Магнит өрісі - өте қызықты құбылыс. Қазіргі уақытта оның қасиеттері көптеген салаларда қолдануды тапты. Магнит өрісінің қайнар көзі екенін білесіз бе? Мақаланы оқығаннан кейін сіз бұл туралы білетін боласыз. Сонымен қатар, біз магнетизмге қатысты кейбір фактілер туралы айтатын боламыз. Тарихтан бастайық.
Біраз тарих
Магнитизм мен электр тогы екі түрлі құбылыс емес, өйткені ұзақ уақыт бойы қате сеніп келген. Олардың қарым-қатынасы тек 1820 жылы дат ғалымы Ганс Кристиан Эрстед (1777-1851) сым арқылы өтетін электр тогының компас инесін бұрып жіберетінін көрсеткенде ғана анық болды. Ток әрқашан магнит өрісін жасайды. Оның қай жерде ағып жатқаны маңызды емес - бұлт пен жердің арасында найзағай түрінде немесе денеміздің бұлшықетінде.
Ежелгі заманның өзінде адамдар магнит өрісінің көзі неде екенін білуге тырысқан. Сонымен қатар, ашылған жаңалықтар тәжірибеде қолданылды. Магнитизм зерттелгенге дейін мыңдаған жылдар бұрын байқалған және қолданылған (әсіресе навигациялық мақсаттарда).электр энергиясының табиғаты және ол практикалық қолдануды тапты. Материяның атомдардан тұратыны белгілі болған кезде ғана магнетизм мен электр тоғының өзара байланысы ақыры анықталды. Магнитизм байқалған жерде әрқашан қандай да бір электр тогы болуы керек. Алайда бұл жаңалық жаңа зерттеулердің бастамасы ғана болды.
Сыртқы ток көзі болмаған кезде материалдардың магниттік қасиеттерінің көрінісі немен анықталады? Атомдар ішінде электр тогын тудыратын электрондардың қозғалысы. Магнитизмнің дәл осы түрін біз мұнда қарастырамыз. Біз құйынды магнит өрісінің көзін (айнымалы ток) қысқаша сипаттадық.
Магнит және басқа материалдар
Темір мен құрамында темір бар материалдарды тарту қабілеті табиғатта бір қызықты минералда байқалады. Біз темірдің химиялық қосылыстарының бірі магнетит туралы айтып отырмыз. Оның қандай да бір түрі қытайлықтар ойлап тапқан алғашқы компастарда қолданылған болса керек. Магниттік өрістің көзі тек осы минерал емес. Сондай-ақ кейбір материалдардың қажетті қасиеттерді әдейі хабарлауы салыстырмалы түрде оңай. Олардың ішінде шойын мен болат ең танымал. Екі материал да оңай магнит өрісінің көзіне айналады.
Тұрақты магниттер
Темірді тартатын заттар ерекше класты құрайды. Олар тұрақты магниттер деп аталады. Атауға қарамастан, олар тек шектеулі уақыт ішінде қажетті қасиеттерді сақтай алады. тұрақты магнит пішіндіжолақ жердегі магнетизмнің күшін көрсетеді. Егер ол еркін қозғала алатын болса, онда бір шеті әрқашан Жердің солтүстік полюсінің бағытына, ал екіншісі - оңтүстікке қарай бұрылады. Магниттің екі ұшы сәйкесінше солтүстік және оңтүстік полюстер деп аталады.
Магниттердің кез келген дерлік пішіні болуы мүмкін: жолақ, таға, сақина немесе одан да күрделі. Олар электрлік өлшеу құралдарында қолданылады. Магниттердің полюстері келесідей белгіленеді: N (солтүстік) және S (оңтүстік). Олардың өзара әрекеттесуі туралы сөйлесейік.
Тартымдылық және итермелеу
Қарама-қарсы магниттік полюстер тартылады. Біз мұны мектеп кезінен білеміз. Кейбір басқа материалды тарту арқылы магнит алдымен оны әлсіз магнитке айналдырады. Бір аттас полюстер бір-бірін итермелейді (бірақ бұл тартымдылық сияқты айқын емес). Магнитке ұшыраған кезде, темір мен болат қарама-қарсы полярлыққа ие болып, магнитке айналады. Сондықтан олар оған тартылады. Бірақ «зарядтары» бірдей екі бірдей магнитті полюстері бірдей бір-біріне жақын орналастырса, не болады? Байқалатын итеру күші бір-бірінен бірдей қашықтықта орнатылған қарама-қарсы екі полюстің арасында әрекет ететін тартымды күшке тең болады.
Магнитизмге тек темірі бар материалдар ғана әсер етпейді. Алайда магниттік құбылыстар таза металдарда оңай байқалады. Бұл, мысалы, темір, никель, кобальт.
Домендер
Мүмкін металдармагнит өрісінің көзіне айналады, заттың ішінде кездейсоқ орналасқан шағын магниттерден тұрады. Олар электронды микроскоп арқылы көрінетін домендер деп аталатын шағын аймақтарға ғана бірдей бағытталған. Магниттелмеген заттарда – домендердің өзі де әр түрлі бағытта бағытталғандықтан – магнит өрісі нөлге тең. Сондықтан бұл жағдайда магниттік қасиеттер байқалмайды. Осылайша, зат белгілі бір жағдайларда ғана қажетті қасиеттерге ие болады.
Магниттеу процесі – барлық домендердің бір бағытта қатарға тұруы. Дұрыс айналдырылған кезде олардың әрекеттері жинақталады. Зат тұтастай магнит өрісінің көзіне айналады. Егер барлық домендер дәл бір бағытта орналасса, материал өзінің магниттік шегіне жетеді. Бір маңызды үлгіні атап өту керек. Материалдың магниттелуі, сайып келгенде, домендердің магниттелуіне байланысты. Және ол, өз кезегінде, жеке атомдардың домендердің ішінде қалай орналасқанымен анықталады.
Жердің магнит өрісі
Жердің магнит өрісі ұзақ уақыт бойы дәл өлшеніп, сипатталған, бірақ әлі күнге дейін ол толық түсіндірілмеген. Өте жеңілдетілген түрде оны солтүстік және оңтүстік географиялық полюстердің арасында қарапайым жалпақ магнит орналасқан сияқты көрсетуге болады. Бұл кейбір байқалған әсерлерді тудырады. Бірақ бұл қарқындылықтағы өте ерекше өзгерістерді де, жер үстіндегі магнит өрісі сызықтарының бағытын да түсіндірмейді.беті, неліктен миллиондаған жылдар бұрын магниттік полюстердің орналасуы қазіргіге қарама-қарсы болды, неліктен олар баяу болса да, үнемі қозғалады. Осылайша, бәрі біршама күрделірек.
Жердің магнит өрісінің үлгісі
Оның жеңілдетілген нұсқасын толығырақ сипаттап көрейік. Жердің ортасында магнит өрісінің көзі болатын ұзын жалпақ магнитті елестетіңіз. Тағы нені ескеру керек? Жер шарының бетіндегі магниттік заттар олардың солтүстікке бағытталған полюсі біз солтүстік деп атайтын бағытқа (шын мәнінде қиялдағы магниттің оңтүстік полюсі), ал басқа полюс оңтүстікке (магниттің солтүстік полюсі) қарайтындай етіп орналасуы керек.).
Күрделі физикалық процестерді түсіну кейбір қиындықтарды тудырады. Магниттік күш сызықтары (көбінесе магнит ағынының сызықтары деп аталады) магниттің солтүстік шетінен шығып, оңтүстік шетіне енеді деп есептей отырып, жердегі магнетизмді де, кішкене темір бөліктерінің магнетизмін де түсіндіру оңайырақ. Бұл картада сызылған ендік пен бойлық сызықтары қалай қолданылатынына ұқсас, ыңғайлы болу үшін ғана қолданылатын өте ерікті бейне. Дегенмен, ол Жердің магнит өрісінің қайнар көзі екенін түсінуге көмектеседі.
Қарапайым жалпақ магниттің күш сызықтары бір полюстен екінші полюске өтіп, бүкіл магнитті жауып, цилиндр тәрізді нәрсені құрайды. Бір бағыттағы күш сызықтары бірін-бірі кері қайтаратын сияқты. Олар әрқашан полюстің бір түрінен басталып, басқа полюсте аяқталады және ешқашан қиылыспайды.
Бқорытынды
Олай болса «Магнит өрісінің көзі» тақырыбын аштық. Көріп отырғаныңыздай, бұл өте ауқымды. Біз осы тақырыпқа қатысты негізгі ұғымдарды ғана қарастырдық.
