Semua orang telah lama terbiasa dengan objek seperti magnet. Kami tidak nampak sesuatu yang istimewa di dalamnya. Kami biasanya mengaitkannya dengan pelajaran fizik atau demonstrasi dalam bentuk helah sifat magnet untuk kanak-kanak prasekolah. Dan jarang sekali sesiapa terfikir tentang berapa banyak magnet yang mengelilingi kita dalam kehidupan seharian. Terdapat berpuluh-puluh daripada mereka di mana-mana apartmen. Magnet terdapat dalam peranti setiap pembesar suara, perakam pita, pencukur elektrik, jam tangan. Malah sebatang paku pun satu.
Dan apa lagi?
Kami - rakyat - tidak terkecuali. Terima kasih kepada arus bio yang mengalir dalam badan, terdapat corak garisan daya yang tidak kelihatan di sekeliling kita. Bumi adalah magnet yang besar. Dan lebih megah - bola plasma matahari. Dimensi galaksi dan nebula, yang tidak dapat difahami oleh minda manusia, jarang membenarkan idea bahawa semua ini juga magnet.
Sains moden memerlukan penciptaan magnet baharu yang besar dan sangat berkuasa, bidang penggunaannya dikaitkan dengan pelakuran termonuklear, penjanaan tenaga elektrik, pecutan zarah bercas dalam segerak, mengangkat kapal yang tenggelam. Cipta medan yang sangat kuat menggunakan sifat magnetikmagnet ialah salah satu masalah fizik moden.
Jelaskan konsep
Medan magnet ialah daya yang bertindak ke atas jasad dengan cas yang sedang bergerak. Ia "tidak berfungsi" dengan objek pegun (atau tanpa cas) dan berfungsi sebagai satu bentuk medan elektromagnet, yang wujud sebagai konsep yang lebih umum.
Jika badan boleh mencipta medan magnet di sekeliling mereka dan mengalami sendiri kuasa pengaruhnya, ia dipanggil magnet. Iaitu, objek ini dimagnetkan (mempunyai momen yang sepadan).
Bahan yang berbeza bertindak balas secara berbeza terhadap medan luaran. Mereka yang melemahkan tindakannya di dalam diri mereka dipanggil paramagnet, dan mereka yang menguatkannya dipanggil diamagnet. Bahan individu mempunyai sifat menguatkan medan magnet luar seribu kali ganda. Ini adalah feromagnet (kob alt, nikel dengan besi, gadolinium, serta sebatian dan aloi logam yang disebutkan). Mereka yang, setelah jatuh di bawah pengaruh medan luaran yang kuat, mereka memperoleh sifat magnetik, dipanggil magnet keras. Yang lain, mampu berkelakuan seperti magnet hanya di bawah pengaruh langsung medan dan berhenti begitu dengan kehilangannya, adalah magnet lembut.
Sedikit sejarah
Orang ramai telah mengkaji sifat-sifat magnet kekal sejak zaman dahulu lagi. Mereka disebut dalam tulisan saintis Yunani kuno sejak 600 tahun sebelum Masihi. Magnet semula jadi (asal semula jadi) boleh didapati dalam deposit bijih magnet. Magnet semula jadi yang paling terkenal disimpan di Tartuuniversiti. Beratnya 13 kilogram, dan beban yang boleh diangkat dengan bantuannya ialah 40 kg.
Manusia telah belajar mencipta magnet buatan menggunakan pelbagai ferromagnet. Nilai serbuk (daripada kob alt, besi, dan lain-lain) terletak pada keupayaan untuk menahan beban seberat 5000 kali beratnya sendiri. Spesimen tiruan boleh kekal (diperolehi daripada bahan magnet keras) atau elektromagnet yang mempunyai teras, bahannya adalah besi magnet lembut. Medan voltan di dalamnya timbul disebabkan oleh laluan arus elektrik melalui wayar belitan, yang dikelilingi oleh teras.
Buku serius pertama yang mengandungi percubaan untuk mengkaji secara saintifik sifat-sifat magnet ialah karya doktor London Gilbert, yang diterbitkan pada tahun 1600. Karya ini mengandungi keseluruhan maklumat yang tersedia pada masa itu mengenai kemagnetan dan elektrik, serta eksperimen pengarang.
Seseorang cuba menyesuaikan mana-mana fenomena sedia ada kepada kehidupan praktikal. Sudah tentu, magnet itu tidak terkecuali.
Cara magnet digunakan
Apakah sifat magnet yang telah diterima pakai oleh manusia? Skopnya sangat luas sehingga kami hanya boleh menyentuh secara ringkas pada peranti utama dan paling terkenal dan aplikasi item yang menarik ini.
Kompas ialah peranti yang terkenal untuk menentukan arah di atas tanah. Terima kasih kepadanya, mereka membuka jalan untuk pesawat dan kapal, pengangkutan darat, dan sasaran trafik pejalan kaki. Iniperanti boleh menjadi magnet (jenis penunjuk), digunakan oleh pelancong dan ahli topografi, atau bukan magnetik (kompas radio dan hidro).
Kompas pertama daripada magnet semula jadi dibuat pada abad ke-11 dan digunakan dalam navigasi. Tindakan mereka adalah berdasarkan putaran bebas dalam satah mendatar jarum panjang yang diperbuat daripada bahan magnet, seimbang pada paksi. Salah satu hujungnya sentiasa menghadap ke selatan, yang lain - utara. Oleh itu, anda sentiasa boleh mengetahui dengan tepat arah utama berkenaan mata kardinal.
Sfera Utama
Bidang di mana sifat magnet telah menemui aplikasi utamanya - radio dan kejuruteraan elektrik, instrumentasi, automasi dan telemekanik. Geganti, litar magnetik, dsb. diperoleh daripada bahan feromagnetik. Pada tahun 1820, sifat konduktor pembawa arus untuk bertindak pada jarum magnet telah ditemui, memaksa ia berpusing. Pada masa yang sama, penemuan lain telah dibuat - sepasang konduktor selari, yang melaluinya arus dari arah yang sama, mempunyai sifat tarikan bersama.
Disebabkan ini, andaian telah dibuat tentang punca sifat magnet. Semua fenomena sedemikian timbul berkaitan dengan arus, termasuk yang beredar di dalam bahan magnetik. Idea moden dalam sains selaras sepenuhnya dengan andaian ini.
Mengenai enjin dan penjana
Atas dasar itu, banyak jenis motor elektrik dan penjana elektrik telah dicipta, iaitu mesin jenis putaran, prinsip operasinya berdasarkan penukaran tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik (ucapankita bercakap tentang penjana) atau elektrik kepada mekanikal (tentang enjin). Mana-mana penjana beroperasi berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet, iaitu, EMF (daya gerak elektrik) berlaku dalam wayar yang bergerak dalam medan magnet. Motor elektrik berfungsi berdasarkan fenomena kejadian daya dalam wayar dengan arus diletakkan dalam medan melintang.
Menggunakan kekuatan interaksi medan dengan arus yang melalui lilitan belitan bahagian bergeraknya, peranti yang dipanggil kerja magnetoelektrik. Meter elektrik aruhan bertindak sebagai motor AC berkuasa baharu dengan dua belitan. Cakera konduktif yang terletak di antara belitan tertakluk kepada putaran oleh tork yang berkadar dengan input kuasa.
Dan dalam kehidupan seharian?
Dikuasakan oleh bateri kecil, jam tangan elektrik sudah biasa kepada semua orang. Peranti mereka, berkat penggunaan sepasang magnet, sepasang induktor dan transistor, jauh lebih mudah dari segi bilangan bahagian yang tersedia daripada jam tangan mekanikal.
Kunci jenis elektromagnet atau kunci silinder yang dilengkapi dengan unsur magnet semakin digunakan. Di dalamnya, kedua-dua kunci dan kunci dilengkapi dengan set gabungan. Apabila kunci yang betul memasuki kunci dengan baik, elemen dalaman kunci magnetik tertarik ke kedudukan yang diingini, yang membolehkan ia dibuka.
Peranti dinamometer dan galvanometer (peranti yang sangat sensitif untuk mengukur arus lemah) adalah berdasarkan tindakan magnet. Sifat-sifat magnet telah menemui aplikasi dalam pembuatan bahan pelelas. Jadidipanggil zarah kecil dan sangat keras tajam yang diperlukan untuk pemprosesan mekanikal (mengisar, menggilap, mengasar) pelbagai objek dan bahan. Semasa pengeluarannya, ferrosilicon, yang diperlukan dalam komposisi campuran, sebahagiannya mendap ke bahagian bawah relau, dan sebahagiannya dimasukkan ke dalam komposisi pelelas. Magnet diperlukan untuk mengeluarkannya dari sana.
Sains dan komunikasi
Disebabkan sifat magnet bahan, sains mempunyai keupayaan untuk mengkaji struktur pelbagai badan. Kami hanya boleh menyebut magnetokimia atau pengesanan kecacatan magnetik (kaedah mengesan kecacatan dengan mengkaji herotan medan magnet di kawasan produk tertentu).
Ia juga digunakan dalam pengeluaran peralatan gelombang mikro, sistem komunikasi radio (talian ketenteraan dan komersial), rawatan haba, di rumah dan dalam industri makanan (ketuhar gelombang mikro terkenal kepada semua orang). Hampir mustahil untuk menghitung semua peranti dan aplikasi teknikal yang paling kompleks di mana sifat magnet bahan digunakan hari ini dalam rangka satu artikel.
Bidang perubatan
Bidang diagnostik dan terapi perubatan juga tidak terkecuali. Terima kasih kepada pemecut linear elektron yang menjana sinar-X, terapi tumor dijalankan, rasuk proton dijana dalam siklotron atau sinkrotron, yang mempunyai kelebihan berbanding sinar-X dalam arah setempat dan meningkatkan kecekapan dalam rawatan tumor mata dan otak.
Bagi biologi pulasains, walaupun sebelum pertengahan abad yang lalu, fungsi penting badan sama sekali tidak dikaitkan dengan kewujudan medan magnet. Kesusasteraan saintifik kadangkala diisi semula dengan mesej tunggal tentang satu atau satu lagi kesan perubatannya. Tetapi sejak tahun enam puluhan, penerbitan tentang sifat biologi magnet telah menjadi runtuhan salji.
Dulu dan sekarang
Walau bagaimanapun, percubaan untuk merawat orang dengannya telah dibuat oleh ahli alkimia seawal abad ke-16. Terdapat banyak percubaan yang berjaya untuk menyembuhkan sakit gigi, gangguan saraf, insomnia dan banyak masalah dengan organ dalaman. Nampaknya magnet itu menemui penggunaannya dalam bidang perubatan selewat-lewatnya dalam navigasi.
Sejak setengah abad yang lalu, gelang magnet telah digunakan secara meluas, popular di kalangan pesakit yang mengalami tekanan darah terjejas. Para saintis sangat mempercayai keupayaan magnet untuk meningkatkan daya tahan tubuh manusia. Dengan bantuan peranti elektromagnet, mereka belajar mengukur kelajuan aliran darah, mengambil sampel atau menyuntik ubat yang diperlukan daripada kapsul.
Magnet mengeluarkan zarah logam kecil yang jatuh ke dalam mata. Operasi penderia elektrik adalah berdasarkan tindakannya (sesiapa daripada kita sudah biasa dengan prosedur untuk mengambil elektrokardiogram). Pada zaman kita, kerjasama ahli fizik dengan ahli biologi untuk mengkaji mekanisme asas pengaruh medan magnet pada tubuh manusia menjadi lebih dekat dan lebih diperlukan.
Magnet neodymium: sifat dan aplikasi
Magnet neodymium dianggap mempunyai kesan maksimum terhadap kesihatan manusia. Mereka terdiri daripadaneodymium, besi dan boron. Formula kimianya ialah NdFeB. Kelebihan utama magnet sedemikian adalah kesan kuat medannya dengan saiz yang agak kecil. Jadi, berat magnet dengan daya 200 gauss ialah kira-kira 1 g. Sebagai perbandingan, magnet besi dengan kekuatan yang sama mempunyai berat kira-kira 10 kali lebih besar.
Satu lagi kelebihan yang tidak diragukan dari magnet yang disebutkan ialah kestabilan yang baik dan keupayaan untuk mengekalkan kualiti yang diingini selama beratus-ratus tahun. Sepanjang satu abad, magnet kehilangan sifatnya hanya sebanyak 1%.
Bagaimana sebenarnya magnet neodymium dirawat?
Ia meningkatkan peredaran darah, menstabilkan tekanan darah, melawan migrain.
Sifat magnet neodymium mula digunakan untuk rawatan kira-kira 2000 tahun dahulu. Sebutan jenis terapi ini terdapat dalam manuskrip China kuno. Rawatan kemudiannya adalah dengan meletakkan batu bermagnet pada tubuh manusia.
Terapi juga wujud dalam bentuk melekatkannya pada badan. Legenda itu mendakwa bahawa Cleopatra berhutang kesihatannya yang sangat baik dan kecantikan yang tidak wajar kerana sentiasa memakai pembalut magnet di kepalanya. Pada abad ke-10, saintis Parsi menerangkan secara terperinci kesan bermanfaat sifat magnet neodymium pada tubuh manusia sekiranya berlaku penghapusan keradangan dan kekejangan otot. Menurut bukti yang masih ada pada masa itu, seseorang boleh menilai penggunaannya untuk meningkatkan kekuatan otot, kekuatan tulang dan mengurangkan sakit sendi.
Dari semua penyakit…
Bukti keberkesanan kesan sedemikian diterbitkan pada tahun 1530tahun oleh doktor Switzerland terkenal Paracelsus. Dalam tulisannya, doktor menerangkan sifat ajaib magnet yang boleh merangsang daya badan dan menyebabkan penyembuhan diri. Sebilangan besar penyakit pada zaman itu mula diatasi menggunakan magnet.
Rawatan diri dengan bantuan ubat ini telah tersebar luas di Amerika Syarikat pada tahun-tahun selepas perang (1861-1865), apabila ubat-ubatan sangat kekurangan. Menggunakannya sebagai ubat dan sebagai penghilang rasa sakit.
Sejak abad ke-20, sifat penyembuhan magnet telah mendapat justifikasi saintifik. Pada tahun 1976, doktor Jepun Nikagawa memperkenalkan konsep sindrom kekurangan medan magnet. Penyelidikan telah membuktikan simptom yang tepat baginya. Mereka terdiri daripada kelemahan, keletihan, penurunan prestasi dan gangguan tidur. Terdapat juga migrain, sakit sendi dan tulang belakang, masalah dengan sistem penghadaman dan kardiovaskular dalam bentuk hipotensi atau hipertensi. Ia melibatkan sindrom dan bidang ginekologi, dan perubahan kulit. Dengan penggunaan magnetoterapi, keadaan ini boleh agak berjaya dinormalisasi.
Sains tidak berdiam diri
Para saintis terus bereksperimen dengan medan magnet. Eksperimen dijalankan pada haiwan dan burung, dan bakteria. Keadaan medan magnet yang lemah mengurangkan kejayaan proses metabolik dalam burung dan tikus eksperimen, bakteria tiba-tiba berhenti membiak. Dengan defisit medan yang berpanjangan, tisu hidup mengalami perubahan yang tidak dapat dipulihkan.
Ia adalah untuk memerangi semua fenomena tersebut dan disebabkan olehmagnetoterapi seperti itu digunakan oleh mereka dengan pelbagai akibat negatif. Nampaknya pada masa ini semua sifat berguna magnet belum dikaji dengan secukupnya. Doktor mempunyai banyak penemuan menarik dan perkembangan baharu di hadapan.
