Oxirgi 50 yil ichida fanning barcha sohalari jadallik bilan oldinga qadam tashladi. Ammo magnitlanish va tortishish tabiati haqida ko'plab jurnallarni o'qib chiqqandan so'ng, odamda avvalgidan ham ko'proq savollar bor degan xulosaga kelish mumkin.
Magnitizm va tortishish tabiati
Otilgan narsalarning tez erga tushishi hamma uchun ochiq va tushunarli. Ularni o'ziga jalb qiladigan narsa nima? Ishonch bilan taxmin qilishimiz mumkinki, ular qandaydir noma'lum kuchlar tomonidan jalb qilingan. Xuddi shu kuchlar tabiiy tortishish deb ataladi. Shundan so'ng, qiziqqan har bir kishi juda ko'p tortishuvlar, taxminlar, taxminlar va savollarga duch keladi. Magnitizmning tabiati qanday? Gravitatsion to'lqinlar nima? Ular qanday ta'sir natijasida hosil bo'ladi? Ularning mohiyati, shuningdek, chastotasi nima? Ular atrof-muhitga va har bir insonga qanday ta'sir qiladi? Bu hodisadan sivilizatsiya manfaati uchun qanchalik oqilona foydalanish mumkin?
Magnitizm tushunchasi
XIX asrning boshlarida fizik Xans Kristian Oersted elektr tokining magnit maydonini kashf etdi. berdimagnitlanishning tabiati mavjud atomlarning har birida hosil bo'ladigan elektr toki bilan chambarchas bog'liq deb taxmin qilish imkoniyati. Savol tug'iladi, qanday hodisalar yer magnitlanishining tabiatini tushuntirishi mumkin?
Hozirgi kunga qadar magnitlangan jismlardagi magnit maydonlar koʻproq oʻz oʻqi atrofida va mavjud atom yadrosi atrofida doimiy ravishda aylanadigan elektronlar tomonidan hosil boʻlishi aniqlangan.
Elektronlarning xaotik harakati haqiqiy elektr toki ekanligi va uning o'tishi magnit maydonning paydo bo'lishiga olib kelishi uzoq vaqtdan beri aniqlangan. Ushbu qismni xulosa qilib, ishonch bilan aytishimiz mumkinki, elektronlar atomlar ichidagi xaotik harakati tufayli atom ichidagi oqimlarni hosil qiladi va bu o'z navbatida magnit maydonning paydo bo'lishiga yordam beradi.
Ammo turli masalalarda magnit maydon o'z qiymatida sezilarli farqlarga, shuningdek turli magnitlanish kuchlariga ega bo'lishining sababi nima? Buning sababi, atomlardagi mustaqil elektronlarning harakat o'qlari va orbitalari bir-biriga nisbatan turli pozitsiyalarda bo'lishi mumkin. Bu harakatlanuvchi elektronlar tomonidan hosil bo'ladigan magnit maydonlarning ham tegishli pozitsiyalarda joylashganligiga olib keladi.
Shunday qilib shuni ta'kidlash kerakki, magnit maydon paydo bo'lgan muhit unga bevosita ta'sir qiladi, maydonning o'zini oshiradi yoki zaiflashtiradi.
Magnit maydoni hosil boʻlgan maydonni zaiflashtiradigan materiallar diamagnit deb ataladi va juda zaif kuchaytiruvchi materiallarmagnit maydon paramagnit deb ataladi.
Moddalarning magnit xususiyatlari
Shuni ta'kidlash kerakki, magnitlanish tabiati nafaqat elektr toki, balki doimiy magnitlar tomonidan ham hosil bo'ladi.
Doimiy magnitlarni Yerdagi oz sonli moddalardan yasash mumkin. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, magnit maydon radiusida bo'lgan barcha jismlar magnitlanadi va magnit maydonning bevosita manbalariga aylanadi. Yuqoridagilarni tahlil qilib, shuni qo'shimcha qilish kerakki, modda mavjud bo'lganda magnit induktsiya vektori vakuum magnit induktsiya vektoridan farq qiladi.
Amperning magnitlanish tabiati haqidagi gipotezasi
Sabab-oqibat munosabatlari, buning natijasida jismlarning magnit xususiyatlariga ega bo'lishi o'rtasidagi bog'liqlikni atoqli frantsuz olimi Andre-Mari Amper kashf etgan. Ammo Amperning magnitlanish tabiati haqidagi gipotezasi nima?
Tarix olimning koʻrgan kuchli taassurotlari tufayli boshlangan. U Oersted Lmierning tadqiqotlariga guvoh bo'lib, u jasorat bilan Yer magnitlanishining sababi yer sharida muntazam ravishda o'tadigan oqimlar ekanligini aytdi. Asosiy va eng muhim hissa qo'shildi: jismlarning magnit xususiyatlarini ulardagi oqimlarning uzluksiz aylanishi bilan izohlash mumkin edi. Amper quyidagi xulosani ilgari surgandan so'ng: mavjud jismlarning har qandayining magnit xususiyatlari ularning ichida oqadigan elektr toklarining yopiq davri bilan belgilanadi. Fizikning bayonoti jasur va jasoratli harakat edi, chunki u avvalgilarning hammasini kesib tashladijismlarning magnit xususiyatlarini tushuntiruvchi kashfiyotlar.
Elektronlar va elektr toki harakati
Amper gipotezasi har bir atom va molekula ichida elektr tokining elementar va aylanma zaryadi borligini aytadi. Shuni ta'kidlash kerakki, bugungi kunda biz xuddi shu oqimlar atomlardagi elektronlarning xaotik va uzluksiz harakati natijasida hosil bo'lishini allaqachon bilamiz. Agar kelishilgan tekisliklar molekulalarning issiqlik harakati tufayli bir-biriga nisbatan tasodifiy bo'lsa, unda ularning jarayonlari o'zaro kompensatsiyalanadi va mutlaqo magnit xususiyatlarga ega emas. Magnitlangan ob'ektda esa eng oddiy oqimlar ularning harakatlarini muvofiqlashtirishni ta'minlashga qaratilgan.
Amper gipotezasi magnit maydondagi elektr tokiga ega magnit ignalar va ramkalar nima uchun bir-biriga o'xshash harakat qilishini tushuntirishga qodir. O'z navbatida, o'qni bir xil yo'n altirilgan kichik oqim o'tkazuvchi zanjirlar majmuasi sifatida ko'rib chiqish kerak.
Magnit maydoni katta kuchaygan paramagnit materiallarning maxsus guruhiga ferromagnit deyiladi. Bu materiallarga temir, nikel, kob alt va gadoliniy (va ularning qotishmalari) kiradi.
Ammo doimiy magnitlarning magnitlanishining tabiatini qanday tushuntirish mumkin? Magnit maydonlar ferromagnitlar tomonidan nafaqat elektronlar harakati natijasida, balki o'zlarining xaotik harakati natijasida ham hosil bo'ladi.
Burchak impulsi (tegishli moment) spin nomini oldi. Elektronlar butun mavjudlik vaqtida o'z o'qi atrofida aylanadi va zaryadga ega bo'lib, birgalikda magnit maydon hosil qiladi.yadrolar atrofida orbital harakati natijasida hosil bo'lgan maydon bilan.
Harorat Mari Kyuri
Ferromagnit moddaning magnitlanishini yo'qotadigan harorat o'zining maxsus nomini oldi - Kyuri harorati. Axir bu kashfiyotni aynan shu nomli frantsuz olimi qilgan. U shunday xulosaga keldi: agar magnitlangan jism sezilarli darajada qizdirilsa, u endi temirdan yasalgan narsalarni o‘ziga tortolmaydi.
Ferromagnitlar va ulardan foydalanish
Dunyoda ferromagnit jismlar unchalik koʻp boʻlmasada, ularning magnit xususiyatlaridan amaliy foydalanish va ahamiyati katta. Temir yoki po'latdan yasalgan bobindagi yadro magnit maydonni ko'p marta kuchaytiradi, shu bilan birga bobindagi oqim iste'molidan oshmaydi. Bu hodisa energiyani tejashga katta yordam beradi. Yadrolar faqat ferromagnitlardan qilingan va bu qism qaysi maqsadda xizmat qilishi muhim emas.
Magnit yozish usuli
Ferromagnitlar yordamida birinchi toifali magnit lentalar va miniatyurali magnit plyonkalar tayyorlanadi. Magnit lentalar ovoz va video yozish sohasida keng qo'llaniladi.
Magnit lenta - bu PVX yoki boshqa komponentlardan tashkil topgan plastik asos. Uning ustiga temir yoki boshqa ferromagnitning igna shaklidagi juda kichik zarralaridan iborat bo'lgan magnit lak bo'lgan qatlam qo'llaniladi.
Yozish jarayoni lenta orqali amalga oshiriladielektromagnitlar, ularning magnit maydoni tovush tebranishlari tufayli vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Magnit bosh yaqinidagi lentaning harakatlanishi natijasida plyonkaning har bir qismi magnitlanishga duchor bo'ladi.
Gravitatsiya tabiati va uning tushunchalari
Birinchi navbatda shuni ta'kidlash kerakki, tortishish va uning kuchlari umumjahon tortishish qonuni doirasida joylashgan bo'lib, unda aytilishicha: ikkita moddiy nuqta bir-birini ularning massalari mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va teskari proportsional kuch bilan tortadi. ular orasidagi masofa kvadratiga.
Zamonaviy fan tortishish kuchi tushunchasini biroz boshqacha koʻrib chiqa boshladi va uni Yerning oʻzining tortishish maydonining taʼsiri sifatida tushuntiradi, afsuski, uning kelib chiqishi hali aniqlanmagan.
Yuqorida aytilganlarning barchasini umumlashtirib, shuni ta'kidlashni istardimki, bizning dunyomizdagi hamma narsa bir-biri bilan chambarchas bog'liq va tortishish va magnitlanish o'rtasida sezilarli farq yo'q. Axir, tortishish kuchi bir xil magnitlanishga ega, faqat katta darajada emas. Erda ob'ektni tabiatdan yirtib tashlashning iloji yo'q - magnitlanish va tortishish buziladi, bu kelajakda sivilizatsiya hayotini sezilarli darajada murakkablashtirishi mumkin. Inson buyuk allomalarning ilmiy kashfiyotlari mevasini yig‘ish va yangi yutuqlar sari intilish kerak, lekin tabiat va insoniyatga zarar yetkazmasdan, barcha faktlardan oqilona foydalanish kerak.
