אם אחד הפולנים מגנט להביא את הבר של ברזל לא מגנטי, אז האחרון יהיה באופן זמני mattetize. במקביל, הקוטב של הסרגל המגנטי של המגנט של הבר המגנטי יהיה הפוך לשם, ואת הרחוק - אותו שם.

בעזרת קשקשים מעוותים, תליון המדען חקר את האינטראקציה של שני מגנטים ארוכים ודקים. התליון הראה כי כל מוט יכול להיות מאופיין על ידי "כמות מגנטיות" מסוימת, או "מטען מגנטי", ואת חוק האינטראקציה של פולנים מגנטיים הוא זהה חוק של אינטראקציה של חיובים חשמליים: שני הפולנים של שם זהה הם דוחה אחד מהשני, ושני מוטות שונים נמשכים זה לזה. עם כוח, שהוא פרופורציונלי ישר ל"האשמות מגנטיות ", מרוכזות בפולנים האלה, ויחידות הפוך לריבוע המרחק ביניהם.

יישום מגנטים

דוגמאות לשימוש בחומרים מגנטיים מבוגרים. מגנטים קבועים הם חלק חשוב מאוד של מכשירים רבים המשמשים בחיי היומיום שלנו. הם יכולים להימצא בראש הטנדר, ברמקול, בגיטרה החשמלית, לגנרטור החשמלי של המכונית, במנועים קטנים של רשמי קלטות, ברדיו מיקרופון, מטרים חשמליים ומכשירים אחרים. אפילו "מלתעות מגנטיות", כלומר, מלתעות פלדה מגנטיות, דוחה הדדית וכתוצאה מכך לא צריך מחברים.

מגנטים נמצאים בשימוש נרחב במדע המודרני. חומרים מגנטיים נדרשים לעבוד בטווחי מיקרוגל, עבור מגנטו-שאיבה והשמעה, יצירת התקני אחסון מגנטיים. הממירים מגנטריקציה מאפשרים לך לקבוע את עומק הים. ללא מגנטומטרים עם אלמנטים מגנטיים רגישים מאוד, קשה לעשות עם אלמנטים רגישים מאוד, אם אתה צריך למדוד שדות מגנטיים חלשים באופן משמעותי, מופץ באופן שרירותי בחלל.

והיו במקרים שבהם נלחמו עם מגנטים כשהם היו מזיקים. זה מה שהסיפור של הזמנים של המלחמה הפטריוטית הגדולה ממחיש את העבודה האחראית של אנשי מקצוע מגנטיות באותם שנים קשות ... לקחת, למשל, את המגנטיזציה של האנייה של הספינה. מגנטתי כזה "ספונטני" אינו מזיק לחלוטין: לא כמו המצפנים של הספינה מתחילים "לשקר", לקחת את שדה הספינה עצמה מאחורי השדה של כדור הארץ ומציין באופן שגוי על הכיוון, מגנטים ספינות צפות יכול למשוך אובייקטים ברזל. אם פריטים כאלה קשורים למכרות, תוצאה של המשיכה ברורה. זו הסיבה מדוע מדענים היו צריכים להתערב בטריקים של הטבע ובמיוחד demagnetize את הספינות, מה שהם צריכים לפעול על מוקשים מגנטיים.

השימוש העיקרי של מגנט ממצא בהנדסת חשמל, הנדסת רדיו, ביצוע מכשיר, אוטומציה וטלמכאן.

גנרטורים אלקטרומכינים ומנועים חשמליים -סוג סיבוב מכונות להפוך אנרגיה מכנית לתוך חשמל (גנרטורים) או חשמל מכני (מנועים). הפעולה של הגנרטורים מבוססת על העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית: בחוט נע בשדה מגנטי, כוח אלקטרומוטיבי (EMF) מונחית. ההשפעה של מנועים חשמליים מבוססת על העובדה כי הכוח ממוקם בשדה המגנטי רוחבי תקף.

דינמומטר אלקטרומגנטי זה יכול להיעשות בצורה של מכשיר מיניאטורי מתאים למדידת המאפיינים של מנועי בגודל קטן.

המאפיינים המגנטיים של החומר נמצאים בשימוש נרחב במדע וטכנולוגיה כאמצעי לומד את המבנה של גופים שונים. אז התעוררו מַדָע:

מגנטוכימיה (מגנטוכימיה) - קטע בכימיה פיזית, שבה נלמד הקשר בין המאפיינים המגנטיים והכימיים של חומרים; בנוסף, המגנטוכימיה בוחנת את ההשפעה של שדות מגנטיים לתהליכים כימיים. מגנטיכמיה מסתמכת על פיסיקה מודרנית של תופעות מגנטיות. המחקר של הקשר בין תכונות מגנטיות וכימיות מאפשר לנו לגלות את המוזרויות של המבנה הכימי של החומר.

טכנולוגיית טווח תדר Supervice

תִקשׁוֹרֶת.גלי רדיו של טווח המיקרוגל משמשים נרחב בטכניקות תקשורת. בנוסף למערכות רדיו צבאיות שונות, בכל מדינות העולם קיימות קישורים מסחריים רבים של תקשורת מיקרוגל. מאז גלי רדיו כאלה לא עוקבים אחר העקמומיות של פני כדור הארץ, ומופצים בקו ישר, קישורים אלה, ככלל, מורכב מתחנות ממסר מותקנות על צמרות הגבעות או על שעוני רדיו במרווחים של כ -50 ק"מ .

טיפול בחום במוצרי מזון.קרינת המיקרוגל משמשת לטיפול בחום במזון בבית ובתעשיית המזון. האנרגיה שנוצרה על ידי מנורות אלקטרוניות חזקות ניתן להתרכז בנפח קטן עבור עיבוד תרמי יעיל ביותר של מוצרים T.N. מיקרוגל או תנורי מיקרוגל, שונים בניקיון, שקט וקומפקטיות. מכשירים כאלה משמשים מטבחים מוטסיים על לוח, במסעדות רכבת ומכונות אוטומטיות, הדורשות הכנה מהירה של מוצרים ומנות בישול. התעשייה גם מייצרת תנורים מקומיים מיקרוגל.

בעזרת מגנט ניסה לטפל (ולא להצליח) מחלות עצבניות, כאבי שיניים, נדודי שינה, כאב בכבד ובבטן - מאות מחלות.

במחצית השנייה של המאה ה -20, צמידים מגנטיים יש להפיץ באופן נרחב, אשר מועילים על חולים עם ליקוי לחץ דם (לחץ דם ו hypotension).

אחד " חוֹקֵר"אתים מאסטר ספנס מן העיר הסקוטית של Linlitgo, שחי בתורו של מאות שנים של XVIII ו- XIX, טען כי הוא מצא חומר שחור מסוים המנטרל את המגנט אטרקטיבי כוח דוחה. לדבריו, בעזרת החומר המסתורי הזה ושני מגנטים קבועים, לכאורה יכול בקלות לשמור על התנועה המתמשכת של שני prespuum של היצרן הנייד. אנו מציגים את המידע הזה כיום כדוגמה טיפוסית של רעיונות נאיביים ואמונות חפות, שממנו מדע עם קושי להיפטר אפילו בזמנים מאוחרים יותר. יהיה אפשר להניח שספנס בני-זמננו לא יהיה צל של ספק על חוסר המשמעות של הפנטזיה של הנעל השאפתנית. עם זאת, פיסיקאי אחד הסקוטי ראה צורך להזכיר את המקרה הזה במכתבו שפורסם בכתב העת " כימיה אנלה"בשנת 1818, שם הוא כותב:

"מר פלאיפר וקפטן קטטר בחנו הן את המכוניות והן הביעו שביעות רצון מהעובדה שהבעיה של התנועה הנצחית נפתרה לבסוף".

לכן, מתברר כי המאפיינים של מגנטים נמצאים בשימוש נרחב הרבה דברים, והם די שימושי עבור כל האנושות כולה.

כל חלקיק טעונה נעים יוצר שדה מגנטי. אם יש הרבה חלקיקים כאלה, הם נעים סביב ציר אותו, ואז מגנט מתקבל.

אם אתה הולך לשאול את חתן פרס נובל מוכר בפיסיקה, איך מגנט עובד, לנסות בבירור לנסח את השאלה שלך, אחרת אתה סיכונים חזקים הזהרתי אותך.

אטום מורכב של קרנל ואלקטרונים מסתובבים סביבו. אלקטרונים יכולים לסובב במסלולים שונים, אשר נקראים רמות אלקטרוניות. בכל רמת אלקטרונים, שני אלקטרונים יכולים להיות ממוקמים, אשר מסתובבים בכיוונים שונים.

אבל כמה חומרים אינם כל האלקטרונים זוג, וכמה אלקטרונים מסתובבים באותו כיוון, חומרים כאלה נקראים ferromagnets. ומאז האלקטרון הוא רק חלקיק טעון מסתובב סביב האטום באותו צד של האלקטרון ליצור שדה מגנטי. מתברר אלקטרומגנט מיניאטורי.

אם האטומים של החומר מסודרים בסדר שרירותי, כמו לעתים קרובות, שדות אלה nanomagnets לפצות זה את זה. אבל אם השדות המגנטיים האלה נשלחים לאותו צד, אז הם יהיו - והמגנט יתברר.

למה לא כל המטבעות של מגנטי?

אם שמן מעורב שמן טונר עבור מדפסת לייזר ניתן להשיג על ידי ferrofluid - נוזל שנמשך על ידי מגנט.

רק ferromagnets נמשכים בצורה הטובה ביותר על ידי מגנט, כי יש להם אלקטרונים מסתובבים לא מסופקים. על ההאשמות הנעות בשדה מגנטי, לורנץ יפעל, ולכן המגנט מושך אליו פרומגנרים אחרים.

אבל לא כל המתכות באטומים יש אלקטרונים לא מזוהים, כוחו של לורנץ פועל על אלקטרונים זוגיים בצד השני, ולכן הם לא נמשכים על ידי מגנטים. לדוגמה, מטבעות מודרניים של 10 קופיקות, 50 קופיקות ו 10 רובל מגנטי, ואחד, שניים וחמישה רובל אינם מגנטיים, כי הם עשויים סגסוגות נחושת, וזה לא ferromagnet.

מה מתכות אינטראקציה עם מגנטים

חומרים שונים מגיבים אחרת בנוכחות מגנטים ושדה מגנטי. מתכות, כגון ברזל, ניקל וקובלט, נמשכים מאוד למגנטים, והם ידועים בתור מתכות פרומגנטיות. חומרים אחרים עשויים להיות נמשכים חלושות, ואפילו מתכות כי הם repelled ממגנטים. מתכות שחורות לא נמשכות רק על ידי מגנטים, אלא גם יכול להיות מגנטי, להיות חשוף לשדה מגנטי.

מתכות פרומגנטיות

מתכות פרומגנטיות נמשכות מאוד לאובייקטים עם שדות מגנטיים ויכולים להציל את המאפיינים המגנטיים שלהם לאחר הסרת המגנט מהם. הם משמשים ליצור מגנטים קבועים. המתכות הפורומגנטיות העיקריות הן ברזל, ניקל, קובלט, גדוליניום ודיבורים. אם אתה מחזיק חתיכת מתכת פרומגנטית ליד מגנט, ואז להרגיש אטרקציה חזקה למדי.

סגסוגות פרומגנטיות

סגסוגות Ferromagnetic הם חומרים, כגון פלדה, אשר מכיל מתכות פרומגנטיות. פלדה היא שילוב של ברזל וכמה מתכות אחרות ויש לו קשיחות גדולה יותר מאשר ברזל. בגלל קשיות זו, פלדה יכולה לשמור על המגנטיות שלו יותר מאשר ברזל. כאשר מחומם לטמפרטורה גבוהה, פלדה מאבד את המאפיינים המגנטיים שלה. זה יהיה גם להתרחש עם מתכות ferromagnetic, כגון ניקל.

חומרים פדרימיים

חומרים פדרימגנטיים הם פריינים, מגנטיט ומגנזיום. לכולם יש תחמוצות ברזל כמרכיב הראשי, כמו גם תחמוצות של מתכות אחרות. אנשים גילו לראשונה מגנטיות בעזרת לודאטנון. Lestone - מגנטית, אשר באופן טבעי magnetized. Magnetite נמשך לשדות מגנטיים, אבל זה בדרך כלל לא magnetized עצמו. חומרים פטרימיים דומים ferromagnets, אבל עם אטרקציה מגנטית תחתונה.

מתכות פרמגנטיות

מתכות פרמגנטיות נמשכים חלושות למגנט ולא לשמור על תכונות מגנטיות בעת הסרת מגנט. אלה כוללים נחושת, אלומיניום פלטינום. המאפיינים המגנטיים של מתכות פרמגנטיות תלויים בטמפרטורה, ואלומיניום, אורניום ופלטינה להיות אטרקטיבי יותר עבור שדות מגנטיים כאשר הם קר מאוד. חומרים פרמגנטיים יש כוח קטן הרבה יותר של משיכה עבור מגנטים מאשר חומרים פרומגנטיים, וכלים רגישים מאוד נדרשים כדי למדוד אטרקציה מגנטית.

מגנטים, כגון צעצועים, תקוע למקרר הבית שלך, או פרסות כי הראית בבית הספר יש כמה תכונות חריגות. קודם כל, מגנטים נמשכים אל ברזל אובייקטים פלדה, למשל, לדלת המקרר. בנוסף, יש להם מוט.

קרוב זה לזה שני מגנטים. הקוטב הדרומי של מגנט אחד ימשוך את הקוטב הצפוני של אחר. הקוטב הצפוני של מגנט אחד מתמודד עם הקוטב הצפוני של האחר.

מגנטי וזרם חשמלי

השדה המגנטי נוצר על ידי הלם חשמלי, כלומר, נעים אלקטרונים. אלקטרונים נעים סביב הגרעין האטומי לשאת תשלום שלילי. התנועה הכיוון של חיובים ממקום למקום נקראת הלם חשמלי. זרם חשמלי צורות שדה מגנטי.

בתחום זה יש קווי חשמל משלו, כמו לולאה, מכסה את הנתיב של זרם חשמלי, כמו קשת שעומדת מעל הכביש. לדוגמה, כאשר מנורת הטבלה כוללת גם זרימה נוכחית, כלומר, האלקטרונים בחוט דולפים מן האטום לאטום ומסביב החוט נוצר שדה מגנטי חלש. במתח גבוה שידור קווי, הזרם הוא הרבה יותר חזק מאשר מנורת שולחן, ולכן שדה מגנטי חזק מאוד נוצר סביב חוטים של שורות כאלה. לפיכך, חשמל ומגנטיות הם שני צדדים של אותו מדליה - אלקטרומגנטיות.

חומרים בנושא:

הגירה של ציפורים

תנועה אלקטרונים ושדה מגנטי

תנועת האלקטרונים בתוך כל אטום יוצרת שדה מגנטי זעיר סביבו. אלקטרונים נעים אלקטרונים יוצר שדה מגנטי בצורת מערבולת. אבל רוב השדה המגנטי נוצר לא על ידי תנועת האלקטרון במסלול סביב הקרנל, אבל התנועה של האלקטרון סביב הציר שלה, מה שנקרא ספין אלקטרונים. הספין מאפיין את סיבוב האלקטרון סביב הציר, כמו תנועה של הפלנטה סביב הציר שלה.

למה חומרים מגנטיים ולא מגנטי

ברוב החומרים, כגון פלסטיקה, השדות המגנטיים של אטומים בודדים מכוונים באופן אקראי ולהרוות זה את זה. אבל בחומרים כאלה, כמו ברזל, אטומים יכול להיות נוף, כך שדות המגנטיים שלהם הם שיתפו פעולה, ולכן פיסת פלדה מוגדר. אטומים בחומרים מחוברים לקבוצות הנקראות דומיינים מגנטיים. שדות מגנטיים של תחום אחד בודד מכוונים בכיוון אחד. כלומר, כל דומיין הוא מגנט קטן.

דומיינים שונים מכוונים במגוון רחב של הוראות, כלומר, פרוע, ומרוויחים זה את השדות המגנטיים של זה. לכן, רצועת הפלדה אינה מגנט. אבל אם אנחנו מצליחים לכוון תחומים בכיוון אחד, כך שכוחות של שדות מגנטיים הם, אז לטפל! רצועת הפלדה תהפוך למגנט רב עוצמה ולמשוך כל פריט ברזל מן הציפורן למקרר.