Kas ir magnētisms? Definīcija, piemēri, fakti

Vienkāršs ievads magnētismā

Galfordc / Getty Images

Senie cilvēki izmantoja lodestones, dabiskos magnētus, kas izgatavoti no dzelzs minerāla magnetīta. Patiesībā vārds 'magnēts' cēlies no grieķu vārdiem magnetis litoss , kas nozīmē 'Magnija akmens' vai lodestone. Thales of Miletus pētīja magnētisma īpašības ap 625. gadu p.m.ē. līdz 545. g. p.m.ē. Indijas ķirurgs Sushruta apmēram tajā pašā laikā izmantoja magnētus ķirurģiskiem nolūkiem. Ķīnieši rakstīja par magnētismu ceturtajā gadsimtā pirms mūsu ēras, un pirmajā gadsimtā aprakstīja, kā adatas pievilkšanai izmantoja akmens. Tomēr kompass Navigācija tika izmantota tikai 11. gadsimtā Ķīnā un 1187. gadā Eiropā.

Kamēr magnēti bija zināmi, to funkcijai nebija izskaidrojuma līdz 1819. gadam, kad Hanss Kristians Ørsteds nejauši atklāja magnētiskos laukus ap strāvu vadiem. Elektrības un magnētisma attiecības aprakstīja Džeimss Klerks Maksvels 1873. gadā un iekļauts Einšteina speciālās relativitātes teorija 1905. gadā.

Magnētisma cēloņi

Maskot / Getty Image

Tātad, kas ir šis neredzamais spēks? Magnētisms izraisa elektromagnētiskais spēks, kas ir viens no četri pamatspēki dabas. Jebkurš kustīgs elektriskais lādiņš ( elektriskā strāva ) rada tam perpendikulāru magnētisko lauku.

Papildus strāvai, kas pārvietojas pa vadu, magnētismu rada griešanās magnētiskie momenti elementārdaļiņas , piemēram, elektroni. Tādējādi visa viela zināmā mērā ir magnētiska, jo elektroni, kas riņķo ap atoma kodolu, rada magnētisko lauku. Elektriskā lauka klātbūtnē atomi un molekulas veido elektriskos dipolus, ar pozitīvi lādētiem kodoliem, kas nedaudz pārvietojas lauka virzienā, un negatīvi lādētiem elektroniem pārvietojas pretējā virzienā.

Magnētiskie materiāli

melnsarkans / Getty Images

Magnēti veidojas, kad feromagnētiskie vai ferimagnētiskie materiāli tiek pakļauti elektromagnētiskajam laukam. Magnētiem ir noteiktas īpašības:

• Magnētu ieskauj magnētiskais lauks.
• Magnēti piesaista feromagnētiskos un ferimagnētiskos materiālus un var pārvērst tos magnētos.
• Magnētam ir divi stabi, kas atgrūž kā stabi un piesaista pretējos polus. Ziemeļpolu atgrūž citu magnētu ziemeļpoli un piesaista dienvidu poliem. Dienvidpolu atgrūž cita magnēta dienvidu pols, bet to pievelk tā ziemeļpols.
• Magnēti vienmēr pastāv kā dipoli . Citiem vārdiem sakot, jūs nevarat pārgriezt magnētu uz pusēm, lai atdalītu ziemeļus un dienvidus. Nogriežot magnētu, tiek izveidoti divi mazāki magnēti, kuriem katram ir ziemeļu un dienvidu pols.
• Magnēta ziemeļpols tiek piesaistīts Zemes ziemeļu magnētiskajam polam, savukārt magnēta dienvidu pols tiek piesaistīts Zemes dienvidu magnētiskajam polam. Tas var būt mulsinoši, ja pārstāsiet apsvērt citu planētu magnētiskos polus. Lai kompass darbotos, planētas ziemeļpols būtībā ir dienvidu pols, ja pasaule būtu milzīgs magnēts!

Magnētisms dzīvajos organismos

Džefs Rotmens / Getty Images

Daži dzīvie organismi atklāj un izmanto magnētiskos laukus. Spēju sajust magnētisko lauku sauc par magnetorecepciju. Radījumu, kas spēj uztvert magnetorecepciju, piemēri ir baktērijas, mīkstmieši, posmkāji un putni. Cilvēka acs satur kriptohroma proteīnu, kas cilvēkiem var nodrošināt zināmu magnetorecepcijas pakāpi.

Daudzas radības izmanto magnētismu, kas ir process, kas pazīstams kā biomagnētisms. Piemēram, hitoni ir mīkstmieši, kas zobu cietināšanai izmanto magnetītu. Cilvēki arī ražo magnetītu audos, kas var ietekmēt imūnsistēmas un nervu sistēmas funkcijas.

Magnētisms Key Takeaways

Klēra Kordjēra / Getty Images

• Magnētisms rodas no kustīga elektriskā lādiņa elektromagnētiskā spēka.
• Magnētu ieskauj neredzams magnētiskais lauks un divi gali, ko sauc par poliem. Ziemeļpols ir vērsts uz Zemes ziemeļu magnētisko lauku. Dienvidu pols ir vērsts uz Zemes dienvidu magnētisko lauku.
• Magnēta ziemeļpols tiek piesaistīts jebkura cita magnēta dienvidu polam, un to atgrūž cita magnēta ziemeļpols.
• Nogriežot magnētu, veidojas divi jauni magnēti, katrs ar ziemeļu un dienvidu polu.

Avoti

• Du Trémolet de Lacheisserie, Etienne; Džinjū, Damiens; Šlenkers, Maikls. Magnētisms: pamati . Springeris. lpp. 3–6. ISBN 0-387-22967-1. (2005)
• Kiršvinks, Jāzeps L.; Kobajaši-Kiršvinks, Atsuko; Diazs-Riči, Huans Č.; Kiršvinks, Stīvens Dž. Magnetīts cilvēka audos: vāju ELF magnētisko lauku bioloģiskās ietekmes mehānisms '. Bioelektromagnētiskais papildinājums . 1: 101–113. (1992)