Per pastaruosius 50 metų visos mokslo šakos sparčiai žengė į priekį. Tačiau perskaičius daugybę žurnalų apie magnetizmo ir gravitacijos prigimtį, galima daryti išvadą, kad žmogui kyla dar daugiau klausimų nei anksčiau.
Magnetizmo ir gravitacijos prigimtis
Visiems akivaizdu ir suprantama, kad išmesti objektai greitai krenta ant žemės. Kas juos traukia? Galime drąsiai manyti, kad juos traukia kažkokios nežinomos jėgos. Tos pačios jėgos vadinamos natūralia gravitacija. Po to kiekvienas besidomintis susiduria su daugybe ginčų, spėliojimų, prielaidų ir klausimų. Kokia yra magnetizmo prigimtis? Kas yra gravitacinės bangos? Kokios įtakos dėka jie susidaro? Kokia jų esmė ir dažnumas? Kaip jie veikia aplinką ir kiekvieną žmogų atskirai? Kaip racionaliai šį reiškinį galima panaudoti civilizacijos labui?
Magnetizmo samprata
Devyniolikto amžiaus pradžioje fizikas Hansas Christianas Oerstedas atrado elektros srovės magnetinį lauką. Tai davėgalimybė daryti prielaidą, kad magnetizmo prigimtis yra glaudžiai susijusi su elektros srove, kuri susidaro kiekvieno iš esamų atomų viduje. Kyla klausimas, kokiais reiškiniais galima paaiškinti antžeminio magnetizmo prigimtį?
Iki šiol buvo nustatyta, kad magnetinius laukus įmagnetintuose objektuose daugiausia sukuria elektronai, kurie nuolat sukasi aplink savo ašį ir aplink esamo atomo branduolį.
Jau seniai nustatyta, kad chaotiškas elektronų judėjimas yra tikra elektros srovė, o jos praėjimas išprovokuoja magnetinio lauko atsiradimą. Apibendrinant šią dalį, galime drąsiai teigti, kad elektronai dėl chaotiško judėjimo atomų viduje sukuria vidines atomines sroves, kurios savo ruožtu prisideda prie magnetinio lauko atsiradimo.
Bet kokia yra to priežastis, kad skirtingais dalykais magnetinis laukas turi reikšmingų savo vertės skirtumų, taip pat skirtingos įmagnetinimo jėgos? Taip yra dėl to, kad nepriklausomų elektronų judėjimo ašys ir orbitos atomuose gali būti įvairiose padėtyse viena kitos atžvilgiu. Tai lemia tai, kad judančių elektronų sukuriami magnetiniai laukai taip pat yra atitinkamose padėtyse.
Taigi, reikia pažymėti, kad aplinka, kurioje atsiranda magnetinis laukas, jį veikia tiesiogiai, padidindama arba susilpnindama patį lauką.
Medžiagos, kurių magnetinis laukas susilpnina susidarantį lauką, vadinamos diamagnetinėmis, o medžiagos, kurios labai silpnai stiprinamagnetinis laukas vadinamas paramagnetiniu.
Medžiagų magnetinės savybės
Pažymėtina, kad magnetizmo prigimtį sukuria ne tik elektros srovė, bet ir nuolatiniai magnetai.
Nuolatiniai magnetai gali būti pagaminti iš nedaugelio Žemėje esančių medžiagų. Tačiau verta paminėti, kad visi objektai, kurie bus magnetinio lauko spinduliu, bus įmagnetinti ir taps tiesioginiais magnetinio lauko š altiniais. Išanalizavus tai, kas išdėstyta aukščiau, verta pridurti, kad magnetinės indukcijos vektorius, esant medžiagai, skiriasi nuo vakuuminės magnetinės indukcijos vektoriaus.
Ampère'o hipotezė apie magnetizmo prigimtį
Priežasties ir pasekmės ryšį, dėl kurio ryšį tarp kūnų turėjimo magnetinėmis savybėmis atrado žymus prancūzų mokslininkas Andre-Marie Ampère'as. Bet kokia yra Ampère'o hipotezė apie magnetizmo prigimtį?
Istorija prasidėjo dėl stipraus įspūdžio apie tai, ką mokslininkas matė. Jis buvo Oerstedo Lmiero tyrimo liudininkas, kuris drąsiai teigė, kad Žemės magnetizmo priežastis yra nuolat per Žemės rutulį sklindančios srovės. Buvo įdėtas esminis ir reikšmingiausias indėlis: kūnų magnetines ypatybes galima paaiškinti nuolatine srovių cirkuliacija juose. Po to, kai Ampere padarė tokią išvadą: bet kurio iš esamų kūnų magnetines savybes lemia uždara jų viduje tekančių elektros srovių grandinė. Fiziko pareiškimas buvo drąsus ir drąsus poelgis, nes jis išbraukė visus ankstesniusatradimai, paaiškinantys magnetines kūnų savybes.
Elektronų ir elektros srovės judėjimas
Ampère’o hipotezė teigia, kad kiekvieno atomo ir molekulės viduje yra elementarus ir cirkuliuojantis elektros srovės krūvis. Verta paminėti, kad šiandien jau žinome, kad tos pačios srovės susidaro dėl chaotiško ir nuolatinio elektronų judėjimo atomuose. Jei sutartos plokštumos yra atsitiktinai viena kitos atžvilgiu dėl molekulių šiluminio judėjimo, tai jų procesai yra tarpusavyje kompensuojami ir neturi visiškai jokių magnetinių savybių. O įmagnetintame objekte paprasčiausios srovės nukreiptos į tai, kad jų veiksmai būtų suderinti.
Ampère'o hipotezė gali paaiškinti, kodėl magnetinės adatos ir rėmeliai su elektros srove magnetiniame lauke elgiasi identiškai. Rodyklė, savo ruožtu, turėtų būti laikoma mažų srovę nešančių grandinių, kurios nukreiptos identiškai, kompleksu.
Ypatinga paramagnetinių medžiagų grupė, kurios magnetinis laukas yra labai sustiprintas, vadinama feromagnetinėmis. Šios medžiagos apima geležį, nikelį, kob altą ir gadolinį (ir jų lydinius).
Bet kaip paaiškinti nuolatinių magnetų magnetizmo prigimtį? Magnetinius laukus feromagnetai sudaro ne tik dėl elektronų judėjimo, bet ir dėl jų pačių chaotiško judėjimo.
Kampinis momentas (tinkamas sukimo momentas) įgavo pavadinimą – sukimasis. Elektronai visą egzistavimo laiką sukasi aplink savo ašį ir turėdami krūvį kartu sukuria magnetinį laukąsu lauku, susidariusiu dėl jų judėjimo orbitoje aplink branduolius.
Temperatūra Marie Curie
Temperatūra, kurią viršijus feromagnetinė medžiaga praranda įmagnetinimą, gavo specifinį pavadinimą – Kiuri temperatūra. Juk šį atradimą padarė prancūzų mokslininkas tokiu vardu. Jis padarė išvadą, kad jei įmagnetintas objektas bus labai įkaitintas, jis nebegalės pritraukti daiktų, pagamintų iš geležies.
Feromagnetai ir jų panaudojimas
Nepaisant to, kad feromagnetinių kūnų pasaulyje nėra tiek daug, jų magnetinės savybės yra labai praktiškos naudos ir svarbos. Ritės šerdis, pagaminta iš geležies arba plieno, daug kartų sustiprina magnetinį lauką, neviršydama srovės suvartojimo ritėje. Šis reiškinys labai padeda taupyti energiją. Šerdys yra pagamintos tik iš feromagnetų, ir nesvarbu, kokiam tikslui ši dalis bus naudojama.
Magnetinio įrašymo metodas
Feromagnetų pagalba gaminamos aukščiausios klasės magnetinės juostos ir miniatiūrinės magnetinės plėvelės. Magnetinės juostos plačiai naudojamos garso ir vaizdo įrašymo srityse.
Magnetinė juosta yra plastikinis pagrindas, sudarytas iš PVC arba kitų komponentų. Ant jo padengiamas sluoksnis, kuris yra magnetinis lakas, kurį sudaro daug labai mažų adatos formos geležies ar kito feromagneto dalelių.
Įrašymo procesas atliekamas į juostą dėkaelektromagnetai, kurių magnetinis laukas dėl garso virpesių keičiasi laiku. Juostelei judant šalia magnetinės galvutės, kiekviena plėvelės dalis yra įmagnetinama.
Gravitacijos prigimtis ir jos sąvokos
Visų pirma verta pažymėti, kad gravitacija ir jos jėgos yra įtrauktos į visuotinės gravitacijos dėsnį, kuris teigia, kad: du materialūs taškai traukia vienas kitą jėga, tiesiogiai proporcinga jų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga. į atstumo tarp jų kvadratą.
Šiuolaikinis mokslas gravitacinės jėgos sampratą pradėjo vertinti kiek kitaip ir aiškina ją kaip pačios Žemės gravitacinio lauko veikimą, kurio kilmė, deja, dar nenustatyta.
Apibendrinant visa tai, kas išdėstyta pirmiau, norėčiau pastebėti, kad viskas mūsų pasaulyje yra glaudžiai tarpusavyje susiję ir nėra didelio skirtumo tarp gravitacijos ir magnetizmo. Galų gale, gravitacija turi tą patį magnetizmą, tik ne dideliu mastu. Žemėje neįmanoma atplėšti objekto nuo gamtos – pažeidžiamas magnetizmas ir gravitacija, o tai ateityje gali gerokai apsunkinti civilizacijos gyvenimą. Reikia skinti didžiųjų mokslininkų mokslinių atradimų vaisius ir siekti naujų laimėjimų, tačiau visus faktus reikia naudoti racionaliai, nekenkiant gamtai ir žmonijai.
