Herkes uzun zamandır mıknatıs gibi bir nesneye alışmıştır. İçinde özel bir şey görmüyoruz. Genellikle okul öncesi çocuklar için bir mıknatısın özelliklerinin püf noktaları şeklinde fizik dersleri veya bir gösteri ile ilişkilendiririz. Ve nadiren kimse, günlük yaşamda bizi kaç tane mıknatısın çevrelediğini düşünüyor. Herhangi bir dairede düzinelerce var. Her hoparlör, teyp, elektrikli tıraş makinesi, saatin cihazında bir mıknatıs bulunur. Bir kavanoz çivi bile bir tanedir.
Başka ne var?
Biz - insanlar - bir istisna değiliz. Vücutta akan biyolojik akımlar sayesinde, etrafımızda görünmez bir kuvvet çizgileri vardır. Dünya büyük bir mıknatıstır. Ve daha da görkemli - güneşin plazma topu. Galaksilerin ve nebulaların insan aklının anlayamadığı boyutları, bunların hepsinin de mıknatıs olduğu fikrine nadiren izin verir.
Modern bilim, uygulama alanları termonükleer füzyon, elektrik enerjisi üretimi, senkrotronlarda yüklü parçacıkların hızlandırılması, batık gemileri kaldırma ile ilişkili yeni büyük ve süper güçlü mıknatısların yaratılmasını gerektirir. Manyetik özellikleri kullanarak süper güçlü bir alan yaratınmıknatıs modern fiziğin problemlerinden biridir.
Kavramları netleştirin
Manyetik alan, hareket halindeki bir yükü olan cisimlere etki eden bir kuvvettir. Sabit nesnelerle (veya şarjsız) "çalışmaz" ve daha genel bir kavram olarak var olan bir elektromanyetik alan biçimi olarak hizmet eder.
Eğer cisimler kendi etraflarında bir manyetik alan oluşturabiliyorlarsa ve onun etkisinin gücünü kendileri deneyimleyebiliyorlarsa, bunlara mıknatıs denir. Yani bu nesneler manyetize edilir (karşılık gelen momente sahiptir).
Farklı malzemeler harici bir alana farklı tepki verir. Kendi içlerindeki etkisini zayıflatanlara paramagnet, güçlendirenlere diamagnet denir. Bireysel malzemeler, bir dış manyetik alanı bin kat büyütme özelliğine sahiptir. Bunlar ferromanyetlerdir (kob alt, demirli nikel, gadolinyum ve ayrıca belirtilen metallerin bileşikleri ve alaşımları). Güçlü bir dış alanın etkisi altına giren, kendilerine manyetik özellikler kazandıranlara sert manyetik denir. Sadece alanın doğrudan etkisi altında mıknatıs gibi davranabilen ve kaybolmasıyla bu özelliği ortadan kaldıran diğerleri yumuşak manyetiktir.
Biraz tarih
İnsanlar çok çok eski zamanlardan beri kalıcı mıknatısların özelliklerini inceliyorlar. 600 yıllarına kadar eski Yunan bilim adamlarının yazılarında bahsedilmektedir. Doğal (doğal kökenli) mıknatıslar, manyetik cevher yataklarında bulunabilir. Büyük doğal mıknatısların en ünlüsü Tartu'da tutulur. Üniversite. 13 kilogram ağırlığında ve yardımıyla kaldırılabilen yük 40 kg.
İnsanlık, çeşitli ferromıknatıslar kullanarak yapay mıknatıslar oluşturmayı öğrendi. Tozun değeri (kob alt, demir vb.) kendi ağırlığının 5000 katı ağırlığındaki bir yükü taşıma kabiliyetinde yatmaktadır. Yapay numuneler kalıcı (sert manyetik malzemelerden elde edilen) veya malzemesi yumuşak manyetik demir olan bir çekirdeğe sahip elektromıknatıslar olabilir. İçlerindeki voltaj alanı, elektrik akımının çekirdekle çevrili sargı tellerinden geçmesi nedeniyle ortaya çıkar.
Bir mıknatısın özelliklerini bilimsel olarak inceleme girişimlerini içeren ilk ciddi kitap, 1600'de yayınlanan Londralı doktor Gilbert'in eseriydi. Bu çalışma, yazarın deneylerinin yanı sıra manyetizma ve elektrikle ilgili o sırada mevcut olan bilgilerin bütününü içerir.
Kişi mevcut fenomenlerden herhangi birini pratik hayata uyarlamaya çalışır. Elbette, mıknatıs da bir istisna değildi.
Mıknatıslar nasıl kullanılır
İnsanlık mıknatısın hangi özelliklerini benimsedi? Kapsamı o kadar geniştir ki, bu harika öğenin ana, en ünlü cihazlarına ve uygulamalarına sadece kısaca değinebiliriz.
Pusula, yerdeki yönleri belirlemek için iyi bilinen bir cihazdır. Onun sayesinde uçak ve gemiler, kara ulaşımı ve yaya trafiği hedeflerinin önünü açıyorlar. Bunlarcihazlar, turistler ve topograflar tarafından kullanılan manyetik (işaretçi tipi) veya manyetik olmayan (radyo ve hidro pusulalar) olabilir.
Doğal mıknatıslardan ilk pusulalar 11. yüzyılda yapıldı ve navigasyonda kullanıldı. Hareketleri, eksen üzerinde dengelenmiş, manyetik malzemeden yapılmış uzun bir iğnenin yatay düzlemde serbest dönüşüne dayanır. Uçlarından biri her zaman güneye, diğeri kuzeye bakar. Böylece, ana noktalarla ilgili ana talimatları her zaman doğru bir şekilde öğrenebilirsiniz.
Ana Küreler
Mıknatısın özelliklerinin ana uygulamalarını bulduğu alanlar - radyo ve elektrik mühendisliği, enstrümantasyon, otomasyon ve telemekanik. Röleler, manyetik devreler vb. Ferromanyetik malzemelerden elde edilir.1820'de, akım taşıyan bir iletkenin mıknatıs iğnesi üzerinde hareket etme özelliği keşfedildi ve onu dönmeye zorladı. Aynı zamanda, başka bir keşif yapıldı - aynı yöndeki akımın geçtiği bir çift paralel iletken, karşılıklı çekim özelliğine sahiptir.
Bu nedenle, mıknatısın özelliklerinin nedeni hakkında bir varsayım yapıldı. Tüm bu fenomenler, manyetik malzemelerin içinde dolaşanlar da dahil olmak üzere, akımlarla bağlantılı olarak ortaya çıkar. Bilimdeki modern fikirler bu varsayımla tamamen tutarlıdır.
Motorlar ve jeneratörler hakkında
Temel olarak, birçok çeşit elektrik motoru ve elektrik jeneratörü, yani çalışma prensibi mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesine dayanan dönme tipi makineler yaratılmıştır (konuşmajeneratörler hakkında) veya elektrikten mekanik (motorlar hakkında) bahsediyoruz. Herhangi bir jeneratör, elektromanyetik indüksiyon prensibi ile çalışır, yani EMF (elektromotor kuvvet), manyetik alanda hareket eden bir telde meydana gelir. Elektrik motoru, akımın enine alana yerleştirilmiş bir telde kuvvet meydana gelmesi olgusu temelinde çalışır.
Alanın etkileşiminin gücünü, hareketli parçalarının sargılarının dönüşlerinden geçen akımla kullanarak, manyetoelektrik denilen cihazlar. Bir endüksiyon elektrik sayacı, iki sargılı yeni ve güçlü bir AC motor görevi görür. Sargılar arasında bulunan iletken disk, güç girişiyle orantılı bir tork ile dönmeye tabi tutulur.
Ve günlük hayatta?
Minyatür bir pille çalışan elektrikli kol saatleri herkese tanıdık geliyor. Cihazları, bir çift mıknatıs, bir çift indüktör ve bir transistör kullanımı sayesinde, mevcut parça sayısı açısından mekanik saatlerden çok daha basittir.
Elektromanyetik tip kilitler veya manyetik elemanlarla donatılmış silindir kilitler giderek daha fazla kullanılmaktadır. İçlerinde hem anahtar hem de kilit bir kombinasyon seti ile donatılmıştır. Doğru anahtar kilit yuvasına girdiğinde, manyetik kilidin iç elemanları istenilen konuma çekilerek açılmasını sağlar.
Dinamometre ve galvanometre cihazı (zayıf akımları ölçen oldukça hassas bir cihaz) mıknatısların hareketine dayanır. Mıknatısın özellikleri, aşındırıcıların imalatında uygulama bulmuştur. Böyleçeşitli nesnelerin ve malzemelerin mekanik olarak işlenmesi (taşlama, cilalama, kaba işleme) için gerekli olan keskin, küçük ve çok sert parçacıklar olarak adlandırılır. Üretimleri sırasında, karışımın bileşiminde gerekli olan ferrosilikon, kısmen fırınların dibine yerleşir ve kısmen aşındırıcının bileşimine dahil edilir. Onu oradan çıkarmak için mıknatıs gerekiyor.
Bilim ve iletişim
Maddelerin manyetik özelliklerinden dolayı bilim, çeşitli cisimlerin yapısını inceleme yeteneğine sahiptir. Biz sadece manyetokimya veya manyetik kusur tespitinden (ürünlerin belirli alanlarındaki manyetik alanın bozulmasını inceleyerek kusurları tespit etme yöntemi) bahsedebiliriz.
Mikrodalga ekipmanlarının üretiminde, radyo iletişim sistemlerinde (askeri ve ticari hatlar), ısıl işlemde, hem evde hem de gıda endüstrisinde (mikrodalga fırınlar herkes tarafından iyi bilinir) kullanılır. Günümüzde maddelerin manyetik özelliklerinin kullanıldığı en karmaşık teknik cihazları ve uygulamaları tek bir makale çerçevesinde sıralamak neredeyse imkansızdır.
Tıbbi alan
Teşhis ve tıbbi tedavi alanı istisna değildi. X-ışınları üreten elektron lineer hızlandırıcılar sayesinde tümör tedavisi gerçekleştirilir, siklotronlarda veya senkrotronlarda proton ışınları üretilir, bu da lokal yönlülükte X ışınlarına göre avantajları ve göz ve beyin tümörlerinin tedavisinde artan etkinliği vardır.
Biyolojik olarakbilim, geçen yüzyılın ortalarından önce bile, vücudun hayati işlevleri hiçbir şekilde manyetik alanların varlığıyla ilişkili değildi. Bilimsel literatür, zaman zaman tıbbi etkilerinden biri veya birkaçı hakkında tek mesajlarla dolduruldu. Ancak altmışlı yıllardan beri, mıknatısın biyolojik özellikleriyle ilgili yayınlar çığ gibi büyüdü.
O zaman ve şimdi
Ancak, insanları onunla tedavi etme girişimleri, daha 16. yüzyılda simyacılar tarafından yapıldı. Diş ağrısı, sinir bozuklukları, uykusuzluk ve iç organlarla ilgili birçok sorunu tedavi etmek için birçok başarılı girişimde bulunulmuştur. Mıknatısın tıpta kullanımını en geç navigasyonda bulmuş gibi görünüyor.
Geçtiğimiz yarım yüzyılda, tansiyon bozukluğu olan hastalar arasında popüler olan manyetik bilezikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilim adamları, bir mıknatısın insan vücudunun direncini artırma yeteneğine ciddi şekilde inanıyorlardı. Elektromanyetik cihazlar yardımıyla kan akış hızını ölçmeyi, numune almayı veya gerekli ilaçları kapsüllerden enjekte etmeyi öğrendiler.
Mıknatıs göze düşen küçük metal parçacıkları uzaklaştırır. Elektrik sensörlerinin çalışması, eylemine dayanır (herhangi birimiz bir elektrokardiyogram alma prosedürüne aşinayız). Çağımızda, bir manyetik alanın insan vücudu üzerindeki etkisinin altında yatan mekanizmaları incelemek için fizikçilerin biyologlarla işbirliği daha yakın ve daha gerekli hale geliyor.
Neodymium mıknatıs: özellikler ve uygulamalar
Neodymium mıknatısların insan sağlığı üzerinde maksimum etkiye sahip olduğu kabul edilir. Onlar oluşurneodim, demir ve bor. Kimyasal formülleri NdFeB'dir. Böyle bir mıknatısın ana avantajı, alanının nispeten küçük bir boyuttaki güçlü etkisidir. Yani 200 gauss'luk bir kuvvete sahip bir mıknatısın ağırlığı yaklaşık 1 g'dır. Karşılaştırma için, eşit güçte bir demir mıknatısın ağırlığı yaklaşık 10 kat daha fazladır.
Bahsedilen mıknatısların bir diğer şüphesiz avantajı, iyi stabilite ve istenen nitelikleri yüzlerce yıl koruyabilmesidir. Yüzyıl boyunca, bir mıknatıs özelliklerini yalnızca %1 oranında kaybeder.
Neodymium mıknatıslar tam olarak nasıl işlenir?
Kan dolaşımını iyileştirir, kan basıncını dengeler, migrenle savaşır.
Neodymium mıknatısların özellikleri yaklaşık 2000 yıl önce tedavi amaçlı kullanılmaya başlandı. Bu tür terapiden bahseden eski Çin elyazmalarında bulunur. Tedavi daha sonra insan vücuduna manyetize taşlar uygulamaktı.
Terapi onları vücuda takmak şeklinde de vardı. Efsane, Kleopatra'nın mükemmel sağlığını ve doğaüstü güzelliğini kafasına sürekli olarak manyetik bir bandaj takmasına borçlu olduğunu iddia ediyor. 10. yüzyılda, İranlı bilim adamları, neodymium mıknatısların özelliklerinin, iltihaplanma ve kas spazmlarının ortadan kaldırılması durumunda insan vücudu üzerindeki yararlı etkisini ayrıntılı olarak anlattılar. O zamana ait hayatta kalan kanıtlara göre, kas gücünü, kemik gücünü artırmak ve eklem ağrısını az altmak için kullanımları değerlendirilebilir.
Tüm hastalıklardan…
Böyle bir etkinin etkililiğinin kanıtı 1530'da yayınlandıünlü İsviçreli doktor Paracelsus tarafından yıl. Doktor, yazılarında, vücudun güçlerini uyarabilen ve kendi kendini iyileştirmeye neden olabilen bir mıknatısın büyülü özelliklerini tanımladı. O günlerde çok sayıda hastalık bir mıknatıs kullanılarak yenilmeye başlandı.
Bu çare yardımıyla kendi kendine tedavi, ilaçların kategorik olarak eksik olduğu savaş sonrası yıllarda (1861-1865) ABD'de yaygınlaştı. Hem ilaç hem de ağrı kesici olarak kullandı.
20. yüzyıldan beri, mıknatısın iyileştirici özellikleri bilimsel olarak doğrulanmıştır. 1976'da Japon doktor Nikagawa, manyetik alan eksikliği sendromu kavramını tanıttı. Araştırma, bunun kesin semptomlarını belirledi. Zayıflık, yorgunluk, düşük performans ve uyku bozukluklarından oluşurlar. Ayrıca migren, eklem ve omurilik ağrıları, hipotansiyon veya hipertansiyon şeklinde sindirim ve kardiyovasküler sistemlerle ilgili sorunlar vardır. Sendrom ve jinekoloji alanı ve cilt değişiklikleri ile ilgilidir. Manyetoterapi kullanımıyla bu durumlar oldukça başarılı bir şekilde normalleştirilebilir.
Bilim yerinde durmaz
Bilim adamları manyetik alanlarla deneyler yapmaya devam ediyor. Deneyler hem hayvanlar hem de kuşlar üzerinde ve bakteriler üzerinde yapılır. Zayıflamış bir manyetik alanın koşulları, deney kuşlarında ve farelerde metabolik süreçlerin başarısını az altır, bakteriler aniden çoğalmayı durdurur. Uzun süreli alan eksikliği ile canlı dokular geri dönüşü olmayan değişikliklere uğrar.
Bu tür tüm fenomenlerle mücadele etmektir ve bunların neden olduğumanyetoterapi onlar tarafından çok sayıda olumsuz sonuçla kullanılır. Görünüşe göre, şu anda mıknatısların tüm yararlı özellikleri henüz yeterince incelenmemiştir. Doktorların önünde birçok ilginç keşif ve yeni gelişmeler var.
