Магниттер туралы 34 қызықты мәліметтер

Табиғатта адам көзімен көрмесе де, тұрмыста, ғылымда және техникада үнемі қолданатын күштер бар. Магнетизм дәл осындай құбылыстардың қатарына жатады, өйткені ол қашықтан әсер етіп, заттардың қозғалысына тікелей жанаспай ықпал ете алады. Оның арқасында компастар, электр қозғалтқыштары, құлаққаптар, медициналық аппараттар және көптеген үйреншікті құрылғылар жұмыс істейді. Магниттер тоңазытқышта ілініп тұрғанда қарапайым болып көрінеді, бірақ осы қарапайымдықтың артында күрделі физика жатыр. Олардың қасиеттері заттың құрылысына, температураға, пішінге, өріс күшіне және айналадағы материалдарға тәуелді. Сондықтан магниттер тақырыбы тек оқушыларға ғана емес, қазіргі әлемнің құрылымын жақсырақ түсінгісі келетін әр адамға қызықты.

1. Магниттер адамдарға ежелгі дәуірден белгілі болған. Магнетит деп аталатын табиғи магнитті тас темірді көзге көрінетін себепсіз өзіне тартқан. Мұндай қасиет таңғаларлық көрінгендіктен, оның айналасында ұзақ уақыт бойы аңыздар мен тәжірибелік бақылаулар пайда болды.
2. «Магнит» сөзінің шығуын көбіне ежелгі дүниедегі Магнесия аймағымен байланыстырады. Кең тараған нұсқалардың біріне сүйенсек, ол жерде темір заттарды тартатын ерекше қабілеті бар тастар табылған. Бұл тарихтың кейбір бөлшектері даулы болса да, атаудың көне бақылаулармен байланысы жаңалықтың өте ерте ашылғанын жақсы көрсетеді.
3. Әрбір кәдімгі магниттің екі полюсі болады. Оларды солтүстік және оңтүстік деп атайды, өйткені еркін ілінген зат Жердің магнит өрісіне қатысты бағдарлануға ұмтылады. Дәл осы қасиет компастың жұмысының негізінде жатыр.
4. Бірдей полюстер тебіледі, ал әртүрлі полюстер тартылады. Егер екі солтүстік ұшты бір-біріне жақындатса, олардың арасында қарсылық пайда болады. Оңтүстік және солтүстік полюс, керісінше, жақындасуға ұмтылады.
5. Кәдімгі магнитті бір ғана солтүстік және бір ғана оңтүстік полюске бөлу мүмкін емес. Егер оны екіге кессе, әрбір бөлік қайтадан екі полюске ие болады. Бұл — магниттік өзара әрекеттесудің заттарды үйреншікті бөлуден ең ерекше айырмашылықтарының бірі.
6. Магнит өрісі көрінбейді, бірақ оны басқа нысандарға әсері арқылы анықтауға болады. Мысалы, магниттің жанындағы темір үгінділері өріс сызықтары бойымен тізіледі. Мұндай қарапайым тәжірибе көзге көрінбейтін ықпал аймағының пішінін айқын көрсетеді.
7. Магнит өрісінің сызықтарын шартты түрде солтүстік полюстен шығып, оңтүстік полюске кіретіндей етіп бейнелейді. Бұл күштің әрекет бағытын түсінуге көмектесетін ыңғайлы үлгі. Шын мәнінде өріс үздіксіз және материалдың ішінде үзіліп қалмайды.
8. Металдардың бәрі магнитке жақсы тартыла бермейді. Темір, никель және кобальт айқын ферромагниттік қасиеттерге ие. Мыс, алюминий, алтын және күміс қалыпты жағдайда тұрмыстық магнитке дерлік әсер етпейді.
9. Тот баспайтын болат әртүрлі әрекет етуі мүмкін. Оның кейбір түрлері айтарлықтай тартылады, ал басқалары магнит өрісімен әлсіз ғана әрекеттеседі. Мұның себебі қорытпаның құрамына және атомдардың ішкі орналасуына байланысты.
10. Ферромагниттік материалдардың ішінде домендер деп аталатын ұсақ аймақтар бар. Олар ретсіз бағытталса, зат күшті тартылу байқатпауы мүмкін. Егер домендердің едәуір бөлігі келісімді бағытталса, айқын магниттік әсер пайда болады.
11. Тұрақты магнит ток көзіне қосылмай-ақ өз қасиеттерін сақтайды. Егер оны қатты қыздырмаса және зақымдамаса, ол металл заттарды жылдар бойы тарта алады. Алайда мұндай бұйымның күші шексіз емес және уақыт өте әлсіреуі мүмкін.
12. Электромагнит тек электр тогы өткен кезде жұмыс істейді. Әдетте ол сым орамасынан және өрісті күшейтетін өзекшеден тұрады. Мұндай құрылғының басты артықшылығы — оның күшін қосуға, өшіруге және реттеуге болады.
13. Электр мен магнетизм өзара тығыз байланысты. Қозғалыстағы электр заряды магнит өрісін тудырады. Дәл осы байланыс электр қозғалтқыштарының, генераторлардың, трансформаторлардың және көптеген аспаптардың негізінде жатыр.
14. Компас Жердің магнит өрісін пайдаланады. Оның тілі магниттік солтүстікке қарай бағытталатындай бұрылады. Бұл ретте географиялық және магниттік солтүстік толық сәйкес келмейді, сондықтан навигацияда ауытқу ескеріледі.
15. Жердің өзі алып магнит сияқты әрекет етеді. Оның магнит өрісі планетаны күн желінің зарядталған бөлшектерінің бір бөлігінен қорғауға көмектеседі. Соның арқасында Жердің айналасында магнитосфера бар.
16. Полярлық шұғылалар планетамыздың магнит өрісімен байланысты. Күннен келген зарядталған бөлшектер магнит сызықтары бойымен полярлық аймақтарға қарай бағытталады. Сол жерде олар атмосферамен әрекеттесіп, жарқын жарық құбылысын тудырады.
17. Жердің магниттік полюстері біртіндеп орын ауыстырады. Олардың орналасуы уақыт өте өзгеретіндіктен, карталар мен навигациялық деректерді жаңартып отыру қажет. Планета тарихында магниттік полюстердің ауысуы да болған, сол кезде солтүстік пен оңтүстік орындарын алмастырған.
18. Көптеген жануарлар магнит өрісі арқылы бағдарлана алады. Мұндай сезім магниторецепция деп аталады. Оны құстардың, теңіз тасбақаларының және кейбір балықтардың көші-қонымен байланыстырады.
19. Тоңазытқышқа арналған магниттерде көбіне икемді материал қолданылады. Оның құрамына полимер негізімен араластырылған магнитті ұнтақ қосылады. Соның арқасында бұйымды жұқа, жеңіл және сурет басуға ыңғайлы етіп жасауға болады.
20. Неодим магниттері кең қолжетімді тұрақты түрлердің ішіндегі ең күштілерінің бірі болып саналады. Олар неодим, темір және бор қорытпасының негізінде жасалады. Мұндай шағын зат таңғаларлықтай үлкен салмақты ұстай алады.
21. Күшті магниттер абайлап қолдануды қажет етеді. Олар бір-біріне күрт тартылып, теріні қысып қалуы мүмкін. Сонымен қатар мұндай бұйымдарды жұтып қою қауіпті, әсіресе ағзаға бірнеше данасы түссе.
22. Магниттер кейбір медициналық құрылғылардың жұмысына кедергі келтіруі мүмкін. Кардиостимуляторы және соған ұқсас импланттары бар адамдар ерекше сақ болғаны жөн. Сондықтан күшті магнитті бұйымдарды мұндай техникаға жақын ұстауға болмайды.
23. Магнит өрістері медицинада диагностика үшін қолданылады. Магниттік-резонанстық томографияда ішкі мүшелердің егжей-тегжейлі бейнесін алуға көмектесетін қуатты өріс пайдаланылады. Бұл әдіс жұмсақ тіндерді кәдімгі рентген сәулесінсіз зерттеуге мүмкіндік беретінімен ерекше құнды.
24. Динамиктер мен құлаққаптарда магниттер электр сигналын дыбысқа айналдыруға көмектеседі. Орама магнит өрісінде қозғалып, мембрананы тербелуге мәжбүр етеді. Осы тербелістердің арқасында ауа дыбыс толқындарын құлаққа жеткізеді.
25. Электр қозғалтқыштары қозғалыс жасау үшін магнит өрістерінің өзара әрекеттесуін пайдаланады. Ток орамалар арқылы өткенде роторды айналдыратын күш пайда болады. Осы қағида бойынша желдеткіштер, сорғылар, тұрмыстық техника және электр көлігі жұмыс істейді.
26. Генераторлар қозғалтқыштармен салыстырғанда кері бағытта әрекет етеді. Өткізгіштің магнит өрісіндегі қозғалысы электр тогын алуға көмектеседі. Сондықтан магнетизм электр станциялары, велосипед динамо-машиналары және көптеген энергия көздері үшін маңызды.
27. Магниттер қалдықтарды сұрыптауда қолданылады. Олардың көмегімен аралас қоқыстан темір және болат заттарды бөліп алуға болады. Бұл қайта өңдеуді жылдамдатып, пайдалы металдың шығынын азайтады.
28. Өнеркәсіпте магнитті қармауыштар ауыр металл бөлшектерді көтереді. Мұндай құрылғылар қоймаларда, зауыттарда және қайта өңдеу пункттерінде ыңғайлы. Электромагнит әсіресе пайдалы, өйткені ток өшірілгеннен кейін жүкті тез босатуға болады.
29. Магниттік левитация нысанға кәдімгі тірексіз ұсталып тұруға мүмкіндік береді. Магниттік жастықтағы пойыздарда бұл көлік пен рельс арасындағы үйкелісті азайтады. Осындай қағиданың арқасында қозғалыс біршама бірқалыпты әрі жылдам болуы мүмкін.
30. Қыздыру магниттік қасиеттерді әлсіретуі немесе толық жоюы мүмкін. Белгілі бір температураға жеткенде материал домендердің реттелген күйін жоғалтады. Бұл шекара Кюри температурасы деп аталады.
31. Қатты соққы да магниттік қасиеттерді нашарлатуы мүмкін. Механикалық әсер домендердің ішкі реттелуін бұзады. Сондықтан тұрақты магниттерді түсіріп алмау және артық дірілге ұшыратпау керек.
32. Магнит өрісі қағаз, мата, пластик және шыны арқылы әсер ете алады. Алайда қашықтық тартылысқа қатты ықпал етеді, сондықтан алыстаған сайын күш тез азаяды. Кейбір материалдар өрісті әлсіретуге немесе басқа бағытқа бұруға да қабілетті.
33. Су мен ағаш кәдімгі магнитке дерлік тартылмайды. Дегенмен олардың өте әлсіз магниттік қасиеттері бар, оны тек арнайы жағдайда байқауға болады. Бұл магнетизм тек темірмен ғана байланысты емес екенін көрсетеді, бірақ дәл темір тұрмыстағы ең айқын әсерді береді.
34. Магниттер ғылыми зерттеулерде таптырмас құрал болып табылады. Олар бөлшек үдеткіштерінде, зертханалық аспаптарда, датчиктерде және деректерді сақтау жүйелерінде қолданылады. Магниттік технологияларсыз қазіргі физика, электроника және медицина мүлде басқаша дамыған болар еді.

Магниттер адамды бірінші қарағанда көрінгеннен әлдеқайда жиі қоршап тұрады. Олар бағдарлануға, электр қуатын алуға, музыка тыңдауға, ауруларды диагностикалауға және ауыр заттарды жылжытуға көмектеседі. Олардың қасиеттері тұрмыста ғана қарапайым болып көрінеді, бірақ олардың артында зат, электр және қозғалыс арасындағы терең байланыс жатыр. Магнетизмді неғұрлым жақсы түсінсек, табиғат пен техникадағы осы көзге көрінбейтін күштің рөлі соғұрлым айқынырақ болады.