Magnetski fenomeni. Magnetski fenomeni u prirodi

Magnetska interakcija objekata jedan je od temeljnih procesa koji vode svima u svemiru. Njegove vidljive manifestacije su magnetski fenomeni. Među njima možete nazvati sjeverna svjetla, privlačnost magneta, magnetske oluje itd. Kako se oni pojavljuju? Ono što je karakterizirano?

magnetizam

Magnetski fenomeni i svojstva u agregatu zovu se magnetizam. Njihovo postojanje bilo je poznato već dugo. Pretpostavlja se da su već prije četiri tisuće godina Kinezi koristili ovo znanje kako bi stvorili kompas i plovili putovanjima u moru. Za provođenje eksperimenata i ozbiljno proučavanje fizičkog magnetskog fenomena započeo je tek u XIX stoljeću. Jedan od prvih istraživača na ovom području je Hans Oersted.

Magnetske pojave mogu se pojaviti u Cosmosu i na Zemlji i pojavljuju se samo unutar magnetskih polja. Takva polja proizlaze iz električnih naboja. Kada su napuni stacionarni, oko njih se stvara električno polje. Kad se kreću - magnetsko polje.

To jest, fenomen magnetskog polja nastaje s pojavom električne struje ili izmjeničnog električnog polja. Ovo je područje prostora u kojem djeluje sila na magnetima i magnetskim vodičima. Ona ima svoj smjer i smanjuje se s udaljenosti od izvora - dirigentom.

magneti

Tijelo oko kojega se formira magnetsko polje naziva se magnetom. Najmanji od njih je elektron. Atrakcija magneta je najpoznatiji fizički magnetski fenomen: ako se dva magneta nanose jedna na drugu, oni ili privlače ili odbijaju. To je sve o njihovom položaju u odnosu na svaki drugi. Svaki magnet ima dva pola: sjever i jug.

Polovi istog imena odbijaju, a za razliku od polova, naprotiv, privući. Ako ga rezati na dva, sjeverni i južni polovi neće se odvojiti. Kao rezultat toga, dobit ćemo dva magneta, od kojih će svaki imati i dva pola.

Postoji niz materijala koji imaju magnetska svojstva. To uključuje željezo, kobalt, nikal, čelik itd. Među njima su tekućine, legure, kemijski spojevi. Ako se magnetski materijali drže blizu magneta, oni će i sami postati.

Takve tvari poput čistog željeza, lako stječu sličnu imovinu, ali se i brzo oprostite od nje. Drugi (na primjer, čelik) magnetizirani su dulje, ali zadržavaju učinak dulje vrijeme.

magnetizacija

Utvrdili smo iznad toga da se pojavljuje magnetsko polje kada se kreću čestice napunjene. Ali kakav pokret može biti, na primjer, u komadiću željeza koji visi na hladnjaku? Sve tvari se sastoje od atoma, u kojima se nalaze pokretne čestice.

Svaki atom ima svoje magnetsko polje. Ali, u nekim materijalima ova polja su kaotično usmjerena u različitim smjerovima. Zbog toga se oko njih ne stvara jedno veliko polje. Takve tvari se ne mogu magnetizirati.

U ostalim materijalima (željezo, kobalt, nikal, čelik) atomi se mogu podesiti tako da su svi usmjereni na isti način. Kao rezultat toga, oko njih nastaje čest magnetsko polje i tijelo je magnetizirano.

Ispada da je magnetizacija tijela redoslijed polja njegovih atoma. Da se prekrši ovaj poredak, pogodio ga je dovoljno teško, na primjer, čekićem. Polja atoma će započeti kaotično kretanje i izgubit će magnetska svojstva. Također se događa ako se materijal zagrije.

Magnetna indukcija

Magnetske pojave povezane su s pokretnim nabojima. Dakle, oko vodiča s električnom strujom, neizbježno će se pojaviti magnetsko polje. Ali može li biti obratno? Jedno je pitanje postavilo engleski fizičar Michael Faraday i otkrio fenomen magnetske indukcije.

Zaključio je da konstantno polje ne može uzrokovati električnu struju, ali izmjenična struja može. Struja nastaje u zatvorenoj petlji magnetskog polja i naziva se indukcija. Sila elektromotora u ovom slučaju varira u razmjeru s promjenom brzine polja koja kontura propušta.

Otkriće Faradaja bilo je pravi proboj i donio veliku korist proizvođačima elektrotehnike. Zahvaljujući njemu, postalo je moguće primiti struju od mehaničke energije. Zakon, koji je zaključio znanstvenik, primijenjen je i primijenjen u uređaju elektromotora, raznih generatora, transformatora itd.

Zemljino magnetsko polje

Jupiter, Neptun, Saturn i Uran imaju magnetsko polje. Naš planet nije iznimka. U običnom životu gotovo ga ne vidimo. Nije opipljiva, nema okusa ili mirisa. Ali s njim su magnetski fenomeni povezani u prirodi. Kao što su polarna svjetla, magnetske oluje ili magnetorecepcija kod životinja.

Zapravo, Zemlja je ogroman, ali ne i jak magnet koji ima dva pola koja se ne podudaraju s geografskom. Magnetske linije izlaze iz Južnog pola planeta i ulaze u Sjeverni pol. To znači da je, naime, južni pol Zemlje sjeverni pol magneta (tako da na Zapadu plavi pol nalazi se u plavom kao S, a crveni pol označava sjeverni pol-N).

Magnetsko polje proteže se na stotine kilometara od površine planeta. Ona služi kao nevidljiva kupola koja odražava moćno galaktičko i sunčevo zračenje. Tijekom sudara čestica zračenja s Zemljinom školjkom nastaju mnogi magnetski fenomeni. Pogledajmo najpoznatije od njih.

Magnetne oluje

Sunce ima snažan utjecaj na naš planet. To nam ne daje samo toplinu i svjetlost, nego izaziva i neugodne magnetske fenomene poput oluja. Njihov izgled povezan je s povećanjem solarne aktivnosti i procesa koji se događaju unutar ove zvijezde.

Zemlja stalno doživljava utjecaj protoka ioniziranih čestica iz Sunca. Pomiču se brzinom od 300-1200 km / s i karakteriziraju se kao solarni vjetar. Ali s vremena na vrijeme na zvijezdi dolazi iznenadna emisija velikog broja tih čestica. Oni djeluju na zemlju kao ljuske i uzrokuju osciliranje magnetskog polja.

Takva oluja obično traje do tri dana. U ovom trenutku neki stanovnici našeg planeta nisu dobro. Oscilacije ljuske odražavaju nas glavobolje, povećani pritisak i slabost. Doživotno, osoba doživljava prosječno 2.000 oluja.

Sjeverne svjetiljke

Tu su i ugodniji magnetski fenomeni u prirodi - sjeverna svjetla ili Aurora. Ona se manifestira u obliku sjaja neba s brzo mijenjajuće boje, a javlja se pretežno u visokim geografskim širinama (67-70 °). S jakom aktivnošću sunca, svjetlina se također opaža ispod.

Oko 64 km iznad polova napunjene sunčeve čestice susreću se s udaljenim granicama magnetskog polja. Evo, neki od njih usmjereni su na magnetske stupove Zemlje, gdje su u interakciji s plinovima atmosfere, zbog čega se zračenje pojavljuje.

Spektar luminescencije ovisi o sastavu zraka i njegovom rijetkostu. Crveno svjetlo događa se na nadmorskoj visini od 150 do 400 kilometara. Plave i zelene nijanse povezane su s velikim sadržajem kisika i dušika. Nastaju na nadmorskoj visini od 100 kilometara.

magnetoreception

Osnovna znanost koja proučava magnetske fenomene je fizika. Međutim, neki od njih mogu također utjecati na biologiju. Na primjer, magnetosenzitivnost živih organizama je sposobnost prepoznavanja Zemljinog magnetskog polja.

Ovaj jedinstveni dar posjeduju mnoge životinje, osobito migratorne vrste. Sposobnost magnetorecepcije pronađena je u šišmiša, golubova, kornjača, mačaka, jelena, nekih bakterija itd. Pomaže životinjama da plove u svemiru i pronađu svoje prebivalište te se udaljuju od desetaka kilometara.

Ako osoba koristi kompas za orijentaciju, onda životinje koriste sasvim prirodne alate. Znanstvenici ne mogu točno odrediti kako i zašto djeluje magnetorecepcija. No, poznato je da golubovi mogu naći svoj dom čak i ako ih odvedu na stotine kilometara, dok zatvaraju pticu u apsolutno tamnu kutiju. Kornjače naći i svoje mjesto rođenja čak godinama kasnije.

Zbog svojih "super sposobnosti", životinje predviđaju vulkanske erupcije, potrese, oluje i druge kataklizme. Oni slabo osjete vibracije u magnetskom polju, što povećava sposobnost samoodržanja.