Kas yra Magnetizmas? Apibrėžimas, pavyzdžiai, faktai

Paprastas įvadas į magnetizmą

Galfordc / Getty Images

Senovės žmonės naudojo lodestones, natūralius magnetus, pagamintus iš geležies mineralo magnetito. Tiesą sakant, žodis „magnetas“ yra kilęs iš graikų kalbos žodžių magnetis lithos , o tai reiškia „Magnezijos akmuo“ arba lodestone. Talis iš Mileto tyrė magnetizmo savybes maždaug 625–545 m. Indijos chirurgas Sushruta maždaug tuo pačiu metu naudojo magnetus chirurginiais tikslais. Kinai apie magnetizmą rašė ketvirtajame amžiuje prieš mūsų erą, o pirmame amžiuje aprašė lodestone, kad pritrauktų adatą. Tačiau, kompasas laivybai pradėtas naudoti tik XI amžiuje Kinijoje ir 1187 m. Europoje.

Nors magnetai buvo žinomi, jų funkcija nebuvo paaiškinta iki 1819 m., kai Hansas Christianas Ørstedas atsitiktinai atrado magnetinius laukus aplink laidus, kuriuose yra įtampa. Elektros ir magnetizmo ryšį aprašė Jamesas Clerkas Maxwellas 1873 m. ir įtrauktas į Einšteino specialiosios reliatyvumo teorija 1905 metais.

Magnetizmo priežastys

Maskot / Getty Image

Taigi, kas yra ši nematoma jėga? Magnetizmas sukelia elektromagnetinė jėga, kuri yra viena iš keturios pagrindinės jėgos gamtos. Bet koks judantis elektros krūvis ( elektros srovė ) sukuria jam statmeną magnetinį lauką.

Be srovės, einančios per laidą, magnetizmą sukuria sukimosi magnetiniai momentai elementariosios dalelės , pavyzdžiui, elektronai. Taigi, visa medžiaga tam tikru laipsniu yra magnetinė, nes aplink atomo branduolį skriejantys elektronai sukuria magnetinį lauką. Esant elektriniam laukui, atomai ir molekulės sudaro elektrinius dipolius, kai teigiamai įkrauti branduoliai šiek tiek juda lauko kryptimi, o neigiamo krūvio elektronai juda į kitą pusę.

Magnetinės medžiagos

juodai raudona / Getty Images

Magnetai susidaro, kai feromagnetinės arba ferimagnetinės medžiagos yra veikiamos elektromagnetinio lauko. Magnetai turi tam tikras charakteristikas:

• Magnetą supa magnetinis laukas.
• Magnetai pritraukia feromagnetines ir ferimagnetines medžiagas ir gali jas paversti magnetais.
• Magnetas turi du polius, kurie atstumia kaip polius ir traukia priešingus polius. Šiaurės ašigalį atstumia kitų magnetų šiauriniai poliai ir traukia pietų poliai. Pietų ašigalį atstumia kito magneto pietinis polius, bet traukia jo šiaurinis polius.
• Magnetai visada egzistuoja kaip dipoliai . Kitaip tariant, jūs negalite perpjauti magneto per pusę, kad atskirtumėte šiaurę ir pietus. Pjaunant magnetą gaunami du mažesni magnetai, kurių kiekvienas turi šiaurinį ir pietinį polius.
• Šiaurinį magneto polių traukia Žemės šiaurinis magnetinis polius, o pietinį magneto polių traukia pietinis Žemės magnetinis polius. Tai gali būti paini, jei nustosite apsvarstyti kitų planetų magnetinius polius. Kad kompasas veiktų, planetos šiaurinis ašigalis iš esmės yra pietų ašigalis, jei pasaulis būtų milžiniškas magnetas!

Magnetizmas gyvuose organizmuose

Jeffas Rotmanas / Getty Images

Kai kurie gyvi organizmai aptinka ir naudoja magnetinius laukus. Gebėjimas pajusti magnetinį lauką vadinamas magnetorecepcija. Magnetorecepciją galinčių būtybių pavyzdžiai yra bakterijos, moliuskai, nariuotakojai ir paukščiai. Žmogaus akyje yra kriptochromo baltymo, dėl kurio žmonės gali turėti tam tikrą magnetorecepciją.

Daugelis būtybių naudoja magnetizmą, kuris yra procesas, žinomas kaip biomagnetizmas. Pavyzdžiui, chitonai yra moliuskai, kurie dantims grūdinti naudoja magnetitą. Žmonės taip pat gamina magnetitą audiniuose, kurie gali paveikti imuninės ir nervų sistemos funkcijas.

Magnetizmo raktai

Claire Cordier / Getty Images

• Magnetizmas atsiranda dėl judančio elektros krūvio elektromagnetinės jėgos.
• Magnetą supa nematomas magnetinis laukas ir du galai, vadinami poliais. Šiaurės ašigalis nukreiptas į Žemės šiaurinį magnetinį lauką. Pietinis polius nukreiptas į pietinį Žemės magnetinį lauką.
• Šiaurinį magneto polių traukia bet kurio kito magneto pietinis polius ir atstumia kito magneto šiaurinis polius.
• Pjaunant magnetą susidaro du nauji magnetai, kurių kiekvienas turi šiaurinį ir pietinį polius.

Šaltiniai

• Du Trémolet de Lacheisserie, Etjenas; Gignoux, Damienas; Šlenkeris, Michaelas. Magnetizmas: pagrindai . Springeris. p. 3–6. ISBN 0-387-22967-1. (2005 m.)
• Kiršvinkas, Juozapas L.; Kobayashi-Kirshink, Atsuko; Diaz-Ricci, Juanas C.; Kirschvink, Steven J. Magnetitas žmogaus audiniuose: silpnų ELF magnetinių laukų biologinio poveikio mechanizmas “. Bioelektromagnetikos priedas . 1: 101–113. (1992 m.)