Εξηγούμε τι είναι ο μαγνητισμός και ποια είναι η ιστορία αυτού του φαινομένου. Επιπλέον, η σχέση του με τον ηλεκτρισμό και οι εφαρμογές του.
Τι είναι ο μαγνητισμός;
Όταν μιλάμε για μαγνητισμό ήμαγνητική ενέργεια, αναφερόμαστε σε ένα από τα δύο συστατικά της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (μαζί με τον ηλεκτρισμό) που εκδηλώνεται μέσω δυνάμεις έλξη ή απώθηση μεταξύ ορισμένων τύπων υλικών και ενός μαγνητικού ενεργειακού πεδίου (μαγνητικό πεδίο).
Ενώ όλες οι ουσίες επηρεάζονται από τον μαγνητισμό, δεν το κάνουν όλες με τον ίδιο τρόπο. Κάποια υλικά, όπως ορισμέναμέταλλα σιδηρομαγνητικό (ιδιαίτερα σίδηρος, νικέλιο, το κοβάλτιο και το κράματα) είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε αυτό και ως εκ τούτου μπορεί να αποτελούν μαγνήτες. Ορισμένα από αυτά μπορεί να είναι φυσικής προέλευσης και άλλα τεχνητής προέλευσης, για παράδειγμα, ως συνέπεια της δράσης του ηλεκτρισμού σε ορισμένα υλικά (ηλεκτρομαγνήτες).
Οι περισσότεροι μαγνήτες είναι μαγνητικά δίπολα: έχουν θετικό και αρνητικό πόλο. Καθένας από αυτούς τους πόλους ασκεί μια δύναμη σε άλλους μαγνήτες ή σιδηρομαγνητικά μέταλλα που βρίσκουν στην περιοχή δράσης τους, σύμφωνα με έναν νόμο που λέει ότι παρόμοιοι πόλοι απωθούνται μεταξύ τους, ενώ οι αντίθετοι έλκονται.
Αυτά τα δίπολα μπορούν να εμφανιστούν σε μακροσκοπική κλίμακα (για παράδειγμα, στο πλανήτης Γη υπάρχει ένας βόρειος πόλος και ένας νότιος πόλος, ο καθένας ασκεί μια μαγνητική επίδραση που επιτρέπει τη λειτουργία των πυξίδων) ή μικροσκοπικό (για παράδειγμα, στον προσανατολισμό ορισμένων μόρια βιολογικό λόγωηλεκτρικό φορτίο του άτομα). Και αυτές οι δυνάμεις του μαγνητισμού παίζουν σημαντικό ρόλο ανάμεσα στις στοιχειώδεις δυνάμεις της φύσης.
Έτσι, υπάρχουν διαμαγνητικά (ασθενώς μαγνητικά), παραμαγνητικά (μέτρια μαγνητικά) ή σιδηρομαγνητικά (υψηλά μαγνητικά) υλικά.
Ιστορία του μαγνητισμού
Ο άνθρωπος γνώριζε τον μαγνητισμό από τα πρώτα χρόνια. Τα αποτελέσματά του περιγράφηκαν στην ελληνική αρχαιότητα από τον Θαλή της Μιλήτου (625-545 π.Χ.) και άλλους παρόμοιους φιλοσόφους, οι οποίοι παρατήρησαν ότι ορισμένοι λίθοι από την πόλη της Μαγνησίας του Μαιάνδρου (Μικρά Ασία) προσέλκυσε σίδηρο. Από εκεί προέρχεται το όνομαμαγνητισμός.
Κάπως έτσι, ο άνθρωπος κατάφερε να κατανοήσει τον επίγειο μαγνητισμό από νεαρή ηλικία, χρησιμοποιώντας τον στην κατασκευή πυξίδων προς τον δωδέκατο αιώνα, πριν από την ανάδυση ως τέτοιου Επιστήμες οι οποίοι στη συνέχεια θα αφοσιωθούν στη μελέτη αυτού του φαινομένου.
Η πρώτη σωστά επίσημη πραγματεία για τον μαγνητισμό γράφτηκε τον 13ο αιώνα από τον Γάλλο Peter Peregrinus de Maricourt, ένα προοίμιο για μελλοντικές επιστημονικές μελέτες από τον William Gilbert και ιδιαίτερα τον Hans Christian Orsted, ο οποίος ανακάλυψε ότι ο μαγνητισμός δεν περιοριζόταν μόνο στους μαγνήτες. αλλά είχε στενή σχέση με την ηλεκτρικό ρεύμα.
Αυτό άνοιξε την πόρτα για τους André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday και άλλοι εγκαινίασαν το πεδίο του ηλεκτρομαγνητισμού και στη συνέχεια ο James Clerk Maxwell το προσδιόρισε μέσω του διάσημου συνόλου των εξισώσεων του.
Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός
Ο μαγνητισμός και το ηλεκτρικό ρεύμα είναι στενά συνδεδεμένα και μαζί αποτελούν τον ηλεκτρομαγνητισμό, μια από τις στοιχειώδεις δυνάμεις τουσύμπαν. Ο χειρισμός των μαγνητικών πεδίων, για παράδειγμα, μέσω του επιτάχυνση των μαγνητών, μπορεί να δημιουργήσει ένα χρησιμοποιήσιμο ηλεκτρικό ρεύμα, όπως συμβαίνει στην πραγματικότητα σε ορισμένους τύπους γεννητριών.
Και ταυτόχρονα, με την κυκλοφορία ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ορισμένων τύπων μετάλλων, μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρομαγνήτες και να κατασκευαστούν για να προσελκύουν ορισμένα μέταλλα ή σιδηρομαγνητικά υλικά.
Η σχέση αυτή βασίζεται στην ατομική φύση των υλικών, στα οποία ηλεκτρόνια (-) από την πιο απομακρυσμένη τροχιά του πυρήνα του ατόμου (+) μπορεί να αποκοπεί ή να μεταφερθεί από το ένα μόριο στο άλλο, δημιουργώντας έτσι μια ηλεκτρική ροή (ρεύμα) και πόλωση του συνόλου, δηλαδή κλίση του ηλεκτρικού φορτίου σε ένα πλευρά (αρνητικός πόλος) και αφήνοντας μια άλλη με λιγότερο φορτίο (θετικός πόλος).
Εφαρμογές Μαγνητισμού
Ο μαγνητισμός έχει χρησιμοποιηθεί από το ανθρωπότητα για πολύ καιρό. Η εφεύρεση της πυξίδας και η χρήση της για τον προσανατολισμό (σημαδεύοντας τη σταθερή κατεύθυνση του Βορρά του πλανήτη) χρονολογείται εκατοντάδες χρόνια πριν και ήταν το κλειδί για την ανάπτυξη της ναυσιπλοΐας και την εξερεύνηση του κόσμου.
Από την άλλη πλευρά, μεγάλοι μαγνήτες χρησιμοποιούνται στο βιομηχανία της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, στην ιατρική (για παράδειγμα, εξετάσεις μαγνητικού συντονισμού), στη μηχανική (ανάπτυξη κινητήρων, αγωγή και αποθήκευση ηλεκτρικών φορτίων, κ.λπ.) και, κυρίως, στην ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.
ο χρήση υπολογιστή, για παράδειγμα, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη χρήση του μαγνητισμού για την καταγραφή του πληροφορίες, συνδυάζοντάς το με ηλεκτρικό ρεύμα και γνώσεις ημιαγωγών.