Interaksi magnetik objek ialah salah satu proses asas yang mengawal segala-galanya di Alam Semesta. Manifestasi yang boleh dilihat adalah fenomena magnetik. Antaranya ialah cahaya utara, tarikan magnet, ribut magnet dan lain-lain. Bagaimanakah ia timbul? Apakah itu?
Magnetisme
Fenomena dan sifat magnet secara kolektif dirujuk sebagai kemagnetan. Kewujudan mereka telah diketahui sejak sekian lama. Diandaikan bahawa seawal empat ribu tahun dahulu, orang Cina menggunakan pengetahuan ini untuk mencipta kompas dan mengemudi perjalanan laut. Menjalankan eksperimen dan mengkaji secara serius fenomena magnet fizikal bermula hanya pada abad ke-19. Hans Oersted dianggap sebagai salah seorang penyelidik pertama dalam bidang ini.
Fenomena magnet boleh berlaku di Angkasa dan di Bumi, dan hanya muncul dalam medan magnet. Medan sedemikian timbul daripada cas elektrik. Apabila cas tidak bergerak, medan elektrik terbentuk di sekelilingnya. Apabila mereka bergerak - medan magnet.
Iaitu, fenomena medan magnet berlaku dengan kemunculanarus elektrik atau medan elektrik berselang-seli. Ini adalah kawasan ruang di mana daya bertindak yang mempengaruhi magnet dan konduktor magnet. Ia mempunyai arahnya sendiri dan berkurangan apabila ia bergerak menjauhi sumbernya - konduktor.
Magnet
Badan di sekelilingnya terbentuk medan magnet dipanggil magnet. Yang terkecil ialah elektron. Tarikan magnet adalah fenomena magnet fizikal yang paling terkenal: jika anda melampirkan dua magnet antara satu sama lain, ia akan menarik atau menolak. Ini semua tentang kedudukan mereka berbanding satu sama lain. Setiap magnet mempunyai dua kutub: utara dan selatan.
Kutub dengan nama yang sama menolak antara satu sama lain, manakala kutub bertentangan, sebaliknya, menarik. Jika dibelah dua, kutub utara dan selatan tidak akan berpisah. Hasilnya, kita akan mendapat dua magnet, setiap satunya juga akan mempunyai dua kutub.
Terdapat beberapa bahan yang bersifat magnetik. Ini termasuk besi, kob alt, nikel, keluli, dll. Antaranya terdapat cecair, aloi, sebatian kimia. Jika magnet dipegang berhampiran magnet, ia akan menjadi satu sendiri.
Bahan seperti besi tulen dengan mudah memperoleh harta ini, tetapi juga dengan cepat mengucapkan selamat tinggal kepadanya. Lain-lain (seperti keluli) mengambil masa lebih lama untuk dimagnetkan tetapi mengekalkan kesannya untuk masa yang lama.
Memagnetkan
Kami telah menetapkan di atas bahawa medan magnet timbul apabila zarah bercas bergerak. Tetapi apakah jenis pergerakan yang boleh kita bincangkan, sebagai contoh, dalam sekeping besi yang tergantung pada peti sejuk? Semuabahan terdiri daripada atom, yang mengandungi zarah yang bergerak.
Setiap atom mempunyai medan magnetnya sendiri. Tetapi, dalam sesetengah bahan, medan ini diarahkan secara rawak ke arah yang berbeza. Kerana ini, satu medan besar tidak dicipta di sekeliling mereka. Bahan sedemikian tidak mampu menjadi magnet.
Dalam bahan lain (besi, kob alt, nikel, keluli) atom dapat berbaris supaya semuanya menghala dengan cara yang sama. Akibatnya, medan magnet biasa terbentuk di sekelilingnya dan badan menjadi magnet.
Ternyata kemagnetan jasad adalah susunan medan atomnya. Untuk memecahkan perintah ini, cukup untuk memukulnya dengan kuat, sebagai contoh, dengan tukul. Medan atom akan mula bergerak secara huru-hara dan kehilangan sifat magnetnya. Perkara yang sama akan berlaku jika bahan dipanaskan.
Induksi magnetik
Fenomena magnet dikaitkan dengan cas bergerak. Jadi, di sekeliling konduktor dengan arus elektrik, medan magnet pasti akan timbul. Tetapi bolehkah ia menjadi sebaliknya? Ahli fizik Inggeris Michael Faraday pernah bertanya soalan ini dan menemui fenomena aruhan magnetik.
Beliau membuat kesimpulan bahawa medan tetap tidak boleh menyebabkan arus elektrik, tetapi boleh ubah. Arus berlaku dalam litar tertutup medan magnet dan dipanggil aruhan. Dalam kes ini, daya gerak elektrik akan berubah mengikut kadar perubahan dalam kelajuan medan yang meresap litar.
Penemuan Faraday merupakan satu kejayaan sebenar dan membawa manfaat yang besar kepada pengeluar elektrik. Terima kasih kepadanya, ia menjadi mungkin untuk menerima arus daripada tenaga mekanikal. Undang-undang yang disimpulkan oleh saintis telah digunakan dandigunakan dalam peranti motor elektrik, pelbagai penjana, transformer, dsb.
Medan magnet bumi
Jupiter, Neptunus, Zuhal dan Uranus mempunyai medan magnet. Planet kita tidak terkecuali. Dalam kehidupan biasa, kita hampir tidak menyedarinya. Ia tidak ketara, tidak mempunyai rasa atau bau. Tetapi dengannya fenomena magnetik dalam alam semula jadi dikaitkan. Seperti aurora, ribut magnet atau magnetoreception pada haiwan.
Pada asasnya, Bumi ialah magnet yang besar, tetapi tidak terlalu kuat, yang mempunyai dua kutub yang tidak bertepatan dengan kutub geografi. Garis magnet meninggalkan Kutub Selatan planet dan memasuki Utara. Ini bermakna sebenarnya Kutub Selatan Bumi ialah kutub utara magnet (oleh itu mengapa di Barat kutub selatan dilambangkan dengan warna biru - S, dan dalam warna merah menandakan kutub utara - N).
Medan magnet menjangkau ratusan kilometer dari permukaan planet. Ia berfungsi sebagai kubah tidak kelihatan yang memantulkan sinaran galaksi dan suria yang kuat. Semasa perlanggaran zarah sinaran dengan kulit bumi, banyak fenomena magnetik terbentuk. Mari lihat yang paling terkenal daripada mereka.
Ribut magnet
Matahari mempunyai pengaruh yang kuat terhadap planet kita. Ia bukan sahaja memberi kita haba dan cahaya, tetapi juga mencetuskan fenomena magnet yang tidak menyenangkan seperti ribut. Penampilan mereka dikaitkan dengan peningkatan dalam aktiviti suria dan proses yang berlaku di dalam bintang ini.
Bumi sentiasa dipengaruhi oleh pengaliran zarah terion daripada Matahari. Mereka bergerak dengankelajuan 300-1200 km/s dan dicirikan sebagai angin suria. Tetapi dari semasa ke semasa, semburan mendadak sejumlah besar zarah ini berlaku pada bintang. Ia bertindak seperti hentakan pada kulit bumi dan menyebabkan medan magnet berayun.
Ribut seperti itu biasanya berlangsung sehingga tiga hari. Pada masa ini, sesetengah penduduk planet kita berasa tidak sihat. Getaran cangkang dicerminkan dalam diri kita dengan sakit kepala, peningkatan tekanan dan kelemahan. Dalam seumur hidup, seseorang mengalami purata 2,000 ribut.
Lampu Utara
Terdapat juga fenomena magnet yang lebih menyenangkan di alam semula jadi - cahaya utara atau aurora. Ia menunjukkan dirinya dalam bentuk cahaya langit dengan warna yang berubah dengan cepat, dan berlaku terutamanya di latitud tinggi (67-70 °). Dengan aktiviti Matahari yang kuat, sinaran diperhatikan lebih rendah lagi.
Kira-kira 64 kilometer di atas kutub, zarah suria bercas bertemu dengan medan magnet yang jauh. Di sini, sebahagian daripada mereka menuju ke kutub magnet Bumi, tempat mereka berinteraksi dengan gas-gas atmosfera, itulah sebabnya aurora muncul.
Spektrum cahaya bergantung pada komposisi udara dan jarangnya. Cahaya merah berlaku pada ketinggian 150 hingga 400 kilometer. Warna biru dan hijau dikaitkan dengan kandungan oksigen dan nitrogen yang tinggi. Ia berlaku pada ketinggian 100 kilometer.
Magnitoreception
Sains utama yang mengkaji fenomena magnetik ialah fizik. Walau bagaimanapun, sesetengah daripada mereka mungkin juga berkaitan dengan biologi. Sebagai contoh, sensitiviti magnet kehidupanorganisma - keupayaan untuk mengenali medan magnet Bumi.
Banyak haiwan, terutamanya spesies yang berhijrah, mempunyai hadiah unik ini. Keupayaan untuk magnetoreception ditemui dalam kelawar, merpati, penyu, kucing, rusa, beberapa bakteria, dll. Ia membantu haiwan menavigasi di angkasa dan mencari rumah mereka, bergerak menjauhinya sejauh berpuluh-puluh kilometer.
Jika seseorang menggunakan kompas untuk orientasi, maka haiwan menggunakan alat semula jadi sepenuhnya. Para saintis belum dapat menentukan dengan tepat bagaimana dan mengapa magnetoreception berfungsi. Tetapi diketahui bahawa burung merpati dapat mencari rumah mereka walaupun mereka dibawa beratus-ratus kilometer darinya, sambil menutup burung itu dalam kotak gelap sepenuhnya. Penyu mencari tempat kelahirannya walaupun bertahun-tahun kemudian.
Terima kasih kepada "kuasa besar" mereka, haiwan menjangkakan letusan gunung berapi, gempa bumi, ribut dan malapetaka lain. Ia sensitif kepada turun naik dalam medan magnet, yang meningkatkan keupayaan untuk memelihara diri.
