Alle har lenge vært vant til en slik gjenstand som en magnet. Vi ser ikke noe spesielt i det. Vi forbinder det vanligvis med fysikktimer eller en demonstrasjon i form av triks av egenskapene til en magnet for førskolebarn. Og sjelden tenker noen på hvor mange magneter som omgir oss i hverdagen. Det er dusinvis av dem i enhver leilighet. En magnet er til stede i enheten til hver høyttaler, båndopptaker, elektrisk barberhøvel, klokke. Selv en krukke med spiker er en.
Og hva annet?
Vi - folket - er intet unntak. Takket være biostrømmene som flyter i kroppen, er det et usynlig mønster av kraftlinjene rundt oss. Jorden er en enorm magnet. Og enda mer grandiose - solens plasmakule. Dimensjonene til galakser og tåker, som er uforståelige for menneskesinnet, tillater sjelden ideen om at alle disse også er magneter.
Moderne vitenskap krever opprettelsen av nye store og superkraftige magneter, hvis anvendelsesområde er assosiert med termonukleær fusjon, generering av elektrisk energi, akselerasjon av ladede partikler i synkrotroner, løfting av sunkne skip. Lag et supersterkt felt ved hjelp av magnetiske egenskapermagnet er et av problemene med moderne fysikk.
Tydeliggjør begreper
Et magnetfelt er en kraft som virker på kropper med ladning som er i bevegelse. Det "fungerer ikke" med stasjonære objekter (eller uten ladning) og fungerer som en form for elektromagnetisk felt, som eksisterer som et mer generelt konsept.
Hvis kropper kan skape et magnetfelt rundt seg selv og oppleve kraften av dets påvirkning selv, kalles de magneter. Det vil si at disse objektene er magnetisert (har tilsvarende moment).
Ulike materialer reagerer forskjellig på et eksternt felt. De som svekker dens virkning inne i seg selv kalles paramagneter, og de som styrker den kalles diamagneter. Individuelle materialer har egenskapen til å forsterke et eksternt magnetfelt tusen ganger. Dette er ferromagneter (kobolt, nikkel med jern, gadolinium, samt forbindelser og legeringer av de nevnte metallene). De av dem som, etter å ha f alt under påvirkning av et sterkt ytre felt, selv får magnetiske egenskaper, kalles hardmagnetiske. Andre, som kun er i stand til å oppføre seg som magneter under direkte påvirkning av feltet og slutter å være det når det forsvinner, er myke magnetiske.
Litt av historien
Folk har studert egenskapene til permanente magneter siden veldig, veldig gamle tider. De er nevnt i skriftene til forskere fra antikkens Hellas så langt tilbake som 600 år f. Kr. Naturlige (av naturlig opprinnelse) magneter kan finnes i forekomster av magnetisk malm. Den mest kjente av de store naturlige magnetene holdes i Tartuuniversitet. Den veier 13 kilo, og lasten som kan løftes ved hjelp av den er 40 kg.
Mennesket har lært å lage kunstige magneter ved å bruke forskjellige ferromagneter. Verdien av pulver (fra kobolt, jern, etc.) ligger i evnen til å holde en last som veier 5000 ganger sin egen vekt. Kunstige prøver kan være permanente (innhentet fra harde magnetiske materialer) eller elektromagneter med en kjerne, hvis materiale er mykt magnetisk jern. Spenningsfeltet i dem oppstår på grunn av passasje av elektrisk strøm gjennom ledningene til viklingen, som er omgitt av kjernen.
Den første seriøse boken som inneholder forsøk på å vitenskapelig studere egenskapene til en magnet var arbeidet til London-legen Gilbert, utgitt i 1600. Dette verket inneholder all informasjon som var tilgjengelig på den tiden angående magnetisme og elektrisitet, samt forfatterens eksperimenter.
En person prøver å tilpasse ethvert av de eksisterende fenomenene til det praktiske livet. Magneten var selvfølgelig intet unntak.
Hvordan magneter brukes
Hvilke egenskaper ved magneten har menneskeheten tatt i bruk? Omfanget er så bredt at vi bare kort kan berøre de viktigste, mest kjente enhetene og applikasjonene til denne fantastiske varen.
Kompass er en velkjent enhet for å bestemme retninger på bakken. Takket være ham baner de vei for fly og skip, landtransport og fotgjengertrafikkmål. Disseenheter kan være magnetiske (pekertype), brukt av turister og topografer, eller ikke-magnetiske (radio- og hydrokompasser).
De første kompassene fra naturlige magneter ble laget på 1000-tallet og brukt i navigasjon. Deres handling er basert på fri rotasjon i horisontalplanet til en lang nål laget av magnetisk materiale, balansert på aksen. En av endene vender alltid mot sør, den andre - nord. Dermed kan du alltid nøyaktig finne ut hovedinstruksjonene angående kardinalpunktene.
Main Spheres
Felter hvor magnetens egenskaper har funnet sin hovedanvendelse – radio- og elektroteknikk, instrumentering, automasjon og telemekanikk. Releer, magnetiske kretser etc. er hentet fra ferromagnetiske materialer I 1820 ble egenskapen til en strømførende leder oppdaget til å virke på magnetnålen, og tvang den til å snu. Samtidig ble det gjort en annen oppdagelse - et par parallelle ledere, som strøm i samme retning passerer gjennom, har egenskapen til gjensidig tiltrekning.
På grunn av dette ble det gjort en antagelse om årsaken til magnetens egenskaper. Alle slike fenomener oppstår i forbindelse med strømmer, inkludert de som sirkulerer inne i magnetiske materialer. Moderne ideer innen vitenskap er helt i samsvar med denne antakelsen.
Om motorer og generatorer
På grunnlag av det er det laget mange varianter av elektriske motorer og elektriske generatorer, det vil si maskiner av en rotasjonstype, hvis operasjonsprinsipp er basert på konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi (talevi snakker om generatorer) eller elektrisk til mekanisk (om motorer). Enhver generator opererer etter prinsippet om elektromagnetisk induksjon, det vil si at EMF (elektromotorisk kraft) oppstår i en ledning som beveger seg i et magnetfelt. Den elektriske motoren fungerer på grunnlag av fenomenet at det oppstår kraft i en ledning med strøm plassert i et tverrfelt.
Bruk av styrken til feltets interaksjon med strømmen som går gjennom svingene i viklingen til deres bevegelige deler, enheter som kalles magnetoelektrisk arbeid. En induksjonsmåler fungerer som en ny kraftig vekselstrømsmotor med to viklinger. Den ledende skiven som er plassert mellom viklingene, utsettes for rotasjon med et dreiemoment proporsjon alt med kraftinngangen.
Og i hverdagen?
Elektriske armbåndsur er drevet av et miniatyrbatteri og er kjent for alle. Enheten deres, takket være bruken av et par magneter, et par induktorer og en transistor, er mye enklere når det gjelder antall tilgjengelige deler enn mekaniske klokker.
Elektromagnetiske låser eller sylinderlåser utstyrt med magnetiske elementer brukes i økende grad. I dem er både nøkkelen og låsen utstyrt med et kombinasjonssett. Når riktig nøkkel kommer inn i låsebrønnen, trekkes de innvendige elementene i magnetlåsen til ønsket posisjon, som gjør at den kan åpnes.
Enheten med dynamometre og et galvanometer (en svært følsom enhet som svake strømmer måles med) er basert på virkningen av magneter. Egenskapene til magneten har funnet anvendelse ved fremstilling av slipemidler. Såk alt skarpe små og veldig harde partikler som trengs for mekanisk bearbeiding (sliping, polering, groving) av en rekke gjenstander og materialer. Under produksjonen legger ferrosilisium, som er nødvendig i sammensetningen av blandingen, seg delvis til bunnen av ovnene, og blir delvis introdusert i sammensetningen av slipemidlet. Magneter kreves for å fjerne den derfra.
Vitenskap og kommunikasjon
På grunn av de magnetiske egenskapene til stoffer har vitenskapen evnen til å studere strukturen til ulike legemer. Vi kan bare nevne magnetokjemi eller magnetisk feildeteksjon (metode for å oppdage defekter ved å studere forvrengningen av magnetfeltet i visse områder av produkter).
De brukes også i produksjon av mikrobølgeutstyr, radiokommunikasjonssystemer (militære og kommersielle linjer), varmebehandling, både hjemme og i næringsmiddelindustrien (mikrobølgeovner er velkjent for alle). Det er nesten umulig å nevne alle de mest komplekse tekniske enhetene og applikasjonene der de magnetiske egenskapene til stoffer brukes i dag innenfor rammen av én artikkel.
medisinsk felt
Fagområdet diagnostikk og medisinsk terapi var intet unntak. Takket være elektronlineære akseleratorer som genererer røntgenstråler, utføres tumorterapi, protonstråler genereres i syklotroner eller synkrotroner, som har fordeler fremfor røntgen i lokal retning og økt effektivitet i behandlingen av øye- og hjernesvulster.
Når det gjelder det biologiskevitenskap, selv før midten av forrige århundre, var kroppens vitale funksjoner på ingen måte forbundet med eksistensen av magnetiske felt. Den vitenskapelige litteraturen ble av og til fylt opp med enkeltmeldinger om en eller annen av deres medisinske effekter. Men siden sekstitallet har publikasjoner om magnetens biologiske egenskaper vært et snøskred.
Dengang og nå
Forsøk på å behandle mennesker med det ble imidlertid gjort av alkymister allerede på 1500-tallet. Det har vært mange vellykkede forsøk på å kurere tannpine, nervøse lidelser, søvnløshet og mange problemer med indre organer. Det ser ut til at magneten fant sin bruk i medisin senest i navigasjon.
I det siste halve århundret har magnetiske armbånd vært mye brukt, populært blant pasienter med nedsatt blodtrykk. Forskere trodde seriøst på en magnets evne til å øke motstanden til menneskekroppen. Ved hjelp av elektromagnetiske enheter lærte de å måle hastigheten på blodstrømmen, ta prøver eller injisere nødvendige medisiner fra kapsler.
Magneten fjerner små metallpartikler som har f alt inn i øyet. Driften av elektriske sensorer er basert på dens handling (enhver av oss er kjent med prosedyren for å ta et elektrokardiogram). I vår tid blir samarbeidet mellom fysikere og biologer for å studere de underliggende mekanismene for påvirkningen av et magnetfelt på menneskekroppen stadig nærmere og mer nødvendig.
Neodymiummagnet: egenskaper og bruksområder
Neodymmagneter anses å ha maksimal innvirkning på menneskers helse. De består avneodym, jern og bor. Deres kjemiske formel er NdFeB. Den største fordelen med en slik magnet er den sterke effekten av feltet med en relativt liten størrelse. Så vekten til en magnet med en kraft på 200 gauss er omtrent 1 g. Til sammenligning har en jernmagnet med lik styrke en vekt som er omtrent 10 ganger større.
En annen utvilsom fordel med de nevnte magnetene er god stabilitet og evnen til å bevare de ønskede kvalitetene i hundrevis av år. I løpet av et århundre mister en magnet sine egenskaper med bare 1%.
Hvordan behandles neodymmagneter?
Det forbedrer blodsirkulasjonen, stabiliserer blodtrykket, bekjemper migrene.
Egenskapene til neodymmagneter begynte å bli brukt til behandling for rundt 2000 år siden. Omtaler av denne typen terapi finnes i manuskriptene til det gamle Kina. Behandlingen var da ved å påføre magnetiserte steiner på menneskekroppen.
Terapi fantes også i form av å feste dem til kroppen. Legenden hevder at Cleopatra skyldte sin utmerkede helse og overjordiske skjønnhet til konstant bruk av en magnetisk bandasje på hodet hennes. På 1000-tallet beskrev persiske forskere i detalj den gunstige effekten av egenskapene til neodymmagneter på menneskekroppen i tilfelle eliminering av betennelse og muskelspasmer. I følge datidens overlevende bevis kan man bedømme bruken av dem for å øke muskelstyrken, beinstyrken og redusere leddsmerter.
Fra alle sykdommer…
Bevis på effektiviteten av en slik påvirkning ble publisert i 1530år av den kjente sveitsiske legen Paracelsus. I sine skrifter beskrev legen de magiske egenskapene til en magnet som kan stimulere kroppens krefter og forårsake selvhelbredelse. Et stort antall sykdommer på den tiden begynte å bli overvunnet ved hjelp av en magnet.
Selvbehandling ved hjelp av dette middelet ble utbredt i USA i etterkrigsårene (1861-1865), da medisiner kategorisk manglet. Brukte det både som medisin og smertestillende.
Siden det 20. århundre har magnetens helbredende egenskaper fått vitenskapelig begrunnelse. I 1976 introduserte den japanske legen Nikagawa konseptet magnetfeltmangelsyndrom. Forskning har etablert de eksakte symptomene på det. De består i svakhet, tretthet, nedsatt ytelse og søvnforstyrrelser. Det er også migrene, ledd- og ryggsmerter, problemer med fordøyelsessystemet og kardiovaskulærsystemet i form av hypotensjon eller hypertensjon. Det gjelder syndromet og feltet gynekologi, og hudforandringer. Med bruk av magnetoterapi kan disse tilstandene normaliseres ganske vellykket.
Vitenskapen står ikke stille
Forskere fortsetter å eksperimentere med magnetiske felt. Det utføres forsøk både på dyr og fugler, og på bakterier. Betingelsene for et svekket magnetfelt reduserer suksessen til metabolske prosesser i eksperimentelle fugler og mus, bakterier slutter brått å formere seg. Med et langvarig feltunderskudd gjennomgår levende vev irreversible endringer.
Det er for å bekjempe alle slike fenomener og forårsaket avmagnetoterapi som sådan brukes av dem med en rekke negative konsekvenser. Det ser ut til at alle de nyttige egenskapene til magneter for tiden ikke er tilstrekkelig studert. Leger har mange interessante oppdagelser og nye utviklinger foran seg.