Ang magnetic interaction ng mga bagay ay isa sa mga pangunahing proseso na namamahala sa lahat ng bagay sa Uniberso. Ang mga nakikitang pagpapakita nito ay mga magnetic phenomena. Kabilang sa mga ito ay ang hilagang mga ilaw, ang atraksyon ng mga magnet, magnetic storms, atbp. Paano sila lumabas? Ano sila?
Magnetism
Magnetic phenomena at properties ay sama-samang tinutukoy bilang magnetism. Ang kanilang pag-iral ay kilala sa napakatagal na panahon. Ipinapalagay na kasing aga ng apat na libong taon na ang nakalilipas, ginamit ng mga Tsino ang kaalamang ito upang lumikha ng isang compass at mag-navigate sa mga paglalakbay sa dagat. Ang pagsasagawa ng mga eksperimento at seryosong pag-aaral ng pisikal na magnetic phenomenon ay nagsimula lamang noong ika-19 na siglo. Si Hans Oersted ay itinuturing na isa sa mga unang mananaliksik sa larangang ito.
Magnetic phenomena ay maaaring mangyari sa Space at sa Earth, at lalabas lamang sa loob ng magnetic field. Ang ganitong mga patlang ay nagmumula sa mga singil sa kuryente. Kapag ang mga singil ay nakatigil, isang electric field ang nabubuo sa kanilang paligid. Kapag gumalaw sila - isang magnetic field.
Ibig sabihin, ang phenomenon ng magnetic field ay nangyayari sa pagdating ngelectric current o alternating electric field. Ito ay isang rehiyon ng espasyo kung saan kumikilos ang isang puwersa na nakakaapekto sa mga magnet at magnetic conductor. Mayroon itong sariling direksyon at bumababa habang lumalayo sa pinanggalingan nito - ang konduktor.
Magnets
Ang katawan kung saan nabuo ang magnetic field ay tinatawag na magnet. Ang pinakamaliit sa kanila ay ang elektron. Ang pang-akit ng mga magnet ay ang pinakasikat na pisikal na magnetic phenomenon: kung ikabit mo ang dalawang magnet sa isa't isa, sila ay maaakit o magtataka. Ito ay tungkol sa kanilang posisyon na may kaugnayan sa isa't isa. Ang bawat magnet ay may dalawang poste: hilaga at timog.
Ang mga pole na may parehong pangalan ay nagtataboy sa isa't isa, habang ang magkasalungat na pole, sa kabilang banda, ay umaakit. Kung hiwain mo ito sa dalawa, hindi maghihiwalay ang north at south pole. Bilang resulta, makakakuha tayo ng dalawang magnet, na ang bawat isa ay magkakaroon din ng dalawang pole.
May ilang mga materyales na magnetic. Kabilang dito ang iron, cob alt, nickel, steel, atbp. Kabilang sa mga ito ay may mga likido, haluang metal, mga compound ng kemikal. Kung ang mga magnet ay hawak malapit sa isang magnet, sila ay magiging isa mismo.
Ang mga sangkap gaya ng purong bakal ay madaling makuha ang ari-arian na ito, ngunit mabilis ding magpaalam dito. Ang iba (gaya ng bakal) ay mas nagtatagal upang mag-magnet ngunit nananatili ang epekto sa mahabang panahon.
Magnetizing
Natukoy namin sa itaas na ang isang magnetic field ay lumilitaw kapag ang mga naka-charge na particle ay gumagalaw. Ngunit anong uri ng paggalaw ang maaari nating pag-usapan, halimbawa, sa isang piraso ng bakal na nakabitin sa isang refrigerator? Lahatang mga substance ay binubuo ng mga atom, na naglalaman ng mga gumagalaw na particle.
Ang bawat atom ay may sariling magnetic field. Ngunit, sa ilang mga materyales, ang mga patlang na ito ay random na nakadirekta sa iba't ibang direksyon. Dahil dito, hindi nilikha ang isang malaking field sa paligid nila. Ang mga naturang substance ay walang kakayahang mag-magnetize.
Sa iba pang mga materyales (iron, cob alt, nickel, steel) ang mga atomo ay nagagawang pumila upang lahat sila ay tumuturo sa parehong paraan. Bilang resulta, isang karaniwang magnetic field ang nabubuo sa kanilang paligid at nagiging magnet ang katawan.
Lumalabas na ang magnetization ng isang katawan ay ang pagkakasunud-sunod ng mga patlang ng mga atom nito. Upang masira ang order na ito, ito ay sapat na upang pindutin ito nang husto, halimbawa, sa isang martilyo. Ang mga patlang ng mga atom ay magsisimulang gumalaw nang magulo at mawawala ang kanilang mga magnetic na katangian. Ganoon din ang mangyayari kung ang materyal ay pinainit.
Magnetic induction
Magnetic phenomena ay nauugnay sa mga gumagalaw na singil. Kaya, sa paligid ng isang konduktor na may isang electric current, isang magnetic field ay tiyak na babangon. Ngunit maaari ba itong maging kabaligtaran? Minsang tinanong ng English physicist na si Michael Faraday ang tanong na ito at natuklasan niya ang phenomenon ng magnetic induction.
Napagpasyahan niya na ang isang pare-parehong field ay hindi maaaring maging sanhi ng isang electric current, ngunit ang isang variable ay maaari. Ang kasalukuyang nangyayari sa isang closed circuit ng magnetic field at tinatawag na induction. Sa kasong ito, magbabago ang electromotive force sa proporsyon sa pagbabago sa bilis ng field na tumatagos sa circuit.
Ang pagtuklas ni Faraday ay isang tunay na tagumpay at nagdulot ng malaking benepisyo sa mga tagagawa ng kuryente. Salamat sa kanya, naging posible na makatanggap ng kasalukuyang mula sa mekanikal na enerhiya. Nailapat ang batas na hinuha ng siyentipiko atginagamit sa device ng mga de-koryenteng motor, iba't ibang generator, transformer, atbp.
magnetic field ng Earth
Jupiter, Neptune, Saturn at Uranus ay may magnetic field. Ang ating planeta ay walang pagbubukod. Sa ordinaryong buhay, halos hindi natin ito napapansin. Hindi ito nahahawakan, walang lasa o amoy. Ngunit kasama niya na nauugnay ang mga magnetic phenomena sa kalikasan. Gaya ng aurora, magnetic storm o magnetoreception sa mga hayop.
Sa totoo lang, ang Earth ay isang napakalaking, ngunit hindi masyadong malakas na magnet, na may dalawang pole na hindi nag-tutugma sa mga geographic. Ang mga magnetic lines ay umaalis sa South Pole ng planeta at pumasok sa North. Nangangahulugan ito na sa katunayan ang South Pole ng Earth ay ang north pole ng magnet (kaya't sa Kanluran ang south pole ay tinutukoy sa asul - S, at sa pula ay tumutukoy sa north pole - N).
Ang magnetic field ay umaabot ng daan-daang kilometro mula sa ibabaw ng planeta. Ito ay nagsisilbing isang invisible dome na sumasalamin sa malakas na galactic at solar radiation. Sa panahon ng banggaan ng mga particle ng radiation sa shell ng Earth, maraming magnetic phenomena ang nabuo. Tingnan natin ang pinakasikat sa kanila.
Magnetic na bagyo
Ang Araw ay may malakas na impluwensya sa ating planeta. Ito ay hindi lamang nagbibigay sa amin ng init at liwanag, ngunit din provokes tulad hindi kasiya-siya magnetic phenomena bilang mga bagyo. Ang kanilang hitsura ay nauugnay sa pagtaas ng solar activity at ang mga prosesong nagaganap sa loob ng bituin na ito.
Ang Earth ay patuloy na apektado ng daloy ng mga ionized na particle mula sa Araw. Gumagalaw sila kasamabilis na 300-1200 km/s at nailalarawan bilang solar wind. Ngunit paminsan-minsan, ang mga biglaang pagbuga ng malaking bilang ng mga particle na ito ay nangyayari sa isang bituin. Ang mga ito ay kumikilos tulad ng mga shocks sa shell ng lupa at nagiging sanhi ng magnetic field na mag-oscillate.
Ang ganitong mga bagyo ay karaniwang tumatagal ng hanggang tatlong araw. Sa panahong ito, masama ang pakiramdam ng ilang naninirahan sa ating planeta. Ang mga vibrations ng shell ay makikita sa amin na may pananakit ng ulo, pagtaas ng presyon at kahinaan. Sa buong buhay, ang isang tao ay nakakaranas ng average na 2,000 bagyo.
Northern Lights
Mayroon ding mas kaaya-ayang magnetic phenomena sa kalikasan - ang hilagang ilaw o ang aurora. Ito ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng isang sky glow na may mabilis na pagbabago ng mga kulay, at nangyayari pangunahin sa mataas na latitude (67-70 °). Sa malakas na aktibidad ng Araw, mas mababa ang ningning.
Humigit-kumulang 64 kilometro sa itaas ng mga poste, ang mga naka-charge na solar particle ay nakakatugon sa malayong bahagi ng magnetic field. Dito, ang ilan sa kanila ay tumungo sa mga magnetic pole ng Earth, kung saan nakikipag-ugnayan sila sa mga gas ng atmospera, kaya naman lumilitaw ang aurora.
Ang spectrum ng glow ay depende sa komposisyon ng hangin at sa rarefaction nito. Ang pulang glow ay nangyayari sa taas na 150 hanggang 400 kilometro. Ang mga asul at berdeng lilim ay nauugnay sa isang mataas na nilalaman ng oxygen at nitrogen. Nagaganap ang mga ito sa taas na 100 kilometro.
Magnitoreception
Ang pangunahing agham na nag-aaral ng magnetic phenomena ay physics. Gayunpaman, ang ilan sa mga ito ay maaaring may kaugnayan din sa biology. Halimbawa, ang magnetic sensitivity ng pamumuhaymga organismo - ang kakayahang makilala ang magnetic field ng Earth.
Maraming hayop, lalo na ang mga migratory species, ang may ganitong kakaibang regalo. Ang kakayahang mag-magnetoreception ay natagpuan sa mga paniki, kalapati, pagong, pusa, usa, ilang bakterya, atbp. Tinutulungan nito ang mga hayop na mag-navigate sa kalawakan at mahanap ang kanilang tahanan, na lumalayo rito nang sampu-sampung kilometro.
Kung ang isang tao ay gumagamit ng compass para sa oryentasyon, ang mga hayop ay gumagamit ng ganap na natural na mga tool. Ang mga siyentipiko ay hindi pa matukoy nang eksakto kung paano at bakit gumagana ang magnetoreception. Ngunit nabatid na ang mga kalapati ay nakakahanap ng kanilang tahanan kahit na sila ay dalhin ng daan-daang kilometro mula dito, habang isinasara ang ibon sa isang ganap na madilim na kahon. Nahanap ng mga pagong ang kanilang lugar ng kapanganakan kahit ilang taon na ang lumipas.
Salamat sa kanilang "mga superpower", inaasahan ng mga hayop ang mga pagsabog ng bulkan, lindol, bagyo at iba pang sakuna. Sensitibo ang mga ito sa mga pagbabago sa magnetic field, na nagpapataas ng kakayahang mapangalagaan ang sarili.
