Die magnetische Wechselwirkung von Objekten ist einer der fundamentalen Prozesse, die alles im Universum bestimmen. Seine sichtbaren Manifestationen sind magnetische Phänomene. Darunter das Nordlicht, die Anziehungskraft von Magneten, Magnetstürme usw. Wie entstehen sie? Was sind sie?
Magnetismus
Magnetische Phänomene und Eigenschaften werden zusammenfassend als Magnetismus bezeichnet. Ihre Existenz ist seit sehr langer Zeit bekannt. Es wird angenommen, dass die Chinesen dieses Wissen bereits vor viertausend Jahren nutzten, um einen Kompass zu bauen und Seereisen zu navigieren. Die Durchführung von Experimenten und die ernsthafte Untersuchung des physikalischen magnetischen Phänomens begannen erst im 19. Jahrhundert. Hans Oersted gilt als einer der ersten Forscher auf diesem Gebiet.
Magnetische Phänomene können sowohl im Weltraum als auch auf der Erde auftreten und treten nur innerhalb von Magnetfeldern auf. Solche Felder entstehen durch elektrische Ladungen. Wenn die Ladungen stationär sind, bildet sich um sie herum ein elektrisches Feld. Wenn sie sich bewegen - ein Magnetfeld.
Das heißt, das Phänomen des Magnetfelds tritt mit dem Aufkommen von aufelektrischer Strom oder elektrisches Wechselfeld. Dies ist ein Raumbereich, in dem eine Kraft wirkt, die auf Magnete und magnetische Leiter wirkt. Es hat seine eigene Richtung und nimmt ab, wenn es sich von seiner Quelle entfernt - dem Dirigenten.
Magnete
Ein Körper, um den sich ein Magnetfeld bildet, wird Magnet genannt. Das kleinste von ihnen ist das Elektron. Die Anziehung von Magneten ist das bekannteste physikalische magnetische Phänomen: Bringt man zwei Magnete aneinander, ziehen sie sich entweder an oder stoßen sich ab. Es geht um ihre Position relativ zueinander. Jeder Magnet hat zwei Pole: Nord und Süd.
Pole gleichen Namens stoßen sich ab, während entgegengesetzte Pole sich anziehen. Wenn Sie es in zwei Teile schneiden, trennen sich Nord- und Südpol nicht. Als Ergebnis erh alten wir zwei Magnete, von denen jeder auch zwei Pole hat.
Es gibt eine Reihe von Materialien, die magnetisch sind. Dazu gehören Eisen, Kob alt, Nickel, Stahl usw. Darunter sind Flüssigkeiten, Legierungen, chemische Verbindungen. Wenn Magnete in die Nähe eines Magneten geh alten werden, werden sie selbst zu einem.
Stoffe wie reines Eisen nehmen diese Eigenschaft leicht an, verabschieden sich aber auch schnell davon. Andere (z. B. Stahl) brauchen länger zum Magnetisieren, beh alten aber die Wirkung lange bei.
Magnetisierung
Wir haben oben festgestellt, dass ein Magnetfeld entsteht, wenn sich geladene Teilchen bewegen. Aber von welcher Art von Bewegung können wir zum Beispiel in einem Stück Eisen sprechen, das an einem Kühlschrank hängt? AllesSubstanzen bestehen aus Atomen, die sich bewegende Teilchen enth alten.
Jedes Atom hat sein eigenes Magnetfeld. Aber in einigen Materialien werden diese Felder zufällig in verschiedene Richtungen gelenkt. Aus diesem Grund wird kein großes Feld um sie herum erstellt. Solche Substanzen sind nicht magnetisierbar.
In anderen Materialien (Eisen, Kob alt, Nickel, Stahl) können sich die Atome so ausrichten, dass sie alle in die gleiche Richtung zeigen. Dadurch bildet sich um sie herum ein gemeinsames Magnetfeld und der Körper wird magnetisiert.
Es stellt sich heraus, dass die Magnetisierung eines Körpers die Anordnung der Felder seiner Atome ist. Um diese Ordnung zu brechen, reicht es aus, z. B. mit einem Hammer hart darauf zu schlagen. Die Felder der Atome beginnen sich chaotisch zu bewegen und verlieren ihre magnetischen Eigenschaften. Dasselbe passiert, wenn das Material erhitzt wird.
Magnetische Induktion
Magnetische Phänomene sind mit sich bewegenden Ladungen verbunden. Um einen Leiter mit elektrischem Strom entsteht also mit Sicherheit ein Magnetfeld. Aber kann es auch umgekehrt sein? Diese Frage stellte sich einst der englische Physiker Michael Faraday und entdeckte dabei das Phänomen der magnetischen Induktion.
Er kam zu dem Schluss, dass ein konstantes Feld keinen elektrischen Strom verursachen kann, ein variables jedoch schon. Der Strom tritt in einem geschlossenen Kreis des Magnetfeldes auf und wird als Induktion bezeichnet. In diesem Fall ändert sich die elektromotorische Kraft proportional zur Geschwindigkeitsänderung des Feldes, das den Stromkreis durchdringt.
Faradays Entdeckung war ein echter Durchbruch und brachte Elektroherstellern erhebliche Vorteile. Dank ihm wurde es möglich, Strom aus mechanischer Energie zu erh alten. Das vom Wissenschaftler abgeleitete Gesetz wurde angewendet undverwendet in der Vorrichtung von Elektromotoren, verschiedenen Generatoren, Transformatoren usw.
Magnetfeld der Erde
Jupiter, Neptun, Saturn und Uranus haben ein Magnetfeld. Unser Planet ist da keine Ausnahme. Im normalen Leben nehmen wir es kaum wahr. Es ist nicht greifbar, hat keinen Geschmack oder Geruch. Aber mit ihm sind magnetische Phänomene in der Natur verbunden. Wie die Aurora, magnetische Stürme oder die Magnetorezeption bei Tieren.
Im Wesentlichen ist die Erde ein riesiger, aber nicht sehr starker Magnet, der zwei Pole hat, die nicht mit den geografischen übereinstimmen. Magnetische Linien verlassen den Südpol des Planeten und treten in den Norden ein. Dies bedeutet, dass der Südpol der Erde tatsächlich der Nordpol des Magneten ist (daher wird im Westen der Südpol mit Blau - S und der Nordpol mit Rot - N bezeichnet).
Das Magnetfeld erstreckt sich Hunderte von Kilometern von der Oberfläche des Planeten. Es dient als unsichtbare Kuppel, die starke galaktische und Sonnenstrahlung reflektiert. Während der Kollision von Strahlungsteilchen mit der Erdhülle entstehen viele magnetische Phänomene. Schauen wir uns die berühmtesten an.
Magnetische Stürme
Die Sonne hat einen starken Einfluss auf unseren Planeten. Es gibt uns nicht nur Wärme und Licht, sondern provoziert auch so unangenehme magnetische Phänomene wie Stürme. Ihr Erscheinen ist mit einer Zunahme der Sonnenaktivität und den Prozessen verbunden, die innerhalb dieses Sterns ablaufen.
Die Erde wird ständig von ionisierten Partikeln der Sonne beeinflusst. Sie bewegen sich mitGeschwindigkeit von 300-1200 km/s und werden als Sonnenwind bezeichnet. Aber von Zeit zu Zeit kommt es auf einem Stern zu plötzlichen Auswürfen einer großen Anzahl dieser Teilchen. Sie wirken wie Erschütterungen auf die Erdhülle und bringen das Magnetfeld zum Schwingen.
Solche Stürme dauern normalerweise bis zu drei Tage. Zu dieser Zeit fühlen sich einige Bewohner unseres Planeten unwohl. Die Vibrationen der Hülle spiegeln sich in uns mit Kopfschmerzen, erhöhtem Druck und Schwäche wider. In seinem Leben erlebt ein Mensch durchschnittlich 2.000 Stürme.
Nordlichter
Es gibt auch angenehmere magnetische Phänomene in der Natur - das Nordlicht oder die Aurora. Es manifestiert sich in Form eines Himmelsglühens mit schnell wechselnden Farben und tritt hauptsächlich in hohen Breiten (67-70 °) auf. Bei starker Aktivität der Sonne wird die Strahlung noch geringer beobachtet.
Etwa 64 Kilometer über den Polen treffen geladene Sonnenteilchen auf die Weiten des Magnetfelds. Einige von ihnen gehen hier zu den Magnetpolen der Erde, wo sie mit den Gasen der Atmosphäre interagieren, weshalb die Aurora erscheint.
Das Spektrum des Leuchtens hängt von der Zusammensetzung der Luft und ihrer Verdünnung ab. Das rote Leuchten tritt in einer Höhe von 150 bis 400 Kilometern auf. Blau- und Grüntöne werden mit einem hohen Geh alt an Sauerstoff und Stickstoff in Verbindung gebracht. Sie treten in einer Höhe von 100 Kilometern auf.
Magnitorezeption
Die Hauptwissenschaft, die magnetische Phänomene untersucht, ist die Physik. Einige von ihnen können jedoch auch mit der Biologie zusammenhängen. Zum Beispiel die magnetische Sensibilität des LebensOrganismen - die Fähigkeit, das Magnetfeld der Erde zu erkennen.
Viele Tiere, insbesondere wandernde Arten, haben diese einzigartige Gabe. Die Fähigkeit zur Magnetorezeption wurde bei Fledermäusen, Tauben, Schildkröten, Katzen, Hirschen, einigen Bakterien usw. gefunden. Sie hilft Tieren, sich im Weltraum zurechtzufinden und ihr Zuhause zu finden, indem sie sich zehn Kilometer davon entfernen.
Wenn ein Mensch einen Kompass zur Orientierung benutzt, dann bedienen sich Tiere ganz natürlicher Werkzeuge. Wissenschaftler können noch nicht genau bestimmen, wie und warum die Magnetorezeption funktioniert. Aber es ist bekannt, dass Tauben in der Lage sind, ihr Zuhause zu finden, selbst wenn sie Hunderte von Kilometern davon entfernt sind, während sie den Vogel in einer völlig dunklen Box einschließen. Schildkröten finden ihren Geburtsort noch Jahre später.
Dank ihrer "Superkräfte" antizipieren Tiere Vulkanausbrüche, Erdbeben, Stürme und andere Katastrophen. Sie reagieren empfindlich auf Schwankungen im Magnetfeld, was die Fähigkeit zur Selbsterh altung erhöht.
