Причина, по которой магнит притягивает железо, связана с его ферромагнетизмом, который также называют сильным магнетизмом. И не только железо. В новом выпуске программы обратимся к учебнику физики и выясним, почему магнит обладает свойством притягивать предметы. Почему постоянный магнит притягивает железо? У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Хотя два исследователя работали и параллельно, почему-то именно Сагава единолично считается изобретателем неодимового магнита.
Подносим магнит к яблоку: ищем железо внутри
Краткое объяснение причин по которым магнит может притягивать железо. тем хуже притягиваются. Притягивается ли алюминиевая фольга в магнит? Почему магнит притягивает металл? Магниты привлекают любые металлы, которые сделаны из железа или металлов с железом в них. Неодимовые магниты содержат железо, а это значит, что они подвержены коррозии. Даже элементарная влага из воздуха способна привести со временем к появлению ржавчины, ослаблению мощности, разрушению.
Глава 34. Магнетизм. Опыт и теория
Линии магнитного поля проходят в виде окружностей или эллипсов от одного полюса к другому, поэтому притягивающая сила будет менять величину и направление, если двигать кусок металла вдоль поверхности магнита. Если насыпать на лист бумаги, положенный на магнит, железные опилки, то они выстроятся вдоль линий магнитного поля, которое этот магнит создаёт. Поделитесь новостью с друзьями:.
Давайте же в этой статье рассмотрим причину и природу, что стоит в основе работы магнита. Итак, прежде всего начнём со следующего. Думаю Вам приходилось слышать, что основой работы любых электрических приборов является движение электрического тока по внутренним цепям устройства. Электрический ток представляет собой маленькие электрические частицы, имеющие определённый электрический заряд и упорядоченно передвигаемые внутри проводников всего того, что проводит через себя ток при появлении такой возможности когда возникает замкнутая цепь.
Частицы с отрицательным зарядом принято называть электронами. Именно они в твёрдых веществах совершают свою работу передвижение. В жидких и газообразных веществах передвигаются ионы, имеющие плюсовой заряд. Какая же связь между электрически заряженными частицами и магнитами, выражающую его суть? А связь прямая! Учёными давно было установлено, что магнитное поле возникает именно вокруг движущегося электрического заряда.
Также Вы могли слышать о том, что магнитные поля существуют вокруг обычных проводов, по которым движется ток. Как только ток прекращает своё движение, то и электромагнитное поле также пропадает. Это суть и условие возникновения магнитного поля. Из школьной физики известно, что любые окружающие нас вещи и предметы состоят из атомов и молекул достаточно мелких элементарных частиц.
Октябрьский Республики Башкортостан. Березина г. Уфы Саломасовой Вере Валентиновне. Вопрос: Так что же такое МРТ и в чем суть этого метода? Данный метод обследования был основан в 1973 году. Магнитно-резонансная томография — МРТ или ядерно-магнитный резонанс ЯМР — метод получения изображений внутренних органов без использования рентгеновских лучей и радиации. И в этом есть главный плюс магнитно-резонансной томографии: нет гамма-лучевого воздействия на обследуемого человека нет. Вопрос: Какова роль магнита в данной диагностике? Аппарат для проведения МР-томографии представляет собой большой магнит. Магнит является самой дорогой частью МР томографа, создающей сильное устойчивое магнитное поле. Тело человека находится в его полости, которая защищена пластиковым корпусом. При этом такое изучение тканей не приводит к наступлению патологических состояний. Вопрос: Имеются ли противопоказания такого метода диагностики? К абсолютным противопоказаниям этого метода диагностики относят: наличие несъемных электронных устройств; присутствие в организме металлических инородных тел; наличие внутричерепных аневризм, клипированных ферромагнитным материалом; наличие татуировок на теле с содержанием металлических соединений Приложение 4. Если роль магнита для улучшения качества воды под сомнением, то необходимость его для диагностики некоторых заболеваний несомненна. Магнитотерапия в домашних условиях Мы решили пронаблюдать влияние магнитной повязки на голову и магнитного наколенника в домашних условиях в течение нескольких дней. Эти предметы предназначены для снятия болевого синдрома и воспалительных процессов, так как при их применении активизируется поступление кислорода к тканям, а также для лечения заболеваний сосудов, суставов, путем воздействия постоянного магнитного поля на биологически активные зоны человека. Эксперимент проводили на моем отце, страдающем от постоянных головных болей и спортивных травм коленей. Опыт 1. Магнитная повязка для головы. Повязка изготовлена из мягкой эластичной ткани и содержит 4 постоянных магнита, расположенных на одном уровне северным полюсом к телу, создающих магнитное поле силой 800 Гаусс. Боль притуплялась примерно в течение часа. Повязку можно носить до появления положительного эффекта, но не более 6 часов подряд. Общая продолжительность использования повязки зависит от тяжести заболевания и индивидуальной переносимости. Теперь папа старается обходиться без лекарств и, даже если нет головных болей, он ежедневно надевает повязку перед сном. Опыт 2. Магнитный наколенник. Наколенник изготовлен из мягкой эластичной ткани черного или синего цвета Наколенник содержит 16 постоянных магнитов силой до 1000 Гаусс, расположенных равномерно по обе стороны от коленного сустава. В течение дня папа носит обычный наколенник, на ночь до утра надевает магнитный. Боль успокаивается через продолжительное количество времени в состоянии покоя. Носить наколенник можно длительное время, до появления положительного эффекта. Длительность ношения наколенника зависит от индивидуальной переносимости. Итак, результативность применения магнита для снятия болевого синдрома и временного облегчения доказана Приложение 5. Эксперименты с магнитом Эксперимент 1. Делаем электромагнит! Для создания электромагнита понадобится тонкая медная проволока, две батарейки, бокс для батареек, бумага на неё будем наматывать медную проволоку , стальной стержень. Он необходим для усиления магнитного поля катушки. Мы обернули бумагой стальной стержень и намотали проволоку. Медная проволока должна наматываться ровно, без пробелов. Зачистили концы проволоки.
При грамотном выборе места для поисковых работ удается обнаружить очень ценные и интересные находки. Хорошо притягиваются царские монеты, которые выпускались на монетном дворе Екатеринбурга. За это стоит благодарить высокое содержание железа в руде на одном из медных приисков. Кроме того, поисковикам часто попадаются монеты времен Анны Иоанновны — в их составе присутствует никель. Выгодно заказывайте поисковые магниты Двусторонний поисковый магнит F120x2 Интернет-магазин «Мир Магнитов» предлагает вам выбрать поисковый магнит с подходящим усилием отрыва, чтобы успешно решать любые поставленные задачи. Оформляйте заказ с привлекательными условиями доставки по всей России и в страны СНГ, и отправляйтесь к перспективному месту, чтобы обнаружить различные ценные и интересные объекты.
Притягивает ли магнит железо?
| ПОЧЕМУ МАГНИТ ПРИТЯГИВАЕТ ЖЕЛЕЗО | Притягивается ли алюминиевая фольга в магнит? |
| Суть магнита. Почему магниты магнитят. Природа и принцип действия магнитов и электромагнитов. | Корабли не разваливались, но магнит притягивает железо. |
Расплавленное железо против магнита: увлекательный эксперимент
Трудно найти человека, который бы не знал, что такое магнит. Точнее о том, что некий металлообразный кусок может притягивать к себе различные железные предметы, а также взаимно притягиваться или взаимно отталкиваться от другого такого же магнита. Но вот саму природу подобных явлений знает далеко не каждый. Хотя суть магнита не таит в себе особых тайн и сложностей.
Всё в нём достаточно просто. Давайте же в этой статье рассмотрим причину и природу, что стоит в основе работы магнита. Итак, прежде всего начнём со следующего.
Думаю Вам приходилось слышать, что основой работы любых электрических приборов является движение электрического тока по внутренним цепям устройства. Электрический ток представляет собой маленькие электрические частицы, имеющие определённый электрический заряд и упорядоченно передвигаемые внутри проводников всего того, что проводит через себя ток при появлении такой возможности когда возникает замкнутая цепь. Частицы с отрицательным зарядом принято называть электронами.
Именно они в твёрдых веществах совершают свою работу передвижение. В жидких и газообразных веществах передвигаются ионы, имеющие плюсовой заряд. Какая же связь между электрически заряженными частицами и магнитами, выражающую его суть?
А связь прямая!
Достаточно чувствительный счетчик Гейгера может обнаруживать небольшую степень излучения в урановом стекле с более высокой долей урана. Но большинство кусков уранового стекла эксперты считают безвредными и лишь незначительно радиоактивными. Реагирует ли урановое стекло на магнит? Уран - парамагнитный элемент, поэтому да, он реагирует. На видео автор демонстрирует, как различные элементы, в том числе урановое стекло, реагируют на сверхсильный круглый магнит диаметром 50 мм. Каждый элемент кладется на кусок пенопласта в таз с водой: 22 Можно ли зарядить или «перезарядить» постоянный магнит? Старый магнит можно перезарядить новым сильным неодимовым магнитом, если он не разряжен полностью. Сначала определите полюса слабого магнита.
Затем протрите северный полюс нового магнита северным полюсом нового магнита - в одном направлении от центра к краю. Сделайте то же самое для Южного полюса. Поле Хальбаха - это особое расположение постоянных магнитов. Для магнита магнитное поле имеет одинаковую силу с обеих сторон магнита. Расположение магнитов по Гальбаху усиливает магнитное поле на одной стороне магнита, в то время как поле на другой стороне является слабым. В коротком видео ниже вы увидите, как одна сторона набора постоянных магнитов, расположенных в соответствии с полем Хальбаха, магнитно намного сильнее, чем другая. Мендосинский мотор - это левитирующий электродвигатель, работающий от солнечной энергии. Для работы электродвигателя необходим прямой солнечный свет. Двигатель обычно питает четыре монокристаллических солнечных элемента.
Каждая из этих ячеек вырабатывает электричество, когда она находится в верхнем положении - когда она освещена солнечным светом. Затем солнечные панели проводят электричество к катушке. Эта катушка с электромагнитными свойствами становится магнитной и притягивается к постоянному магниту в основании. Благодаря этому ротор многократно вращается, и таким образом отдельные панели чередуются. Скорость вращения ротора зависит от интенсивности падающего света. Чем ярче свет, тем быстрее он будет вращаться. Чтобы лучше понять, посмотрите видео: Смотрите также: Возможно ли создание вечного двигателя на неодимовых магнитах? Супердиамагнетизм связан со сверхпроводимостью. Сверхпроводник - это материал, который при охлаждении ниже критической температуры практически не показывает сопротивления проводимости электричества.
Он супердиамагнитен, то есть отталкивает силовые линии магнитного поля, такие как сильные магниты, внутри своего объема. Диамагнитные вещества отталкивают друг друга от магнита. Сверхпроводящие магниты используются, например, в парящих поездах на магнитной подвеске, где они встраиваются в нижнюю часть шасси поезда. Кубический магнит, парящий над сверхпроводящим материалом Поезд на магнитной подвеске 26 Чувствительны ли живые существа к магнетизму? Да, некоторые животные чувствительны к магнетизму. Они воспринимают силовые линии, проходящие между магнитными полюсами Земли, и в результате ориентируются в своих долгих путешествиях. Исследователи полагают, что голуби и перелетные птицы используют микроскопические частицы магнетита в своей голове, чтобы ориентироваться, а также криптохромы в глазах птиц. Криптохромы в сетчатке глаза также помогают осьминогам ориентироваться. Исследователи также обнаружили частицы магнетита у бактерий, лосося, морских черепах, дельфинов, полевок и некоторых млекопитающих.
Смотрите также: Как акулы используют закон Ома и теорию вероятности 27 Что такое Курская магнитная аномалия? Магнитная аномалия возникает в земной коре - на глубине до 70 км от поверхности земли. Он характеризуется существенно отличающейся от окружающей геологической среды намагниченностью. Магнитная аномалия вызвана аномальной концентрацией железосодержащих минералов. Одной из таких аномалий является Курская магнитная аномалия в России. Это территория с огромными залежами железной руды и крупнейшая магнитная аномалия на Земле. Курская магнитная аномалия Михаил Блинников утверждает в книге «География России и ее соседей», что под землей находится около 31 миллиарда метрических тонн железной руды. Из-за огромного количества железа здесь не работают магнитные компасы - вместо севера стрелка компаса указывает почти в противоположную сторону. Другими известными аномалиями являются, например, магнитная аномалия Банги в Центральной Африке или магнитная аномалия Тигами в Канаде.
Благодаря подводным течениям и приливам океаны, вероятно, могут влиять и изменять курс магнетизма нашей планеты - они могут создавать свой собственный магнетизм. Как это возможно? Согласно теории ученых, соленая вода, которая постоянно течет с приливами, создает электрический ток по всей планете. И этот электрический ток притягивает магнитное поле глубоко под земной корой. Притягивает ли неодимовый магнит яблоко? Поставьте банки из-под лимонада или пива друг на друга и положите на них деревянную палочку. Вы можете использовать, например, китайские палочки для еды, которые вы склеиваете. Соедините два яблока китайской палочкой и повесьте их веревкой на палочке на подставке. Как вы можете видеть на видео ниже.
Затем медленно поднесите сверхсильный неодимовый магнит ближе к яблокам, и яблоки начнут медленно двигаться. Как может яблоко реагировать на магнит?
Принцип его работы построен на создании магнитного поля при помощи движущихся электронов. В целом электрон является простейшим магнитом. А любая заряженная частица, находящаяся в движении, образует магнитное поле. Если движущихся частиц много, а их перемещение происходит вокруг одной оси, получается тело с магнитными свойствами.
Почему в таком случае магнит не притягивает все вещества подряд? В состав атома входит ядро, а также электроны, вращающиеся вокруг него. У электронов есть специальные уровни, по которым они вращаются, или орбиты. На каждом таком уровне расположено по 2 электрона. Причем вращаются они в разных направлениях. Однако есть вещества под названием ферромагнетики.
Некоторые электроны у них непарные. Соответственно, определенное их количество может вращаться в одном и том же направлении. Так создается магнитное поле вокруг каждого атома вещества. Обычно атомы находятся в произвольном порядке. В таком случае поля уравновешивают друг друга. Но если же направить магнитные поля всех атомов в одном направлении, получается магнит.
Примечательно, что притягиваться могут разные металлы и другие вещества, но намного слабее по сравнению с ферромагнетиками. Чтобы ощутить притяжение, необходимо задействовать очень сильный магнит. Направление магнитного поля К ферромагнетикам относятся такие металлы, как железо, кобальт, никель, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий. Также аналогичными свойствами характеризуются некоторые металлические сплавы и соединения. Количество ферромагнетиков неметаллического происхождения не так велико или пока мало изучено. К ним относится, например, оксид хрома.
Магнитной восприимчивостью характеризуются вещества преимущественно металлы , которые обладают определенной структурой. Их называют ферромагнетиками — это вещества, у которых магнитные поля атомов складываются в одном направлении. Помимо железа, к ферромагнетикам относятся кобальт, никель, тербий, гадолиний, диспрозий, гольмий, эрбий. Также магнит притягивает некоторые сплавы и даже неметаллические вещества — например, оксид хрома. Какие металлы не магнитятся и почему? Любой ребенок знает, что металлы притягиваются к магнитам.
Ведь они не раз вешали магнитики на металлическую дверцу холодильника или буквы с магнитиками на специальную доску. Однако, если приложить ложку к магниту, притяжения не будет. Но ведь ложка тоже металлическая, почему тогда так происходит? Итак, давайте выясним, какие металлы не магнитятся. Научная точка зрения Чтобы определить, какие металлы не магнитятся, нужно выяснить, как все металлы вообще могут относиться к магнитам и магнитному полю. По отношению к внесенному магнитному полю все вещества делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.
Такой способ прекрасно помогает находить мельчайшие трещинки в стальном литье фиг. Проверка стального литья на трещины. На намагниченную отливку наносится смесь масла с железным порошком. Частички железа собираются в складки вдоль трещин, где проявляется действие разноименных магнитных полюсов. Намагничивание переменным током. Мы можем намагнитить брусок в одном направлении, затем в обратном, снова в том же направлении и т. Обнаружим ли мы какую-либо разницу в поведении брусков из мягкого железа и твердой стали? Теория говорит нам: «Поскольку элементарные магниты в твердой стали, по-видимому, испытывают при переориентации сильное сопротивление, сходное с трением, мы можем ожидать, что стальной брусок при перемагничивании будет значительно сильнее нагреваться, чем брусок из мягкого железа». При проверке такого предсказания на опыте этот эффект часто маскируется другими, но он, безусловно, имеет место и очень важен с технической точки зрения. Катушки электромоторов и генераторов наматываются на железные сердечники.
Если через эти катушки пропускается переменный ток, то необходимо, чтобы сердечники были изготовлены из мягкого железа. В противном случае сердечники будут нагреваться, подвергая опасности изоляцию проводов и бесполезно растрачивая энергию. В машинах постоянного тока сердечник ротора также попеременно намагничивается в различных направлениях, поэтому он должен быть изготовлен из мягкого железа. Важнейшие достижения теории. Итак, теория помогла нам сделать важные заключения, часть которых попросту совпала с уже известными нам фактами, а другая легко проверяется опытом. Теперь мы в состоянии получить ответ на очень трудный вопрос — ответ, который является, пожалуй, одним из самых значительных успехов теории. Предположим, что кто-то пытается намагнитить стальное кольцо. Можно ли считать, что он добился своей цели, если не обнаруживается ни полюсов, ни внешнего магнитного поля? Можно ли считать кольцо намагниченным в разумном смысле этого слова? Если забыть про теорию магнетизма, то последует немедленный ответ: «Это невозможно».
Но, вспомнив теорию, мы сделаем уже совсем иное заключение: «Да, кольцо можно намагнитить, так что силовые линии замкнутся, а элементарные магнитики выстроятся друг за другом по кругу». Такой вывод является выдающимся успехом теории. Она дает нам возможность понять то, что нельзя было бы постичь другим способом. Одним из важнейших достижений теории является то, что она придает физическому понятию или идее, в нашем случае — намагниченности, новый смысл. При этом она поднимается выше своей обычной роли толкователя известных или предсказателя новых фактов и становится способной проникать в самую суть явлений. Такая теория приводит к существенно более глубокому пониманию фактов и заслуживает похвалы, адресованной киплинговскому слоненку: «Ты не смог бы сделать всего этого, будь у тебя обычный короткий нос». Немногие теории сумели подняться на такую высоту — или лучше сказать, немногие сумели продемонстрировать свои успехи столь четко, как теория магнетизма[77]. Если оно действительно намагничено, то в месте разреза появятся полюсы». Такой опыт несложно выполнить, и, если кольцо было приготовлено надлежащим образом, мы действительно обнаружим полюсы, создающие сильное магнитное поле. Подобные кольцевые магниты в наше время весьма распространены и очень важны для техники, хотя они изобретены вовсе не с целью проверки теории.
Железные сердечники трансформаторов также часто конструируются в виде замкнутых колец, чтобы в них создавались замкнутые силовые линии. Такой характер намагничивания очень существен для хорошей работы трансформатора, а сами трансформаторы необходимы в современной технике для передачи электроэнергии на расстояние. Несколько позже мы узнаем еще об одной возможности проверки намагниченности кольца, которая вовсе не требует разрезания его на части. Вопрос к теорий магнетизма. Теперь мы можем вернуться к вопросу о способе сохранения магнитов. Подковообразные магниты часто снабжаются «башмаком» — бруском мягкого железа, который замыкает их полюсы. Такие же «башмаки» используются и для сохранения свойств прямых магнитов. В обоих случаях магниты создают в мягком железе временное намагничивание, и, что очень существенно, возникает замкнутое намагниченное кольцо, аналогичное рассмотренному выше. Основываясь на нашей теории, мы вправе ожидать, что «башмак» действительно должен давать полезный эффект. Вообще говоря, схемы с изображением различным образом выстроенных элементарных магнитиков помогают нам понять состояние намагниченности материала самых разнообразных образцов.
Однако не следует забывать, что, хотя эти картинки выглядят весьма правдоподобно, они все же далеки от реальной действительности. Магнитные силовые линии в статоре электромотора, изготовленном из мягкого железа. Задача 5. Вопросы по теории магнетизма а Опишите, что произойдет, когда, пытаясь получить изолированные «полюсы», вы разрежете намагниченный стальной брусок на небольшие куски. Воспользовавшись маленькими стрелками для обозначения элементарных магнитиков, или, точнее, доменов, которые в настоящее время считаются основными элементарными единицами магнетизма, покажите, как этот эксперимент подтверждает «теорию» магнетизма. Ответы, где это возможно, дополните схемами. Объясните, почему. Объясните, по какой причине. Дайте объяснение. В каких условиях это возможно?
Могут ли эти «башмаки» действительно помочь сохранить магниты в намагниченном состоянии? Из какого материала они должны быть изготовлены? Нарисуйте схему, иллюстрирующую роль последних. Имеется ли какой-нибудь разумный смысл в утверждении, что кольцо «намагничено»? Замечено, что брусок нагрелся. Такое нагревание возникает благодаря ряду эффектов, один из которых заключается в перемагничивании бруска магнитным полем переменного тока. Какое ожидается различие в нагревании мягкого железа и твердой стали? Объясните, почему таким способом можно размагнитить магнит. Ответ проиллюстрируйте рисунком или чертежом. Демонстрационный прибор для изучения намагничивания железных или стальных образцов.
Образец помещается в намагничивающую катушку А, через которую пропускается электрический ток. В процессе намагничивания образец создает магнитное поле, которое отклоняет электронный луч вверх или вниз. Катушка А также создает внешнее магнитное поле. Чтобы предотвратить действие этого поля на электронный луч, с другой стороны электронно-лучевой трубки помещается «компенсирующая» катушка В, через которую проходит тот же самый ток. Магнитное поле этой катушки нейтрализует поле катушки А в области, где проходит электронный луч. Перемещение луча вверх и вниз позволяет следить за изменением намагниченности образца. Электронный луч отклоняется также вправо и влево электрическим полем между пластинками Р1 и Р2, связанными с сопротивлением R, через которое проходит намагничивающий ток. Согласно закону Ома, разность потенциалов на его концах изменяется в соответствии с силой тока. Так же меняется и поле, действующее на образец. Поэтому величина горизонтального отклонения луча является мерой напряженности намагничивающего поля.
Если катушка питается постоянным током, который постепенно увеличивают с помощью реостата, то возрастание намагниченности образца можно заметить по смещения светящегося пятна на экране трубки. Если же катушка включена в сеть переменного тока, то достаточно держать реостат в одном определенном положении. Во время каждого цикла намагничивания электронный луч вычерчивает одинаковые кривые, и это происходит так быстро и столь часто, что мы видим на экране неподвижное изображение. Экспериментальное изучение стадий намагничивания Мы можем исследовать, как намагничивается металлический брусок, поместив его внутрь соленоида и постепенно увеличивая ток в обмотке. Будем считать, что напряженность магнитного поля внутри соленоида прямо пропорциональна току почему это так, объясняется ниже , так что величину силы тока можно принять за меру напряженности намагничивающего поля. Величину же намагниченности самого бруска будем измерять по производимому им действию на небольшую компасную стрелку или пучок электронов в электронно-лучевой осциллографической трубке. Мы можем плавно менять ток с помощью реостата или включить соленоид в сеть переменного тока, который 60 раз в секунду будет менять намагниченность бруска. Подадим на вертикальные пластины осциллографической трубки электрическое поле, пропорциональное величине намагничивающего тока, которое развернет электронный луч горизонтально 60 раз в секунду, а намагничиваемый брусок расположим таким образом, чтобы его магнитное поле в то же самое время отклоняло бы электронный луч вверх или вниз в зависимости от направления намагничивания. При этом электронный луч вычертит на экране трубки замкнутую кривую, представляющую собой график намагничивания нашего бруска, в котором величина горизонтального отклонения отвечает напряженности магнитного поля, а вертикальное отклонение соответствует намагниченности. Если проводить опыт с первоначально ненамагниченным образцом, то при увеличении тока в соленоиде график намагничивания мягкого железа будет представлять собой кривую, в которой различаются три участка.
В переменном поле мягкое железо намагничивается до насыщения, затем намагниченность падает до нуля, снова достигает насыщения, но уже в обратном направлении и т. Закаленная же сталь дает характерную петлю, т. Образец частично сохраняет намагниченность даже тогда, когда само намагничивающее поле упало до нуля. Такая инерция намагниченности по отношению к намагничивающему полю носит название «гистерезис». Чем больше петля, тем сильнее «трение», которое испытывают крошечные элементарные магнитики, тем значительнее нагревание образца в каждом цикле намагничивании. Теперь вам понятно, почему намагниченный брусок размагничивается, когда его помещают в соленоид с переменным током и медленно вынимают оттуда. Переменное магнитное поле 60 раз в секунду меняет намагниченность бруска. По мере извлечения магнита из соленоида он испытывает все более и более слабое воздействие намагничивающего поля, так что петля намагниченности становится все меньше и меньше. Цикл за циклом эти петли сжимаются так что вся картина становится похожей на разрезанную луковицу до тех пор, пока они не сойдутся в точку в центре графика, что соответствует полному размагничиванию. Кривые намагничивания.
Более современная теория. Магнитные домены До сих пор мы не делали никаких определенных предположений о размерах элементарных магнитиков и не сказали ни слова о том, как они выглядят. В последние годы были получены убедительные доказательства, что эти магнитики представляют собой не отдельные молекулы, а довольно большие группы металлических кристаллов. Эти группы, получившие название «домены», выглядят очень маленькими, когда рассматриваешь их под микроскопом, но в сравнении с отдельными атомами они кажутся колоссальными скоплениями. Конечно, домены можно разделить на еще меньшие магнитики и постепенно дойти до отдельных атомов. Так что настоящими элементарными магнитиками мы по-прежнему должны считать атомы[78]. Границы домена можно увидеть в микроскоп, если посыпать поверхность намагниченного предмета очень тонким железным порошком, точно так же как при проверке литья на трещины. Весь металл внутри домена намагничивается только в одном направлении — обычно вдоль одной из главных кристаллических осей. В ненамагниченном металле намагниченность отдельных доменов равновероятно направлена по или против любой из осей кристалла, по-видимому, образуя пространственные циклические доменные семейства. При намагничивании металла происходят следующие два типа изменений: а Некоторые домены увеличиваются в размере за счет соседних, добавляя в свой единый блок атомы из других блоков.
Растут как раз те домены, которые были намагничены в направлении, близком к направлению намагничивающего поля. Если поле слабое, то эти изменения невелики и обратимы: вся картина целиком восстанавливается при снятии поля стадия 1 на фиг. Более сильные поля производят необратимые изменения границ доменов. Удачно ориентированные домены вырастают в размерах еще больше, и мы получаем сильный магнит стадия 2. Размагничивание стального бруска. Напомним, что намагниченность доменов направлена вдоль осей кристаллов металла, а не внешних контуров металлического бруска, которые указывают лишь направление наиболее просто осуществимого намагничивания. Атомы домена, естественно, стараются выстроиться в наиболее удобном для них направлении. Однако приложенное внешнее поле может оказаться не параллельным ни одной из кристаллических осей. Тогда требуются очень большие поля, чтобы повернуть направления намагниченности удачно ориентированных доменов ближе к направлению магнитного поля стадия 3. Такой характер изменения менее прост, чем мы привыкли думать.
Магнитные домены в металлическом бруске на различных стадиях намагничивания. Это упрощенное схематическое изображение иллюстрирует механизм изменений, происходящих с доменами. Обозначения направления намагниченности, перпендикулярной плоскости чертежа: — намагниченность направлена на наблюдателя; — намагниченность направлена от наблюдателя. А что же в действительности? Привлекая все новые и новые предположения в форме подробных рассказов о доменах для объяснения наблюдаемых явлений, мы, кажется, снова рискуем испортить свою научную репутацию. Однако для защиты нашей точки зрения обратимся к экспериментальным наблюдениям узоров, образованных железным порошком на поверхности намагниченного образца, которые показывают границы между доменами. Можно заметить, что эти узоры меняются по мере намагничивания бруска, демонстрируя увеличение одних доменов за счет других. Кто видел это, тот, безусловно, согласится, что опыт подтверждает нашу теорию. Опыт, позволяющий услышать изменения доменов. Известна и другая замечательная демонстрация изменений, происходящих с доменами, которые слишком малы, чтобы их можно было бы увидеть непосредственно, но хорошо регистрируются электрическими методами.
Намотаем вокруг железного образца небольшую катушку и присоединим ее концы к усилителю, чтобы обнаружить очень слабые изменения наведенного потенциала, связанного с изменением намагниченности образца. Кроме того, к выходу усилителя подключим громкоговоритель. Начнем намагничивать образец, приближая к нему магнит, и мы услышим странный шорох, напоминающий шум песка, падающего на барабан. В действительности этот шорох представляет собой быструю последовательность коротких щелчков, как раз таких, какие можно было бы ожидать от бесчисленного множества доменных скачков. Если бы в намагничивании участвовали не домены, а отдельные молекулы, то щелчки были бы неизмеримо слабее и слишком частыми, чтобы произвести такой шум. Таким образом, этот хорошо различимый шорох свидетельствует о том, что домены представляют собой большие группы молекул. С недавнего времени мы стали объяснять происхождение этой последовательности щелчков несколько иначе. Раньше мы думали, что каждый щелчок связан с внезапным изменением направления намагниченности домена. Теперь мы знаем, что число таких щелчков гораздо больше количества доменов в образце. По-видимому, каждый щелчок связан с изменением границ домена, т.
В этом небольшом разделе физики мы показали, что теория является полезным наставником экспериментатора и мудрым другом научного исследователя. Если вы спросите: «Верна ли она? Затем он добавит: «По крайней мере частично она верна». Некоторые из теоретических представлений, безусловно, верны, в чем вы сами можете убедиться, поставив опыты. Если же часть из них, как, например, представления о магнетизме атомов, покажутся вам несколько фантастичными, то, прежде чем спрашивать об их реальности, следовало бы ответить на вопрос: чем они полезны? Тем не менее как наша научная любознательность, так и романтическая страсть к атомам побуждают нас узнать, что происходит внутри домена. И мы добиваемся успеха в этих исследованиях. Пропуская пучки отдельных атомов через неоднородные магнитные поля, мы обнаруживаем, что некоторые атомы на самом деле представляют собой магниты фиг. Некоторые атомы ведут себя как маленькие магниты.
Новосибирский школьник «притягивает» к себе ложки и мелочь — его мама сняла это на видео
Магнит может притягивать: железо, чугун, сталь, никель. Почему магнит притягивает железо, а не алюминий? Железо притягивается к магнитам из-за его высокопроводящей природы. Марикур указывает, что в каждом куске магнита имеются две области, особенно сильно притягивающие железо. притягивать, «любить» железо. Два магнита будут притягиваться друг к другу, если соединить их разноименные полюса (Северный с Южным). Почему к постоянному магниту не притягиваются одни материалы, зато отлично «липнут» другие?
Какие металлы, кроме железа, притягиваются магнитом?
| Бестопливная миниэлектростанция на постоянных магнитах | Любой магнит, любого размера, даже самый маленький имеет северный и южный полюса. |
| Семиков С.А. "Упрямая загадка магнетизма" (статья из "Инженера") | Именно за счет железа магнетит обладает свойствами притягивать себе подобное. |
| Почему магнит притягивает железо? Разбираемся в причинах магнитного притяжения | Притягивается ли алюминиевая фольга в магнит? |
| Являются ли магниты металлом? Правда, объясненная любителям науки | Почему магнит не притягивает органические вещества? «У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно». |
«Что такое магнит и почему он притягивает железо?» Учёные ответы на детские вопросы...
| Основные сведения о постоянных магнитах — описание свойств | Узнайте, почему магнит притягивает железо. Краткое объяснение, почему магнит притягивает железо. Блог магазина Магнитов на Коломенской. |
| Глава 34. Магнетизм. Опыт и теория | Причина, по которой железо и другие предметы притягиваются к магнитам, сводится к его электронам и к тому, как они выровнены. |
| Какая сила заставляет магнит притягивать, и как её применяют | Если магнит притянул предмет, то он как бы его привязал и дальше он бездействует и энергию не расходует. |
| Неодимовый магнит – суперсильный и суперполезный | Корабли не разваливались, но магнит притягивает железо. |
| Почему магнит притягивает? Описание, фото и видео | Это создает силы притяжения между магнитом и железом, что приводит к их притяжению друг к другу. |
Суть магнита. Почему магниты магнитят. Природа и принцип действия магнитов и электромагнитов.
Но пока не до конца ясно, как именно. Теоретические исследования уральских физиков могут ответить на этот вопрос. Читайте также: Самостоятельная сварка газовых труб - техника выполнения, инструменты и расходные материалы Магнитные свойства железа были обнаружены за несколько тысячелетий до н. Так, в Китае кусочки магнитных материалов использовались для создания компаса.
В 1269 году была написана «Книга о магните» Петра Перегрина, а в 1600 году Уильям Гильберт написал трактат «О магните», описывающий основные свойства магнитов и анализирующий магнетизм Земли. Сегодня железо, включая его магнитные свойства, находит множество самых разных технологических применений. Железо — не единственное магнитное вещество, можно отметить никель и кобальт, заинтересовавшие человечество много позже и также широко использующиеся в настоящее время.
Несмотря на столь долгий срок изучения магнетизма, это явление по-прежнему порождает новые вопросы. В быту мы ощущаем магнетизм как притяжение или отталкивание между телами. В физике же под магнетизмом понимается способность тела сохранять остаточную намагниченность то есть свое собственное магнитное поле в отсутствие магнитного поля внешнего.
А уже это собственное поле может воздействовать на другие магнитные тела. Две концепции магнетизма Общим свойством большинства магнитных веществ является то, что их магнетизм обусловлен атомами так называемых переходных металлов, содержащих d -электроны индекс d относится к определенному виду симметрии электронных состояний атома. Переходные металлы — это не только железо, кобальт и никель, их несколько десятков.
Локализованная вверху внизу картины ферромагнетизма С появлением понятия спина электрона и соответствующего ему магнитного момента были предложены две различные квантово-механические картины магнетизма — локализованная и зонная.
Но на самом деле это обычное физическое явление. В этой статье мы разберемся, что такое магнит, как он работает и почему притягивает именно железо.
Что такое магнит и магнитное поле Магнит - это объект, который создает вокруг себя магнитное поле. Это поле заставляет двигаться заряженные частицы, такие как электроны. Благодаря магнитному полю магнит может воздействовать на другие объекты, не касаясь их.
Магнитное поле возникает там, где движутся электрические заряды. Например, если по проводу идет электрический ток, то вокруг провода появляется магнитное поле. Оно изображается при помощи силовых линий - невидимых нитей, которые идут от северного полюса магнита к южному.
Магнитные поля есть не только вокруг магнитов, но и в природе: Магнитное поле Земли защищает все живое от космической радиации У некоторых животных есть внутренний компас - они ориентируются по магнитному полю планеты Магнитные бури на Солнце влияют на работу электроприборов на Земле У любого магнита есть два полюса: северный N и южный S. Почему магнит магнитит: строение магнитных материалов Чтобы понять, почему одни материалы становятся магнитами, а другие нет, нужно разобраться в строении вещества. Все состоит из атомов.
Внутри атомов движутся отрицательно заряженные частицы - электроны. Их движение порождает магнитное поле.
Вдруг кто-то из студентов присутствующих на лекции случайно заметил, что, когда Эрстед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Начались исследования обнаруженного феномена.
Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта. Опыты Эрстеда 1. Магнитные стрелки располагаются на подставке с иглой и могут свободно вращаться. В свободном состоянии они ориентируются по меридиану Земли, однако, поскольку все они обладают магнитными свойствами, они влияют друг на друга и ориентированы хаотично.
Между стрелками расположим проводник из немагнитного материала медь, алюминий. Проводник соединим через ключ с источником постоянного тока. Пока цепь разомкнута и в проводнике нет тока, стрелки не реагируют на присутствие провода. При замыкании цепи стрелки стремятся развернуться таким образом, чтобы быть ориентированными по касательной к окружности, центром которой является проводник рис.
Опыт Эрстеда Изменим полярность подключения провода. При смене направления тока в проводнике мы увидим, что стрелки опять стремятся развернуться таким образом, чтобы быть ориентированными по касательной к окружности, центром которой является проводник, но при этом их полюса меняются местами. Далее Эрстед проверяет действие проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа.
Оказывается, что металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретают их, когда через них протекает электрический ток. Когда Эрстед ставил провод вертикально, то магнитная стрелка совсем не указывала на него, а располагалась как бы по касательной к окружности, центром которой является проводник.
Различные домены ориентированы в самых разнообразных направлениях, то есть неупорядоченно, и гасят магнитные поля друг друга. Поэтому стальная полоса — не магнит. Но если нам удастся сориентировать домены в одну сторону, чтобы силы магнитных полей сложились, вот тогда берегитесь! Стальная полоса станет мощным магнитом и притянет любой железный предмет от гвоздя до холодильника. Интересный факт: минерал магнитный железняк — естественный магнит. Но все же большинство магнитов изготовляют искусственно. Как делают магниты Какая сила может заставить атомы построиться в стройную линию, чтобы получился один большой домен? Поместите стальную полосу в сильное магнитное поле.
Постепенно один за другим все домены повернутся в направление приложенного магнитного поля. По мере поворота домены будут втягивать в это движение другие атомы, увеличиваясь в размерах, буквально разбухая. Потом одинаково ориентированные домены соединятся, и вот, пожалуйста, стальная полоса превратилась в магнит. Вы можете продемонстрировать это своим товарищам с помощью обыкновенного стального гвоздя.
Почему магнит притягивает железо
Может ли мощный магнит притянуть железо в нашей крови? вот говорят, подобное тянется к подобному, а как же тогда "противоположное притягивается" например магнит? Причина, по которой железо и другие предметы притягиваются к магнитам, сводится к его электронам и к тому, как они выровнены. 2) Почему магнит притягивает только предметы из железа, никеля и кобальта? Почему железо притягивается к магниту Почему магнит не притягивает органические вещества? На самом деле, взаимодействие магнита с веществами имеет гораздо. Особенность железа в том, что в магнитном поле внешние электроны его атомов ориентируются определенным образом.
Почему магнит притягивает железо?
Магнит притягивает только железо; · Магнит может притягивать предметы на расстоянии, благодаря магнитному полю. Поэтому железо магнититься к магниту почти с такой же силой, как магнит к магниту. Почему железо притягивается к магниту Почему магнит не притягивает. Это объясняет, почему магнит может притягивать железо через некоторое расстояние.
3 разных типа магнитов и их применение
Описать его можно несколькими способами: — Магнитные силовые линии измеряются в веберах ВБ. В электромагнитных системах этот поток сравнивают с током. Один тесла равен 10 000 гаусс. Напряженность поля можно также измерить в веберах на квадратный метр. Мифы о магните Приборы отображения магнитного резонанса, работающие за счет магнитного поля, позволяют докторам исследовать внутренние органы пациентов. Также доктора используют электромагнитное импульсное поле для того, чтобы посмотреть правильно ли срастаются сломанные кости после удара.
Подобное электромагнитное поле используется астронавтами, которые долгое время находятся в невесомости для того, чтобы предотвратить растяжение мышц и ломки костей. Магниты также применяются в ветеринарной практики для лечения животных. Например, коровы часто страдают травматическим ретикулоперикардитисом, эта сложная болезнь, развивающаяся у этих животных, которые часто вместе с кормом заглатывают мелкие металлические предметы, которые могут повредить стенки желудка, легкие или сердце животного. Поэтому, часто перед кормлением коров опытные фермеры с помощью магнита очищают их пищу от мелких несъедобных деталей. Однако, если корова уже проглотила вредные металлы, то магнит дают ей вместе с едой.
Длинные, тонкие алнико магниты, также называемые «коровьими магнитами», притягивают все металлы и не позволяют им причинить вред желудку коровы. Такие магниты действительно помогают вылечить больное животное, но все же лучше следить за тем, чтобы в коровью еду не попадало вредных элементов. Что касается людей, то им противопоказано глотать магниты, поскольку те, попав в разные части организма, все равно будут притягиваться, что может привести к блокированию кровяного потока и разрушению мягких тканей. Поэтому, когда человек глотает магнит, ему необходима операция. Некоторые люди считают, что магнитная терапия — это будущее медицины, поскольку это один из наиболее простых, но эффективных методов лечения многих болезней.
Многие люди уже на практике убедились в действии магнитного поля. Магнитные браслеты, ожерелья, подушки и многие другие подобные изделия лучше таблеток лечат самые разнообразные заболевания — от артрита и до рака. Некоторые врачи также считают, что стакан намагниченной воды в качестве профилактики может избавить от появления большинства неприятных недугов. В Америке ежегодно на магнитную терапию расходуется около 500 миллионов долларов, а люди во всем мире на такое лечение в среднем тратят 5 миллиардов долларов. Сторонники магнитной терапии по-разному трактуют полезность этого метода лечения.
Одни говорят, что магнит способен притягивать железо, содержащееся в гемоглобине в крови, тем самым улучшая кровообращение. Другие уверяют, что магнитное поле каким-то образом меняет структуру соседних клеток. Но в то же время проведенные научные исследования не подтвердили, что использование статических магнитов может избавить человека от боли или вылечить болезнь. Некоторые сторонники также предлагают всем людям использовать магниты для очищения воды в домах. Как говорят сами производители, большие магниты могут очистить жесткую воду за счет того, что удалят из нее все вредные ферромагнитные сплавы.
Однако, ученые говорят, что жесткой воду делают не ферромагниты. Более того два года использования магнитов на практике не показали никаких изменений в составе воды. Но, даже не смотря на то, что магниты вряд ли обладают лечебным действием, они все равно стоят изучения. Кто знает, возможно, в будущем мы все же раскроем полезные свойства магнитов. Физика План урока: Постоянные магниты.
Что это? Китайцы, как и греки, тоже замечали интересное свойство некоторых минералов притягивать к себе железосодержащие предметы. Слово «притягивать» китайцы ассоциируют со словами «прижиматься», «любить» и поэтому назвали такие минералы «чу-ши», что значит «любящий камень». Так как эти минералы создала природа, и человек не мог повлиять на естественное действие камней, их стали называть постоянными магнитами. Теперь уже известно, что так интересно проявляется природный минерал магнитный железняк магнетит.
Древние люди приписывали магнитному железняку свойства «живой души». Минерал, по их словам, устремлялся к железу, как собака к куску мяса. Ученые объясняют отношение древних к явлениям природы незнанием физики. На самом деле, все заключается в особом виде материи — поле. Магнитное поле и притягивает к постоянному магниту железные предметы, ведь, например, мелкие гвоздики или кнопки устремляются к магниту даже без соприкосновения с ним, а на некотором расстоянии.
Магнетит природный магнитный железняк проявляет свойства притягивания не очень сильно. Человеком на его основе созданы искусственные магниты с более мощным магнитным полем. В качестве материала в них используются такие металлы, как кобальт, никель и, конечно же, железо. Такие металлы способны намагничиваться, попадая в магнитное поле, а потом становятся самостоятельными магнитами. Разные формы искусственных магнитов.
Источник Какую бы форму не имел магнит, у него есть участки, где наиболее сильно проявляются магнитные свойства. Эти участки называют магнитными полюсами. У каждого, даже самого маленького магнита, есть два полюса. Современные технологии позволяют намагничивать металлические предметы так, что у них образуется и 4 и 6 полюсов. Увидеть, как по-разному притягиваются железные опилки к магниту, можно на простейшем опыте с дугообразным школьным магнитом.
Просто поднести к опилкам магнит, опилки тут же «прилипнут» к нему: Полюсами такого магнита будут края дуги, где больше всего скопилось железных опилок. У полосового магнита, форма которого прямоугольный параллелепипед, полюса находятся далеко друг от друга. Чем ближе к середине, тем меньше проявляются магнитные свойства. Указатель юга и севера — компас. Полюсы магнитные «Указатель юга» — так называли древние китайцы свое изобретение.
Это был прибор в форме ложки, изготовленный из природного магнита. Ложка могла вращаться вокруг вертикальной оси. Древний китайский компас. Ручка ложки указывала южное направление. Она была северным полюсом ложки-магнита.
Развитие науки не остановилось, и современные компасы уже имеют другой вид: Разные виды компасов. Магнитная стрелка, главный элемент компаса, — это постоянный магнит и имеет два полюса. Конец стрелки, указывающий на географический Север, называют северным N , а противоположный — южным S полюсом. Отсюда и название полюсов различных магнитов. Раскраска магнитов в красный и синий цвета условна, реже используются и другие цвета.
Существенным является то, что полюсы магнитов существуют только парами. Если распилить, например, полосовой магнит, получатся два полосовых магнита, и у них будет снова по два полюса: северный и южный. В школьных лабораторных работах используются маленькие магниты на подставке, которые насаживаются на тонкую иглу и могут свободно вращаться вокруг этой иглы. Такие устройства называются магнитными стрелками, как подобие стрелок компасов. С помощью стрелок изучается взаимодействие полюсов магнитов.
Если приблизить стрелки друг к другу, они начинают поворачиваться и установятся по следующему правилу: Земной шар является огромным магнитом, у которого есть свои полюсы.
Подобные кристаллы, сотовые и бипирамидальные структуры формируют и оптические солитоны — уединённые волны, взаимодействующие как магнитные частицы и вихри. Так что и без квантовых гипотез спонтанная организация электронов объясняет структуру электронных слоёв и спектров атомов по магнитной модели Ритца. Бипирамидальный каркас атома выделяет и элементы-ферромагнетики рис. Именно среди них и их соединений открыты яркие ферромагнетики и антиферромагнетики. Даже графит C и твёрдый кислород O в некоторых состояниях оказались ферро- и антиферромагнитными, вопреки квантовой теории, но в согласии с прогнозом классической модели атома [ 10 ]. А соединение азота N с железом Fe оказалось самым сильным ферромагнетиком, превысив предел магнетизма из квантовой теории. В то же время переходные элементы нечётных периодов таблицы Менделеева например, платиновые металлы , у которых ожидался ферромагнетизм [ 12 ], лишены его. Почему же ферромагнетизм присущ лишь немногим элементам? Всё дело в строении атомов: яркими магнитными свойствами обладают атомы с асимметричным строением, в которых магнитные моменты электронов не скомпенсированы.
В пирамидальной модели атома такой асимметрией обладают как раз атомы чётных периодов таблицы, а в атомах нечётных периодов заполняются слои, зеркально симметричные предыдущим, и магнитные моменты электронов этих слоёв нейтрализуют друг друга, ориентируясь встречно. Такая встречная ориентация электронов, расположенных друг против друга, обусловлена не мистическими обменными силами, а ориентацией магнитных осей электронов вдоль магнитных силовых линий соседних электронов, отчего их магнитные моменты компенсируются. Это видно на примере двух стрелок компаса: если компасы расположить рядом, то их стрелки установятся навстречу друг другу, создав в сумме лишь слабое магнитное поле как в антиферромагнетике, рис. Но одна стрелка или две стрелки, разнесённые далеко, ориентируются вдоль внешнего поля и создают заметное магнитное поле. Так и в атомах ферромагнетиков разнесённые электроны во внешнем поле или в поле соседних атомов ориентируются сонаправленно, усиливая внешнее поле тем заметней, чем их больше. Оттого у элементов начала чётных периодов, где электроны начинают заполнять новый слой, магнитные свойства ещё слабы. Но, после заполнения электронами примерно половины периметра слоя, их общее магнитное поле уже достаточно для появления доменов, спонтанной намагниченности. Последующее заполнение периметра и рост числа электронов усиливает магнитные свойства: ферромагнетизм веществ нарастает. Но дальнейшее заполнение периметра делает слой всё более симметричным, и магнитные моменты уже отчасти компенсируются. Особенно это заметно при замыкании периметра и дальнейшем заполнении слоя электронами по сужающейся спирали, когда рядом с одними электронами становятся другие, нейтрализующие их магнитные моменты.
Оттого яркими магнитными свойствами обладают лишь элементы полупериметра чётных слоёв-периодов с их выраженной асимметрией рис. То же верно для ядер и элементарных частиц: у нейтральных идеально симметричных частиц магнитные моменты нулевые, а заряженные или асимметричные частицы обладают магнитным моментом. Так, нейтрон и протон, имея чуть асимметричную форму, обретают магнитный момент от несбалансированных моментов образующих их электронов и позитронов. Правда, соседние электроны и позитроны стремятся развернуться противоположно друг другу, как в антиферромагнетике, отчего их магнитное поле невелико — много меньше момента электрона. А идеально симметричные пи-мезон и эта-мезон, где моменты частиц точно скомпенсированы, вообще лишены магнитного момента. Так и ферромагнетизм, и антиферромагнетизм явно зависят от симметрии атома и кристаллической решётки. Эту важную роль симметрии вскрыл уже Пьер Кюри, выдающийся исследователь магнетизма и кристаллов. Не исключено, что формирование магнитным полем объёмных структур из магнитных шариков, порошков и жидкостей позволит сконструировать машины и роботы рис. Части такой машины могут даже отделяться, дистанционно удерживаясь магнитным полем. Такой электромагнитный подвес [ 18 ] уже применяют в технике в транспорте на магнитной подушке, в подшипниках конструкции Г.
Николаева и т. Более совершенный магнитный подвес поможет сконструировать теория Ритца, предсказывающая подъёмную силу у раскрученных дисков рис. Эффект был реально открыт Шарлем и Серлом ещё в 1950-х гг. Козыревым и другими физиками, повторявшими опыт в разных вариациях. Но поскольку квантовая физика не могла объяснить эффект, его отрицали и замалчивали. А теория Ритца легко объясняет эффект. Ведь поток реонов, отбрасываемый диском, создаёт подъёмную силу и уносит импульс, оказывая давление, подобно давлению тока воздуха от вертолёта, прижимающего траву к земле. То есть раскрученный диск окажет дистанционное отталкивающее воздействие на предметы, помещённые под или над ним. Такой эффект давно открыт Е. Подклетновым [ 18 , 20 ], но отрицается кванторелятивистами включая Гинзбурга , не сумевшими его объяснить.
Эффект позволит построить летающий транспорт и генераторы силового поля, которые послужат для броневой защиты военной или космической техники, и для мягкого удержания тел космонавтов при полётах с гигантским ускорением. Лишь мягкое удержание космонавта на весу, придающее одинаковое ускорение всем его органам, позволит избежать повреждений при перегрузках. Не зря многие считают, что именно раскрученные диски — основа инопланетных космических кораблей и тарелок-НЛО. Идея применения для полётов магнетизма и раскрученных дисков восходит к Сирано Де Бержераку предложившему, наряду с ракетным двигателем,— магнитный , а также к Дж. Свифту описавшему в "Гулливере" летающий остров-НЛО с магнитным приводом. И в XX веке фантасты не раз обращались к идее магнитного двигателя для космических полётов. Вспомним Г. Беляева аппарат инженера Лося из "Аэлиты". И до сих пор фантасты связывают левитацию с электромагнитными полями, например в фильме "Аватар", где в электровихре парят камни и отказывает электроника. Да и в глубокой древности механизм левитации, похоже, связывали с вращением, рождающим магнетизм, судя по упоминаниям вращения дервишей для подъёма гигантских камней при возведении Стоунхенджа и других мегалитических построек.
А в Древней Руси была игра кубарь, где раскрученные волчки, пущенные по поверхности льда, беспорядочно носились, соударяясь, отскакивая и временами высоко подпрыгивая. Если учесть, что М. Ломоносов, выросший на русском Севере, именно в форме волчков представлял атомы и объяснял магнетизм, построив модель вертолёта с маховиком, то вполне возможно, что волчками наши предки моделировали бипирамидальные атомы, вращение в них волчков-электронов, создающее магнетизм и подъёмную силу. Ломоносов же изучал и загадку соловецких лабиринтов — древних спиральных построек из камней на русском Севере, отражающих связь полярных сияний, магнетизма и вращения Земли. Магнитное поле крутящейся Земли удерживает заряженные частицы в вышине, где и возникает свечение. Отметим, что "левитацию" и впрямь реализуют с помощью вращения и магнитов, холода и сверхпроводников рис. Последний обычно объясняют эффектом Мейснера, то есть "выталкиванием" магнитного поля из сверхпроводника. Но, как отмечают сами физики, обычное объяснение эффекта поверхностными токами индукции, возникающими в сверхпроводнике и выталкивающими магнит из чаши — ложно [ 8 , 15 ]. Вдобавок оказалось, что подъёмная сила над сверхпроводниками возникает не только у магнитов, но и у обычных тел, как показали опыты Подклетнова и ряд других, где в магнитных сверхпроводящих установках парили даже живые организмы, включая лягушку, как в беляевском "Ариэле". Отчасти эти опыты можно объяснить тем, что в них применяют диамагнитные тела, которые магнитное поле выталкивает диамагнитная левитация.
Но в целом эффект парения над сверхпроводниками пока не понят. И вполне возможно, что парение магнитов и других тел над сверхпроводниками вызвано потоком реонов, вылетающих из электронов, ориентированных магнитом. А для парения немагнитных тел нужно вращать сверхпроводник, либо накладывать магнитное поле, либо запускать токи сверхпроводимости, дабы ориентировать электроны. Итак, магнетизм веществ, атомов и электронов — это чисто классическое явление, целиком объяснимое теорией Ритца, по которой магнетизм играет в микромире ключевую роль. Не зря Поль Ланжевен — ученик и коллега Пьера Кюри, создав классическую электронную теорию магнетизма, назвал квантовую механику, применённую для описания магнетизма,— интеллектуальным развратом. Ведь квантовая физика с её формализмом не только ничего толком не объясняет, но и абсурдна, даёт ложные предсказания. Квантовые идеи приняли лишь под влиянием гипноза и самогипноза, ибо трезво мыслящий человек никогда их не примет. Да и сам Нильс Бор говорил, что человеку можно внушить квантовые идеи, лишь доведя его до головокружения.
Если две силы направлены в разные стороны друг к другу, магнитная сила притягивает.
Магнитная сила вызвана этими движениями частиц. Вы можете использовать эти идеи, чтобы показать, как магнетизм работает с повседневными предметами. Например, если вы поместите неодимовый магнит рядом со стальной отверткой и переместите его вверх, вниз по валу, а затем удалите магнит, отвертка может сохранить в нем некоторый магнетизм. Это происходит из-за взаимодействующих магнитных полей между двумя объектами, которые создают силу притяжения, когда они нейтрализуют друг друга. Это определение «отталкивать и притягивать» справедливо во всех случаях использования магнитов и магнитных полей. Следите за тем, какие направления соответствуют отталкиванию и притяжению. Отталкивающая сила магнита Противоположности притягиваются. Чтобы объяснить, почему магниты отталкиваются друг от друга, северный конец одного магнита будет притягиваться к югу от другого магнита. Северный и северный концы двух магнитов, а также южный и южный концы двух магнитов будут отталкивать друг друга.
Магнитная сила является основой электродвигателей и привлекательных магнитов для использования в медицине, промышленности и исследованиях. Чтобы понять, как работает эта сила отталкивания, и объяснить, почему магниты отталкивают друг друга и притягивают электричество, важно изучить природу магнитной силы и множество форм, которые она принимает в различных явлениях в физика. Расчет магнитных свойств Магнитная индукция поля Земли составляет 0,5Ч10—4 Тл, тогда как поле между полюсами сильного электромагнита — порядка 2 Тл и более. Магнитное поле, создаваемое какой-либо конфигурацией токов, можно вычислить, пользуясь формулой Био — Савара — Лапласа для магнитной индукции поля, создаваемого элементом тока. Расчет поля, создаваемого контурами разной формы и цилиндрическими катушками, во многих случаях весьма сложен. Ниже приводятся формулы для ряда простых случаев. Магнитная индукция в теслах поля, создаваемого длинным прямым проводом с током I ампер , на расстоянии r метров от провода равна Индукция в центре кругового витка радиуса R с током I равна в тех же единицах : Плотно намотанная катушка провода без железного сердечника называется соленоидом. Во всех случаях магнитное поле тока направлено перпендикулярно этому току, а сила, действующая на ток в магнитном поле, перпендикулярна и току, и магнитному полю. Поле намагниченного железного стержня сходно с внешним полем длинного соленоида с числом ампер-витков на единицу длины, соответствующим току в атомах на поверхности намагниченного стержня, поскольку токи внутри стержня взаимно компенсируются рис.
По имени Ампера такой поверхностный ток называется амперовским. Напряженность магнитного поля Ha, создаваемая амперовским током, равна магнитному моменту единицы объема стержня M. Если в соленоид вставлен железный стержень, то кроме того, что ток соленоида создает магнитное поле H, упорядочение атомных диполей в намагниченном материале стержня создает намагниченность M. Величина c у парамагнитных материалов немного больше нуля, а у диамагнитных — немного меньше. Лишь в вакууме и в очень слабых полях величины c и m постоянны и не зависят от внешнего поля. Зависимость индукции B от H обычно нелинейна, а ее графики, т. Магнитные свойства вещества весьма сложны, и для их глубокого понимания необходим тщательный анализ строения атомов, их взаимодействий в молекулах, их столкновений в газах и их взаимного влияния в твердых телах и жидкостях; магнитные свойства жидкостей пока наименее изучены. Магнитная сила между проводами Для токов, которые перемещают заряды по проводам, магнитная сила может быть определена как притягивающая или отталкивающий, основанный на расположении проводов относительно друг друга и направлении тока движется.
Магнитный дипольный момент — это сила и ориентация магнита, создающего магнитное поле. На приведенной выше диаграмме результирующее притяжение или отталкивание показывает эту зависимость.
Вы можете представить себе силовые линии магнитного поля, излучаемые этими электрическими токами, как вьющиеся вокруг каждой части токовой петли. Если направления петли между двумя проводами противоположны друг другу, провода будут притягиваться друг к другу. Если они находятся в противоположных направлениях друг от друга, петли будут отталкивать друг друга. Магнитная проницаемость и ее роль в магнетизме Магнитная проницаемость m — это величина, характеризующая магнитные свойства материала. Ферромагнитные металлы Fe, Ni, Co и их сплавы обладают очень высокими максимальными проницаемостями — от 5000 для Fe до 800 000 для супермаллоя. В таких материалах при сравнительно малых напряженностях поля H возникают большие индукции B, но связь между этими величинами, вообще говоря, нелинейна из-за явлений насыщения и гистерезиса, о которых говорится ниже. Ферромагнитные материалы сильно притягиваются магнитами. Многие элементы и соединения являются парамагнитными при всех температурах. Парамагнитные вещества характеризуются тем, что намагничиваются во внешнем магнитном поле; если же это поле выключить, парамагнетики возвращаются в ненамагниченное состояние. Намагниченность в ферромагнетиках сохраняется и после выключения внешнего поля.
На рис. Она характеризует неоднозначную зависимость намагниченности магнитоупорядоченного материала от напряженности намагничивающего поля. С увеличением напряженности магнитного поля от исходной нулевой точки 1 намагничивание идет по штриховой линии 1—2, причем величина m существенно изменяется по мере того, как возрастает намагниченность образца. В точке 2 достигается насыщение, то есть при дальнейшем увеличении напряженности намагниченность больше не увеличивается. Если теперь постепенно уменьшать величину H до нуля, то кривая B H уже не следует по прежнему пути, а проходит через точку 3, обнаруживая как бы «память» материала о «прошлой истории», откуда и название «гистерезис». Очевидно, что при этом сохраняется некоторая остаточная намагниченность отрезок 1—3. После изменения направления намагничивающего поля на обратное кривая В Н проходит точку 4, причем отрезок 1 — 4 соответствует коэрцитивной силе, препятствующей размагничиванию. Дальнейший рост значений -H приводит кривую гистерезиса в третий квадрант — участок 4—5. Следующее за этим уменьшение величины -H до нуля и затем возрастание положительных значений H приведет к замыканию петли гистерезиса через точки 6, 7 и 2. Узкая петля гистерезиса рис.
Такие сплавы и были созданы с целью снижения обусловленных гистерезисом энергетических потерь. Большинство подобных специальных сплавов, как и ферриты, обладают высоким электрическим сопротивлением, благодаря чему уменьшаются не только магнитные потери, но и электрические, обусловленные вихревыми токами. При этом очень существенны предварительная механическая и термическая обработка, а также отсутствие в образце примесей. Для сердечников трансформаторов в начале 20 в. Между 1915 и 1920 появились пермаллои сплавы Ni с Fe с характерной для них узкой и почти прямоугольной петлей гистерезиса.
Расплавленное железо против магнита: увлекательный эксперимент
Тем не менее немногие способны объяснить, что заставляет магнит притягивать, и почему его силе подвластно именно железо. Если бы физические свойства железа позволяли бы магниту проникнуть в тело железа без сопротивления, то магнит остановился бы в точке равновесия действующих сил. Почему тогда магнит не все притягивает?