Соңғы 50 жылда ғылымның барлық салалары қарқынды түрде алға қадам басты. Бірақ магнетизм мен гравитацияның табиғаты туралы көптеген журналдарды оқығаннан кейін адамда бұрынғыдан да көп сұрақтар бар деген қорытындыға келуге болады.
Магнитизм мен гравитацияның табиғаты
Лақтырып тастаған заттардың жерге тез құлайтыны барлығына анық және түсінікті. Оларды не қызықтырады? Оларды кейбір белгісіз күштер тартады деп сенімді түрде болжауға болады. Дәл осындай күштер табиғи тартылыс деп аталады. Осыдан кейін қызығушылық танытқан әрбір адам көптеген дауларға, болжамдарға, болжамдарға және сұрақтарға тап болады. Магнитизмнің табиғаты қандай? Гравитациялық толқындар дегеніміз не? Олар қандай әсердің нәтижесінде қалыптасады? Олардың мәні, сондай-ақ жиілігі қандай? Олар қоршаған ортаға және әрбір адамға жеке қалай әсер етеді? Бұл құбылысты өркениет игілігі үшін қаншалықты ұтымды пайдалануға болады?
Магнитизм түсінігі
ХІХ ғасырдың басында физик Ганс Кристиан Эрстед электр тогының магнит өрісін ашты. Ол бердімагнетизмнің табиғаты бар атомдардың әрқайсысының ішінде пайда болатын электр тогымен тығыз байланысты деп болжау мүмкіндігі. Сұрақ туындайды, жердегі магнетизмнің табиғатын қандай құбылыстар түсіндіре алады?
Бүгінгі күнге дейін магниттелген объектілердегі магнит өрістерін өз осінің айналасында және бар атомның ядросының айналасында үздіксіз айналатын электрондар көп мөлшерде тудыратыны анықталды.
Электрондардың ретсіз қозғалысы нақты электр тогы болып табылатыны және оның өтуі магнит өрісінің пайда болуына себеп болатыны бұрыннан анықталған. Осы бөлікті қорытындылай келе, электрондар атомдар ішіндегі ретсіз қозғалысының арқасында атом ішілік токтарды тудырады, бұл өз кезегінде магнит өрісінің пайда болуына ықпал етеді деп сенімді түрде айта аламыз.
Бірақ әр түрлі заттарда магнит өрісінің өзіндік мәні бойынша айтарлықтай айырмашылықтары, сонымен қатар әртүрлі магниттелу күштері болуының себебі неде? Бұл атомдардағы тәуелсіз электрондардың қозғалыс осьтері мен орбиталарының бір-біріне қатысты әртүрлі позицияларда болуымен байланысты. Бұл қозғалатын электрондар тудыратын магнит өрістерінің де сәйкес позицияларда орналасуына әкеледі.
Осылайша, магнит өрісі пайда болатын орта оған тікелей әсер етіп, өрістің өзін күшейтетінін немесе әлсірететінін ескеру қажет.
Магнит өрісі нәтижесінде пайда болатын өрісті әлсірететін материалдар диамагнитті, ал өте әлсіз күшейтетін материалдар деп аталады.магнит өрісі парамагниттік деп аталады.
Заттардың магниттік қасиеттері
Магнитизмнің табиғатын тек электр тогы ғана емес, тұрақты магниттер де тудыратынын айта кеткен жөн.
Тұрақты магниттерді жердегі аздаған заттардан жасауға болады. Бірақ магнит өрісінің радиусында болатын барлық объектілер магниттелетінін және магнит өрісінің тікелей көздері болатынын атап өткен жөн. Жоғарыда айтылғандарды талдай келе, зат болған жағдайда магниттік индукция векторы вакуумдық магнит индукциясы векторынан ерекшеленетінін қосу керек.
Ампердің магнетизмнің табиғаты туралы гипотезасы
Себеп-салдар байланысын, нәтижесінде денелердің магниттік белгілері бойынша иеленуі арасындағы байланысты көрнекті француз ғалымы Андре-Мари Ампер ашты. Бірақ Ампердің магнетизмнің табиғаты туралы гипотезасы қандай?
Тарих ғалымның көргенінен алған күшті әсерінің арқасында басталды. Ол Эрстед Лмьердің зерттеулерінің куәсі болды, ол Жер магнетизмінің себебі жер шарының ішінде үнемі өтіп тұратын ағындар деп батылдықпен ұсынды. Негізгі және ең маңызды үлес қосылды: денелердің магниттік ерекшеліктерін олардағы токтардың үздіксіз айналымымен түсіндіруге болады. Ампер келесі қорытындыны алға тартты: бар кез келген дененің магниттік ерекшеліктері олардың ішінде өтетін электр тогының тұйық тізбегі арқылы анықталады. Физиктің мәлімдемесі батыл және батыл әрекет болды, өйткені ол алдыңғылардың бәрін сызып тастадыденелердің магниттік ерекшеліктерін түсіндіретін ашылулар.
Электрондар мен электр тогының қозғалысы
Ампер гипотезасы әрбір атом мен молекуланың ішінде электр тогының элементар және айналмалы заряды бар екенін айтады. Айта кетейік, бүгінде сол токтар атомдардағы электрондардың ретсіз және үздіксіз қозғалысы нәтижесінде пайда болатынын білеміз. Егер келісілген жазықтықтар молекулалардың жылулық қозғалысына байланысты бір-біріне қатысты кездейсоқ болса, онда олардың процестері өзара компенсацияланған және магниттік ерекшеліктері мүлдем жоқ. Ал магниттелген нысанда қарапайым токтар олардың әрекеттерінің үйлестірілуін қамтамасыз етуге бағытталған.
Ампер гипотезасы магнит өрісіндегі электр тогы бар магниттік инелер мен жақтаулардың бір-бірімен неліктен бірдей әрекет ететінін түсіндіре алады. Көрсеткі, өз кезегінде, бірдей бағытталған шағын ток өткізетін тізбектердің кешені ретінде қарастырылуы керек.
Магнит өрісі қатты күшейетін парамагниттік материалдардың ерекше тобы ферромагниттік деп аталады. Бұл материалдарға темір, никель, кобальт және гадолиний (және олардың қорытпалары) жатады.
Бірақ тұрақты магниттердің магнетизмінің табиғатын қалай түсіндіруге болады? Магниттік өрістер ферромагнетиктермен электрондардың қозғалысының нәтижесінде ғана емес, сонымен қатар өздерінің хаотикалық қозғалысының нәтижесінде де пайда болады.
Бұрыштық импульс (тиісті момент) айналдыру атауын алды. Электрондар бүкіл тіршілік ету уақытында өз осінің айналасында айналады және зарядқа ие бола отырып, бірге магнит өрісін тудырады.олардың ядролардың айналасындағы орбиталық қозғалысы нәтижесінде пайда болған өріспен.
Температура Мари Кюри
Ферромагниттік заттың магниттелуін жоғалтатын температура өзінің ерекше атауын алды - Кюри температурасы. Өйткені, бұл жаңалықты ашқан осындай есімді француз ғалымы. Ол магниттелген затты айтарлықтай қыздырса, ол енді темірден жасалған заттарды тарта алмайды деген қорытындыға келді.
Ферромагнетиктер және олардың қолданылуы
Дүние жүзінде ферромагниттік денелер онша көп болмаса да, олардың магниттік ерекшеліктерінің практикалық қолданылуы мен маңызы зор. Темірден немесе болаттан жасалған катушкадағы өзек катушкадағы ток тұтынудан аспай отырып, магнит өрісін бірнеше рет күшейтеді. Бұл құбылыс энергияны үнемдеуге көп көмектеседі. Өзектер тек ферромагнетиктерден жасалған және бұл бөліктің қандай мақсатта қызмет ететіні маңызды емес.
Магниттік жазу әдісі
Ферромагнетиктердің көмегімен бірінші класты магниттік таспалар мен миниатюралық магнитті пленкалар жасалады. Магниттік таспалар дыбыс және бейне жазу салаларында кеңінен қолданылады.
Магниттік таспа - ПВХ немесе басқа компоненттерден тұратын пластикалық негіз. Оның үстіне темірдің немесе басқа ферромагнетиктің ине тәрізді өте кішкентай бөлшектерінен тұратын магниттік лак болып табылатын қабат қолданылады.
Жазу процесі таспаның арқасында жүзеге асырыладымагнит өрісі дыбыс тербелісіне байланысты уақыт бойынша өзгеретін электромагниттер. Магниттік бастың жанында таспаның қозғалуы нәтижесінде пленканың әрбір бөлімі магниттелуге ұшырайды.
Гравитацияның табиғаты және оның түсініктері
Біріншіден, тартылыс күші мен оның күштері бүкіләлемдік тартылыс заңында болатынын атап өткен жөн, ол мынаны айтады: екі материалдық нүкте бір-бірін олардың массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және кері пропорционал күшпен тартады. олардың арасындағы қашықтықтың квадратына дейін.
Қазіргі ғылым гравитациялық күш ұғымын сәл басқаша қарастыра бастады және оны Жердің гравитациялық өрісінің әрекеті деп түсіндіреді, өкінішке орай, оның шығу тегі әлі анықталмаған.
Жоғарыда айтылғандардың барлығын қорытындылай келе, мен біздің әлемде барлығы бір-бірімен тығыз байланысты және гравитация мен магнетизм арасында айтарлықтай айырмашылық жоқ екенін атап өткім келеді. Өйткені, ауырлық күші бірдей магнетизмге ие, тек үлкен дәрежеде емес. Жерде табиғаттан объектіні жұлып алу мүмкін емес - магнетизм мен тартылыс бұзылады, бұл болашақта өркениет өмірін айтарлықтай қиындатады. Ұлы ғалымдардың ғылыми жаңалықтарының жемісін алып, жаңа жетістіктерге ұмтылу керек, бірақ табиғат пен адамзатқа зиян келтірмей, барлық фактілерді ұтымды пайдалану керек.
