magnetizam magnetizam

Zašto se magnet zove magnet?

Zaista, zašto ga tako zovemo? Ali čim ranije nisu pokušali da imenuju magnet! Stari Grci - "poseban kamen", "taj kamen", a takođe i "herkulovski kamen", bilo zbog svoje čvrstoće, bilo zbog toga što je ovaj kamen iskopan u blizini grada Herakleje u Lidiji. Grci su imali drugo ime - "siderit", u prijevodu - "dijamant". Ali nemojte misliti da je to zbog tvrdoće ili ljepote magneta. Samo što je sam dijamant nazvan siderit zbog čisto "gvozdenog" sjaja u sirovom obliku, Grci su ga nazivali i mekim gvožđem. Grčki naziv siderit nastao je zbog "sklonosti" magneta gvožđu, a možda i zbog činjenice da je magnet izvorno kopao u rudnicima željezne rude.

Kasnije su Britanci, Francuzi, Španci, a potom i sami Grci bili prevareni ovom dvojinom imena i svoje moderne nadimke zasnovali na magnetnom dijamantu. Tako su ispali francuski "aimant", španski "piedramant", engleski "adamant" i moderni grčki "adamas". Istina, kažu da Francuzi nisu značili dijamant - adamas, već drevni kineski naziv za magnet "chu-shi" ili "nitshi-chi", što znači "kamen ljubavi". A na francuskom, "aimant" - (izgovara se "eman") je "ljubav".

Moram reći da je cijeli drevni istok magnet obdario sposobnošću da voli željezo. Ako privlači, onda voli. I stoga, gotovo sva istočnjačka imena magneta potječu od ovog svojstva - na primjer, sanskrtski "thumbaka".

Italijani su magnet zvali "calamita", a ova riječ se počela koristiti u Rumuniji, Bosni i istoj Grčkoj.

Rice. 328. Prirodni magneti: a - u "kacigama"; b - u okviru sa magičnim simbolom

Poznato je i staro njemačko ime za magnet: "sigelstein" - "štampani kamen". Vjerovatno nastaje zbog običaja, raširenog u antici, da se na prirodne magnete urezuju razne magijske figure i simboli (sl. 328), a takvo kamenje se već moglo koristiti kao pečati. Veliki naučnik Isak Njutn čak je nosio i prsten, gde je kao dragi kamen bio prisutan prirodni magnet izuzetne snage. Moguće je da je naučnik njima zapečatio i voštane pečate na pismima i dokumentima... I, konačno, Egipćani su magnet nazvali Ora kost. Pod imenom Ili su mislili na svojstvo Sunca da izlazi i zalazi. Drugim riječima, Or je jedno od božanstava drevni egipat, za čiju se kost smatralo da je magnet.

Toliko je imena imao ovaj divni kamen, a mi ga i dalje zovemo magnet.

Drevni grčki filozof Platon izvještava da je pjesnik Euripid dao ovo ime kamenu. Ali bez ikakvog razloga, ne možete izmisliti nijednu riječ. Prema legendi koju je opisao antički istoričar Plinije, pozajmljenoj iz još drevnijih izvora, pastir sa ostrva Krita po imenu Magnis ili Magness primetio je da se njegove sandale potkovane gvožđem, kao i štap sa gvozdenim vrhom, drže crnog kamenje koje je ležalo u izobilju pod vašim nogama. Pastir je preokrenuo štap „nepotkovanim“ krajem i pobrinuo se da drvo ne privlači čudno kamenje koje ne prepoznaje druge materijale osim željeza. Očigledno, pastir je odneo nekoliko ovih kamenja sa planine Ido, gde je čuvao ovce, kući i pogodio maštu komšija. Od imena pastira došlo je i ime "magnet".

Postoji još jedno objašnjenje za riječ "magnet" - po imenu provincije Magnezije u Joniji blizu rijeke Meander. Stanovnike ove provincije zvali su magneti. Rimski naučnik i pesnik Tit Lukrecije Kar, u svojoj pesmi „O prirodi stvari“, posvećujući veliku pažnju magnetima, direktno ukazuje:

“Ovaj kamen su Grci nazvali po imenu ležišta kod magneta, jer je pronađen unutar magneta.” Čini se da nemački naziv za magnet, "magnet", ima neke veze s tim.

Sada se ova pokrajina zove Manissa, a magnetsko kamenje se još uvijek nalazi tamo. Lokalna planina Sipil, bogata prirodnim magnetima, često je pogođena udarima groma, baš kao i planina Magnitnaja na Uralu. Odavno je primjećeno da magnet privlači munje.

Više od 2000 godina ljudi koriste svojstva magneta. A možda je u kompasu prije svega korišten Herkulov kamen.

Šta je južni indikator?

Brzo naprijed do Ancient China. Kineski istoričar Su Matzen, proučavajući drevne hronike, ostavio nam je zanimljivu priču o događajima koji su se odigrali u antičko doba.

Prije više od 4 hiljade godina, car Huang Ti napao je neprijatelja s leđa sa vojskom u gustoj magli i pobijedio. U tome su mu, prema ljetopisu, pomogle figure koje su podignute na vagone sa ispruženom rukom, uvijek usmjerene na jug (sl. 329).

Ili druga legenda. U karavanima koji su u davna vremena išli pustinjom Gobi na zapad, bila je posebna, bijela kamila. Ova kamila je nosila neobičan teret - zemljanu posudu s vodom smještenu u drveni zaštitni kavez. Na vodi je plutao splav od kore plute, na koji je bio pričvršćen duguljasti komad Chu-shi kamena ili čelična igla natrljana ovim kamenom. Rubovi posude bili su obojeni bojama koje su simbolično označavale dijelove svijeta: crveno - jug, crno - sjever, zeleno - istok, bijelo - zapad. (A sada često farbaju južni pol magneta u crveno, a sjeverni pol u crno ili plavo. Je li to zato što je crvena topla, a plava hladna?) Magnet na čepu, lako je uključivao vodu, uvijek je pokazivao smjer "jug - sjever. Posuda s vodom i magnetom bila je možda prvi kompas koji je karavan koristio u pustinji.

Kineski kompasi su preživjeli do našeg vremena, međutim, u prilično oštećenom obliku; čuvaju se u muzejima. Jedan od ovih kompasa, datira iz X veka. n. e., spolja iznenađujuće sličan modernoj drvenoj kašiki postavljenoj na poslužavnik (sl. 330). Drška ove „kašike“ je duguljasti magnet, a dno kašike je dobar kuglični ležaj, koji se lako okreće na „tacni“, na kojoj se nanose podele, omogućavajući vam da odredite zemlje sveta, čak i jugozapad, jugoistok, sjeverozapad i sjeverozapad.

Rice. 330. Kineski kompas - "kašika"

U XI-XII vijeku. Južni indikator je već postao poznat kao "chi nan ting", ili "strelica koja pokazuje na jug", što je bliže modernom konceptu "igle magnetnog kompasa". Poznato je i da su od čelične igle protrljane magnetnim kamenom mogli pripremiti umjetne magnete. Ova magnetizirana igla korištena je kao "južni pokazivač" ili drevni kompas.

Ponekad se veruje da je kompas došao iz Kine preko Indije do Arapa, a od Arapa do Evropljana, a to se dogodilo u 12. veku. Ali, vjerovatno, ideja kompasa nije prodrla iz Kine u Evropu, a ovaj uređaj je tamo izumljen samostalno. Izumitelj kompasa u Evropi je Italijan Flavio Gioia, rodom iz grada Amalfija. U Napulju su mu čak podigli spomenik, a 1902. svečano su proslavili 600. godišnjicu ovog izuma. Istina, bilo je spominjanja „evropskog” kompasa od strane monaha Albana Nequema 1187. i pjesnika Gujota iz Provanse 1206. godine.

Međutim, prije pronalaska Joye, evropski kompas, iako je imao strelicu, nije imao okretni brojčanik s podjelama, što je otežavalo njegovu upotrebu. Da, i ovaj se uređaj zvao ne kompas, već tremor, magnetni gramofon, pa čak i žaba. Onda se pojavio moderno ime uređaj - od italijanskog "compassare", što znači "mjeriti u koracima". A Joyeva zasluga bila je barem činjenica da je uređaj isporučio sa nedostajućim okretnim brojčanikom s podjelama, dajući mu moderan izgled. Uz pomoć kompasa koji je izumio Joya, napravljena su sva velika geografska otkrića.

Da li su magnetna iskušenja jaka?

Na autorskom stolu leži debela knjiga sa utisnutim profilom žalfije na koricama. Objavljena je 1600. godine u Londonu. Osoba koja ga je napisala učinila je više za proučavanje magneta od bilo koga drugog. Njegovo ime je William (William) Gilbert (1544-1603). Engleski pesnik Drajden je o njemu rekao:

Gilbert će živjeti toliko dugo
dok magnet ne prestane da privlači...

Galileo ga je, nakon što je pročitao Gilbertovu knjigu, proglasio "velikim do te mjere da izaziva zavist".

Na čuvenom Oksfordskom univerzitetu dugo je visio Gilbertov portret, prikazan u punom rastu, u doktorskoj halji, držeći u ruci magnetni model globusa - terrelu. Iznad lijevog ramena naučnika ispisane su riječi: "Prvi tragač magnetnih sila Gilbert." Savremenici i potomci nazivali su Gilberta ocem magnetizma.

I sve ove riječi su zahvalnost naučniku za njegovu čuvenu knjigu "O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu - Zemlji", koju je pisao 18 godina.

Gilbert je prikupio brojne parabole i praznovjerja o magnetu, koje su stvorili drevni naučnici, "prevaranti i pripovjedači", kako ih je nazvao.

Evo šta piše sam Hilbert:

“Na primjer, izražena sumnja u vezi magneta, da li su ga podmuklo stvorili zli demoni... Ili da magnet otključava sve brave i kapke i koristi lopovima svojim dimom i dimom, kao da je ovaj kamen nastao zbog krađe. Ili kao da gvožđe, privučeno magnetom i postavljeno na vagu, ništa ne dodaje težini magneta, kao da je težina gvožđa apsorbovana snagom kamena. Ili kao da u Indiji ima nekih morskih stijena koje obiluju magnetom, koje izvlače sve čavle iz brodova koji su se za njih zalijepili...a pri njihovoj gradnji morate koristiti drvene čavle da ne povrate. Ili kažu da postoji još jedna planina u Etiopiji, koju stvara kamen feamed, koji ne može da podnese gvožđe, izbacuje ga i gura od sebe.

„Takvim glupostima i bajkama“, emotivno primjećuje Hilbert, „vulgarni filozofi sami sebe zabavljaju i hrane čitaoce koji su žedni da upoznaju misteriozne i neznalice koji se zabavljaju apsurdima“.

Zanimljivo je da su se ne samo u antici, već i danas, razne izvanredne pojave povezivale i povezuju s magnetom. Ono što samo nisam pokušao postići uz pomoć magneta! I odletjeti na Mjesec, i izgraditi "vječni motor" i stvoriti novu vrstu oružja. U svim ovim pokušajima postoji nešto zajedničko, što bi bilo prikladno nazvati magnetskim iskušenjima.

Sve je ponovo počelo sa Kinom. Prema legendi koja je nastala pre mnogo vekova, car Shi Huangdi je naredio da se kapija obloži magnetnim kamenom, otvarajući put do njegove palate. A ako bi ratnik u gvozdenom oklopu pokušao da prođe kroz ove kapije, smrznuo bi se na mestu, privučen magnetom. Štaviše, ako je uljez sa skrivenim oružjem pokušao da prođe kroz ovu kapiju, ona mu je pobjegla i zalijepila se za magnetni svod, baš kao ekseri koje je „magnetna planina“ iščupala iz broda. Najvjerovatnije je ovo fikcija, jer prirodni magneti ne bi mogli imati takvu snagu.

Karakteristično je da je ideja o otimanju oružja iz ruku neprijatelja magnetima preživjela milenijume, pa čak i do pretprošlog stoljeća. U romanu "Na dve planete" pisac XIX veka. Kurt Lasswitz opisuje bitku zemljana sa Marsovcima. Zemaljski konjici su hrabro marširali protiv marsovskih vazdušnih mašina i činilo se da ih teraju u vazduh da odlete. Ali lukavi Marsovci razvili su između svojih vazdušnih mašina nešto u obliku ogromnog pokrivača koji je odozgo prekrivao bojno polje. Pokazalo se da je ovaj veo ... ogroman magnet izuzetne snage. Ostalo se dogodilo na isti način kao u kineskim magnetnim kapijama. Za tren oka, vazduh se ispunio gustim oblakom kopalja, sablji i karabina, koji su uz grmljavinu leteli i pucketali prema magnetnom pokrivaču za koji su se zalepili.

Ili se pojavio fantastičan projekat spašavanja brodova od neprijateljskih topovskih kugli. Ideja je bila da se na brod ugrade snažni magneti prema neprijatelju, prekriveni debelim oklopom. Neprijateljska jezgra je trebala biti privučena obližnjim magnetom, okrenuti se u svom smjeru i razbiti jak oklop. Ostatak broda je mogao ostati nezaštićen.

U principu, sve je bilo tačno, osim što ni najmoćniji magnet ne može djelovati na velikoj udaljenosti. Zamislite da imamo magnet koji može privući 10 tona željeza na udaljenosti od 1 cm. Ovo je vrlo jak magnet. Dakle, ako pomjerimo korisni predmet za još 1 cm, tada će sila privlačenja pasti 8 puta! Na udaljenosti od 1 m sila privlačenja će pasti za faktor od 1.000.000, a ni o kakvom privlačenju jezgara ne može biti govora.

Ali u prošlom stoljeću još uvijek nisu znali izračunati snagu magneta, a takav magnet-oklop je ipak napravljen 1887. Ovaj magnet je privukao čeličnu ploču tako da je bila potrebna sila od 10 tona da se otkine. Četiri jezgra od 120 kilograma visila su jedno za drugim o stubu magneta. Ali 2 m od magneta, ljudi koji su imali čelične predmete u džepovima jedva da su osjetili djelovanje magneta. O privlačenju neprijateljskih jezgara nije se imalo šta razmišljati. Istina, takav magnet je djelovao na iglu kompasa 10 km.

I to je poslužilo kao izum takozvanih magnetnih rudnika. Poznato je da se čelična tijela spontano magnetiziraju pod utjecajem zemaljskog magnetizma. Ovo posebno vrijedi za dugačke objekte - mostove, brodove. Dakle, takav magnetizirani brod, koji plovi preko rudnika postavljenog na dnu, utiče na uređaj kao što je magnetna igla koja se nalazi u rudniku. Mina pluta i eksplodira u blizini broda.

Takve magnetne mine se lako mogu neutralizirati. Avion sa snažnim magnetom na brodu lansiran je duž rute broda. Ovaj magnet uzrokuje da mina lebdi i eksplodira kada je sam avion već daleko ispred. Osim toga, brod se može "demagnetizirati" - stvoriti takvo magnetsko polje s dodatnim magnetima, koje je jednako, ali suprotno magnetskom polju broda. To se često radilo za vrijeme Velikog Otadžbinski rat, posebno, budući veliki fizičar I. V. Kurchatov se time bavio na Krimu.

Da li je moguć magnetni "perpetual motor"?

Brojni "perpetuum mobile" dizajni povezani su s magnetima, što se pokazalo teškim za razotkrivanje.

U hronološkom redoslijedu, to izgleda ovako. Čak iu XIII veku. Pierre Peregrine de Maricourt, srednjovjekovni istraživač magneta, tvrdio je da ako se magnetni kamen pretvori u pravilnu loptu i njegovi polovi budu usmjereni tačno duž ose svijeta, onda će se takva lopta vrtjeti i vrtjeti zauvijek.

Sam De Maricourt nije napravio takav eksperiment, iako je imao magnetne kugle, a s njima je radio i druge eksperimente. Očigledno je vjerovao da sam nije dovoljno precizno napravio loptu ili da je njene polove usmjerio ne duž ose svijeta. Ali on je uporno savjetovao čitatelje da naprave i testiraju magnetni vječni motor, dodajući: "Ako izađe, uživat ćete, ako ne, krivite svoju malu umjetnost!"

Isti autor opisuje još jedan „perpetual motor“ – zupčanik sa zupcima od čelika i srebra kroz jedan. Ako dovedete magnet na ovaj točak, tvrdio je de Maricourt, točak će početi da se okreće. Ovdje je de Maricourt bio vrlo blizu izgradnji, iako ne vječnog, ali barem termalnog motora, koji bi se u to vrijeme nesumnjivo smatrao "vječnim". Ali o tome kasnije, ali za sada, o "pravim" "perpetual motorima".

Bilo je jako puno zaljubljenika u pravljenje magnetnih "perpetual motornih mašina". Engleski biskup Džon Vilkens u 17. veku. čak je dobio i zvaničnu potvrdu o svom izumu "perpetual motorja", ali potonji iz ovoga nije radio. Na sl. 331 pokazuje princip njegovog rada. Prema autoru, duž vrha se uzdiže čelična kugla, privučena magnetom kosoj ravni, ali prije nego što stigne do magneta, pada u rupu i kotrlja se duž donjeg ležišta. Otkotrljajući se, ponovo pada na svoju prijašnju stazu i tako zauvijek nastavlja svoje kretanje.

U stvari, sve je ispalo drugačije. Ako je magnet bio jak, onda lopta nije pala u rupu, već je preskočila i zalijepila se za magnet. Ako je magnet bio slab, tada se lopta zaustavila na pola puta na donjoj ladici ili uopće nije napustila donju tačku. A evo i „vječnog motora“, koji je sam autor napravio u djetinjstvu, i bio je veoma iznenađen kada nije radio.

Čelična kugla stavljena je u okruglu plastičnu kutiju, nasađenu na žbicu, kao točak na osovini. Magnet je morao biti doveden ispred, a kutija-točak je morao da se okreće na žbici (Sl. 332). Ipak: lopta je bila privučena magnetom, podigla se duž zida kutije, kao vjeverica u točku, dok je ista vjeverica počela, padajući, da okreće točak. Međutim, točak nije htio da se okrene. Kako se ispostavilo, lopta se podigla pod uticajem magneta, pritiskajući zid kutije, i nije htela da padne.

Rice. 331. Magnetski "perpetuum mobile" D. WilkensRice. 332. "Perpetual motor" sa magnetom i kuglom: 1 - plastična kutija; 2 – magnet; 3 - čelična kugla

Ali postoje i pravi magnetni motori, koji na prvi pogled izgledaju kao vječni.

Čak je i sam Hilbert primijetio da ako se željezo jako zagrije, onda ga magnet potpuno prestaje privlačiti. Sada se temperatura na kojoj željezo, čelik ili legure gube svoja magnetska svojstva naziva Curie tačka, po fizičaru Pierre Curieu, koji je objasnio ovaj fenomen. Da se ta magnetna svojstva ne bi izgubila, tada bi užarene zatvore u kovačnicama mogli nositi magneti, što je vrlo primamljivo.

Ali ovo svojstvo omogućilo je stvaranje takozvanog magnetnog mlina ili vrtuljka. Drveni disk objesimo na konac ili ga stavimo na čeličnu iglu poput igle kompasa. Zatim ćemo u njega zabiti nekoliko igala za pletenje i staviti stub jakog magneta sa strane (sl. 333). Zašto ne de Maricourtov zupčanik? Naravno, kao i taj točak, naš mlin se neće rotirati dok ne zagrejemo žbicu pored magneta u plamenu gorionika i izvršimo rotaciju laganim pritiskom. Zagrijana igla više ne privlači magnet, a sljedeća teži ka njemu sve dok ne udari u plamen plamenika. U međuvremenu, zagrijana žbica će napraviti puni krug, ohladit će se i ponovo će biti privučena magnetom.

Rice. 333. Magnetni vrtuljak: 1 - čelične žbice; 2 – magnet; 3 - plamen

Zašto ne trajni motor? I činjenica da je potrebna energija gorionika da ga okrene. Dakle, ovaj motor nije vječan, već termički, u principu isti kao u automobilima i dizel lokomotivama.

Radeći na istom principu, magnetnu ljuljačku je lako napraviti sami. Okačimo mali željezni predmet na žicu na vrh stalka za ljuljanje. Najlakši način je da uzmete dugačak komad željezne žice i umotate njen kraj u malu kuglicu. Zatim stavljamo magnet na mali stalak, jedan pol okrenut u stranu. Stalak sa magnetom pomeramo na viseću gvozdenu grudu sve dok je ne privuče magnet.

Rice. 334. Magnetna ljuljaška: 1 - magnet; 2 - komad željezne žice; 3 - plamen

Sada zamijenimo lampu, svijeću ili neki drugi gorionik ispod ljuljaške, tako da grudva bude iznad samog plamena (Sl. 334). Nakon nekog vremena, nakon što se zagrije do Curie tačke, otpasti će od magneta. Ljuljajući se u vazduhu, ponovo će se ohladiti i ponovo će se privući na pol magneta. Ispostavit će se zanimljiva ljuljačka koja će se ljuljati dok ne uklonimo plamenik.

Lopta valjana od žice dobra je za eksperiment jer se i zagrijava i hladi brže od, na primjer, čvrste čelične kugle. Stoga će se takav zamah ljuljati češće nego s loptom na niti.

U praksi se ovaj princip ponekad koristi za automatsko kaljenje malih čeličnih predmeta, kao što su igle. Hladne igle vise, privučene magnetom, i zagrijavaju se. Čim se zagreju do Curie tačke, prestaju da se privlače i padaju u kupku za gašenje.

Obično gvožđe ima prilično visoku Kirijevu tačku: 753 °C, ali sada su dobijene legure za koje Kirijeva tačka nije mnogo viša od sobne temperature. Zagrijan sunčevom toplinom, takav materijal, posebno tamne boje, više nije magnetski. A u hladu se obnavljaju magnetna svojstva i materijal se ponovo može privući. Na primjer, metalni gadolinij ima Kirijevu tačku od samo 20 °C.

Izumitelj i novinar A. Presnyakov stvorio je motor zasnovan na ovom principu koji neprekidno pumpa vodu u vrućoj pustinji. Sunce mu u potpunosti daje svoju energiju. Izgrađena su čak i kolica koja se automatski kreću prema suncu, pa čak i električna lampa (Sl. 335). Takvi motori, koji rade na čistoj i besplatnoj sunčevoj energiji, vrlo su obećavajući, posebno u istraživanju Mjeseca i drugih planeta. Zašto ne "mašine za vječne motore" o kojima je de Maricourt sanjao?

Rice. 335. Kolica A. Presnjakova: 1 - magnet; 2 - obod od materijala sa niskom Curie tačkom

Da li Muhamedov kovčeg leti?

Priča o kovčegu proroka Muhameda, koji leti, ili tačnije levitira, u magnetnoj pećini, proganja umove naučnika više od jednog veka.

Očigledno je sam veliki Gilbert, otac magnetizma, bio prvi koji je svijetu ispričao o čudnom plutajućem lijesu Muhameda. U svojoj knjizi “O magnetima…”, objavljenoj 1600. godine, on se poziva na izvjesnog Mattiola, koji “...daje priču o kapeli Muhameda sa svodom od magneta i piše da je ovaj izvanredni fenomen (gvozdeni sanduk visi u vazduh) udara na gomilu kao nekakvo božansko čudo.

Davne 1574. Italijan Giolamo Fracostro napisao je u svojoj knjizi O simpatiji: moć da se gvožđe povuče onoliko koliko gvožđe juri dole. Čini se da je željezo ojačano u zraku.

Hilbert opovrgava ovu Fracostrovu tvrdnju. „Ovo je apsurdno“, piše Hilbert, „jer je magnetska sila koja je bliža uvek moćnija. Zbog činjenice da sila magneta ne podiže mnogo željezo od zemlje, on mora biti stalno pobuđen magnetom (ako nema prepreka) i držati se za njega.

To jest, ne može biti govora o bilo kakvom stabilnom položaju komada gvožđa okačenog u magnetnom polju.

Zanimljivo je da je i prije Gilberta talijanska Porta bila uvjerena u nemogućnost toga. U svojoj knjizi sa egzotičnim naslovom " prirodna magija“, objavljen 1589. godine, Porta, očajnički želeći natjerati magnet da lebdi ispod komada željeza, piše: “Ali ja kažem da se to može učiniti, jer sam sada to učinio da magnet drži na gotovo nevidljivoj niti tako da visi u zraku: samo da se za nju zaveže mali konac ispod, da se ne može dići više.

Rice. 336. Iskustvo sa elektromagnetom

Ovaj zanimljiv eksperiment često rade školarci, prisiljavajući iglu da visi o konac "naopako" ispod magneta. Ovo spektakularno iskustvo ponovila je njemačka kompanija za proizvodnju elektromagneta. Za pod je bila prikovana teška gvozdena kugla koja je prsnula u nebo. Radnik se čak uzdiže duž lanca do lopte - i lopta nastavlja da visi (Sl. 336). Ali trik je u tome što je iznad lopte montiran podizni elektromagnet, koji je toliko snažno privlači da lopta ne pada, uprkos velikom vazdušnom razmaku između nje i magneta. U međuvremenu, jaz se značajno smanjuje sila dizanja magnet - čak i komad papira postavljen između polova školskog potkovičastog magneta i privučenog komada željeza smanjuje silu privlačenja za polovicu.

Naravno, Gilbert je demantovao glasine o slobodnom plutanju sanduka u kapeli Muhameda. Ali 1647. godine, u knjizi njemačkog jezuitskog naučnika Atanasiusa Kirchera "Na magnetu", već se pojavljuje lijes koji lebdi u zraku - "Muhamedov lijes se drži u zraku magnetskom silom."

Ali najnevjerovatnije je da je veliki naučnik, matematičar i fizičar Leonhard Euler također vjerovao u mogućnost slobodne magnetske suspenzije željeznih predmeta! U svojoj knjizi „Pisma o raznim fizičkim i filozofskim pitanjima, koja je član, astronom i profesor napisao izvesnoj nemačkoj princezi Akademije nauka“, koja je doživela preko četrdeset izdanja, prevedena u deset strani jezici, kaže: “Kažu da se Muhamedov grob drži snagom nekog magneta; ne čini se nemogućim, jer postoje umjetno napravljeni magneti koji podižu i do stotinu funti." Ispostavilo se da Euler nije sumnjao čak ni u mogućnost stvaranja magneta s velikim sila dizanja. Pitanje da li će podignuto tijelo ostati u tački ravnoteže ili će pasti na jednu ili drugu stranu, poput olovke postavljene na tačku, naučnik je ostavio bez pažnje.

Ojlerova knjiga je napisana 1774. godine, a tek 1842. profesor S. Earnshaw je objavio članak "Priroda molekularnih sila" u "Zapisima Univerziteta Kembridž", gde je dokazao da je feromagnetno telo locirano u polju trajni magneti, ne može biti u stanju stabilne ravnoteže. Odnosno, Earnshaw je uz pomoć matematike učinio ono što je Hilbert izrazio riječima - uveo je zabranu slobodnog plutanja magneta i metala koje oni privlače. I nijednom kombinacijom magneta i komada željeza nije moguće objesiti jedno ili drugo tako da ne dodiruju nijedno drugo tijelo.

Što se tiče ozloglašene Muhamedove grobnice, da li je zaista bilo nemoguće otići tamo, u grad Medinu na Arapskom poluostrvu, i posjetiti legendarnu grobnicu - Hidžru, kako je muslimani zovu, koja se nalazi u Haram džamiji, i vidjeti za sebe da li ovaj kovčeg lebdi u vazduhu?

Ne, ispostavilo se da nije bilo nimalo lako. Mnogi putnici su platili životom svoju radoznalost. Fanatični hodočasnici su odmah ubijali svakog "nevjernika" koji bi ušao u Medinu. Početkom XIX veka. U tu svrhu u Medinu je otišao izvjesni Burkgardt, koji je imao sreću da vidi Haram džamiju. Za mnogo novca uspio je pogledati u mali prozor i pogledati grobnicu. Ali na prozoru je vidio samo... zavjesu. Zagonetka nije riješena.

Konačno, 1853. godine, hrabri engleski oficir Richard Burton otišao je u Medinu po uputama Londonskog geografskog društva. Bio je obučen u hodočasnički ogrtač i dobro je znao kako se ponašati u odgovarajućim situacijama da ne bi bio prepoznat kao Evropljanin. Barton je nekoliko puta bio na ivici razotkrivanja, ali je kao rezultat sve prošlo dobro, a on je bio prvi među Evropljanima koji je uspio prodrijeti u svetinju muslimana - Haram džamiju, pregledati čuvenu grobnicu i živ se vratiti kući.

A ubrzo, 1854. godine, objavljena je Bartonova knjiga "Opis putovanja u Meku i Medinu", gdje je Muhamedova grobnica detaljno opisana. Bila je to obična kripta, u kojoj nije bio jedan, već tri lijesa - Muhameda i njegova dva rođaka. Ti kovčezi nikako nisu bili od željeza (ili kristala, prema drugim predanjima), već obični, drveni, iako bogato ukrašeni. I naravno, nije bilo govora o ogromnom magnetu koji ih podržava.

Kako je o tome pisao ruski časopis Biblioteka dlya chteniya, „tako priče slične basnama iz Hiljadu i jedne noći nestaju čim se ukaže prilika da se provjere posmatranjem“. Zlatne riječi!

Koji magnetizam je uzdužni, a koji poprečni?

Godine 1939. njemački naučnik dr. W. Braunbeck napravio je pravo čudo tako što je objesio sićušna tijela u stalno magnetsko polje. Štaviše, ova tela su lebdela u vazduhu, ne dodirujući ništa, baš kao i mitski Muhamedov kovčeg (Sl. 337). Ali o ovim tijelima je potrebno posebno govoriti, jer su napravljena od njihovih supstanci, koje su sve do 20. vijeka. smatra se nemagnetnim.

Rice. 337. Šema eksperimenta V. Brownbeck-a: 1 - komad bizmuta; 2 - elektromagnetni stubovi

Znamo da magnet privlači željezne predmete. Osim željeza, privlače se i metali koji su mu bliski - nikal i kobalt. Takvi metali se nazivaju feromagneti. Ako se ovi metali zagriju do Curie tačke, tada prestaju biti privučeni magnetom - to je već bilo poznato Hilbertu. Ali da budemo precizni, oni i dalje privlače, samo stotine hiljada puta slabije. Ovi metali postaju paramagnetski. Na primjer, metal gadolinijum postaje feromagnet samo na temperaturama ispod 16°C, a iznad nje je paramagnet. Curie tačka za njega dolazi na sobnoj temperaturi. Postoji mnogo paramagneta. Ovi metali su magnezijum, kalcijum, aluminijum, hrom, mangan, gasoviti kiseonik i mnogi drugi.

Ali ispostavilo se da postoji mnogo više drugih supstanci - dijamagneta, koje magnet odbija. Istina, ovo odbijanje dijamagneta je vrlo slabo i teško ga je primijetiti.

Davne 1778. godine, malo poznati naučnik Anton Brugmans stavio je komad metala bizmuta u mali papirni čamac, stavio ga na vodu i donio mu magnet. I suprotno zdravom razumu tog vremena, čamac je počeo da otplovljava od magneta. Ovaj rezultat je bio toliko neobičan da ga naučnici nisu ni provjerili, već jednostavno nisu vjerovali Brugmansu. Prevelik je bio Hilbertov autoritet, koji je tvrdio da ne mogu postojati tijela koja se odbijaju od magneta.

Nevjerovatno koliko problema može izazvati autoritet naučnika! Čak iu jednostavnim stvarima, gdje vam zdrav razum jednostavno govori da provjerite mišljenje autoriteta, ljudi radije vjeruju u to mišljenje, a ne provjeravaju ga.

Dakle, Aristotel je tvrdio da muva ima četiri noge, a žene imaju više zuba u ustima od muškaraca. I skoro 1500 godina nakon Aristotela, niko se nije potrudio da uhvati muvu i prebroji broj njenih nogu ili izbroji broj zuba u ustima njegove žene. A kakav je savjet drevnih naučnika kako smanjiti snagu magneta uz pomoć bijelog luka ili dijamanata! Hilbertov ogroman autoritet bio je potreban da se opovrgne ovo dobro utvrđeno, ali u osnovi pogrešno mišljenje. Ali isti Gilbert piše: „Plinije, izuzetna ličnost... prepisao je od drugih bajku koja je postala poznata u moderno doba zahvaljujući čestim prepričavanjima: u Indiji, pored reke Ind, postoje dve planine; priroda jednog, koji se sastoji od magneta, je takva da zadržava svo željezo; drugi, koji se sastoji od feameda, odbija gvožđe. Dakle, ako u cipelama ima gvozdenih eksera, onda se sa jedne od ovih planina nikako ne mogu otkinuti đonovi, a na drugoj se ne može zgaziti. Albertus Magnus piše da je u njegovo vrijeme pronađen magnet koji je privlačio željezo s jedne strane, a odbijao ga s druge strane.

Legenda o određenom kamenu feamed, posuđena od Plinija, često se nalazi u srednjovjekovnim knjigama. Isti Plinije se može pročitati: „Kažu da postoji još jedna planina u Etiopiji, i to nedaleko od gore pomenute Zimiri (magnetne planine), koja nastaje od feminisanog kamena, koji ne može da podnese gvožđe, izbacuje ga i gura. daleko od sebe.”

Možda su stari ljudi primijetili da se neke tvari, uključujući grafit, najjači dijamagnetski i rasprostranjeni materijal u prirodi, odbija magnetom. Ko je mogao spriječiti bilo koga drugog u drevnim vremenima da izvede jednostavan Brugmansov eksperiment postavljanjem komada grafita na plutajuću plutu ili dasku? To bi bio početak doktrine dijamagneta, koja je činila osnovu legendi o feamedama.

Rezultat Hilbertove autoritativne izjave bio je da niko nije vjerovao Brugmansu. Istina, kasnije je njegove eksperimente ponovio francuski naučnik Henri Becquerel (djed slavnog Henrija Becquerela, koji je otkrio radioaktivnost uranijuma) i prirodno je došao do istog rezultata. Malo po malo, naučnici su se sklonili na ideju da se bizmut i dalje odbija od magneta, ali ovo je izuzetak od pravila. Mišljenje da magnet privlače samo tri metala - gvožđe, nikl i kobalt, a da su sve ostale supstance indiferentne na njega, dominiralo je u nauci sve do 1845. godine. Jer upravo je ove godine veliki engleski naučnik Majkl Faradej (1791-1867) utvrđeno, da u prirodi nema tvari koje su potpuno ravnodušne prema magnetu. Faraday je vjerovao da su prirodne sile jedna i da su magnetska svojstva svojstvena svim supstancama koje postoje u prirodi.

Da bi otkrio čak i zanemarljivu sposobnost tijela da ih magnet privlači ili odbija, Faraday je objesio ova tijela na tanku dugačku nit između polova moćnog elektromagneta. Što je nit bio duži, to je bila potrebna manja sila da se tijelo odbije – privuče ili odbije. Zaista, kada obješeno tijelo odstupi, ono se kreće u luku i lagano se podiže. Zemljina gravitacija teži da vrati tijelo u prvobitni, najniži položaj i spriječi otklon. Ali što je nit duži, to je manja zakrivljenost luka i potrebno je manje napora da se skrene. Bez obzira na to koliko je težak teret, čak i stotine tona, ako je okačen na dugačko uže, montažeri ga lako odbijaju rukama, precizno ciljajući mjesto sletanja.

Faraday je ovom metodom testirao hiljade supstanci i uvjerio se da apsolutno sva proučavana tijela reagiraju na magnetsko polje na drugačiji način, u različitoj mjeri. Nekoliko metala i legura - feromagneti - snažno privlače magnet. Veći broj supstanci, koje je Faraday nazvao paramagnetima, privlači se, a ogroman broj supstanci - sve ostale tvari, osim feromagneta i paramagneta - odbija magnet. Faraday ih je nazvao dijamagnetima.

Riječi "paramagneti" i "dijamagneti" razlikuju se po prefiksima "para" i "dia". Ovi prefiksi na grčkom znače "duž" i "preko". Ako uzmete šipke od paramagnetika i dijamagnetika, objesite ih na konac ili stavite na iglu i unesete ih u polje između dva pola magneta, tada će se ponašati drugačije. Paramagnetik, poput feromagnetika, štap, čiji su krajevi privučeni polovima magneta, nalazit će se duž linije sile polja - od stuba do stuba (Sl. 338, a). Dijamagnetna šipka, čiji krajevi, kada se približavaju polu magneta, poprime isti polaritet, težit će da zauzme takav položaj da su krajevi udaljeni od bilo kojeg polova magneta, odnosno okomito na linije magnetskog polja (Sl. 338, b). Otuda i naziv ovih magneta. Broj dijamagneta je ogroman, sigurno je veći od liste koju je Faraday sastavio na osnovu svojih eksperimenata: „Jod, vosak, gumi arabik, slonovača, sušena jagnjetina, sušena govedina, svježa govedina, svježa krv, sušena krv, kruh , kinesko mastilo, berlinski porcelan, svilena buba, drveni ugalj… ova lista se može dugo nabrajati. Čak je i sam čovjek također dijamagnet.”

Rice. 338. Položaj paramagnetnih (a) i dijamagnetnih (b) šipki između polova magneta

“Kada bi bilo moguće objesiti osobu na dovoljno osjetljivu suspenziju”, pisao je Faraday, “i staviti je u magnetsko polje, tada bi se on nalazio preko linije sile, budući da su sve supstance od kojih se sastoji, uključujući krvi, imaj ovo svojstvo.”

Da bi se naglasilo koliko je dijamagnetizam sveobuhvatan, kaže se da su sve supstance u prirodi dijamagneti; kao izuzetak od pravila postoje paramagneti, a vrlo rijetko - feromagneti. Ali cijelo vrijeme se vjerovalo da samo ti "rijetki" feromagneti imaju magnetna svojstva!

Rice. 339. Plamen svijeće se "izgura" iz magnetnog polja

Ali uostalom, Hilbert nije mogao a da ne zna da se plamen svijeće odbija od pola magneta, potiskuje iz magnetskog polja, budući da su proizvodi sagorijevanja dijamagnetski (slika 339). Osim toga, Hilbert je često stavljao komade željeza i magneta na plutajuću plutu i promatrao njihovo privlačenje, odbijanje istoimenih polova i orijentaciju magneta prema polovima Zemlje. Šta ga je koštalo, sumnjajući na odbijanje nekih supstanci u sastavu plamena od magneta, da postavi čađ, čađ, pa čak i komadić svijeće na pluteni splav i dovede do njega jak magnet? Ovo je trebalo učiniti barem da bi se osiguralo da su feamedi nemogući. Hiljade i hiljade raznih eksperimenata izveo je Hilbert, ali ovaj eksperiment nije započeo, jer nije vidio smisao u tome, unaprijed uvjeren da ne može postojati tvari koje magnet odbija. Ali uzalud!

Vraćajući se na "Mahometov kovčeg" koji je napravio čovjek, dr. V. Brownback, treba napomenuti da su dijamagneti - bizmut i grafit - bili suspendirani u magnetnom polju. Prvi je bio težak 8 miligrama, a drugi 75. Jačina magnetnog polja između polova magneta bila je 23.000 ersteda, što je mnogo.

Koja je vrsta suspenzije magnetna?

Nemački naučnik W. Braunbeck je 1939. godine dokazao da je, u principu, moguće okačiti Muhamedov kovčeg. Za to bi bilo najbolje napraviti ga od grafita, iako je drvo pogodno, već je dijamagnetno. Ali izvođenje ovog poduhvata je teško: za suspendiranje tako masivnih objekata potrebno je magnetsko polje monstruoznog intenziteta ogromne zapremine.

Dr. Brownback je za svoje eksperimente koristio elektromagnet, inače ne bi mogao postići tako veliku snagu magnetnog polja uz pomoć trajnih magneta tog vremena. Ali elektromagnet je zahtijevao konstantno napajanje strujom. Sa energetske tačke gledišta, pokazalo se čak i uvredljivim - proždrljivi elektromagnet koji može podići tone diže miligrame.

Godine 1956. holandski naučnik A. Boerdik implementirao je beskontaktni ovjes, i to bez potrošnje energije. Bourdickovo iskustvo je sljedeće: cilindrični permanentni magnet je vertikalno postavljen iznad hemisfere jakog dijamagneta - grafita. A u razmak između njih postavljen je mali, težak oko 2 miligrama, magnet u obliku mikroskopske podloške veličine glave igle. Magnet je magnetiziran tako da je jedan njegov kraj sjeverni, a drugi južni pol.

I magnet visi u ovoj praznini (Sl. 340).

Rice. 340. Iskustvo A. Boerdika - suspenzija u polju stalnog magneta:

1 - grafitna hemisfera; 2 - veliki magnet; 3 - mali magnet

Zašto se ovo dešava? S jedne strane, dijamagnetski grafit pokušava odgurnuti magnetnu podlošku. Ali pak, čak i da su sile dijamagneta dovoljne za to, ipak bi otpao ili se okrenuo na bok. Diamagnet na to nije računao - on jednostavno pruža svu moguću pomoć magnetu kako bi samo otkinuo magnetni pak s njegove površine. Osim toga, magnet centrira ovu podlošku, sprječava je da se okrene na stranu ili na rub.

Sile magnetskog privlačenja nisu dovoljne da otkinu predmet s bilo koje površine i povuku ga prema sebi brzinom munje. Dovoljno je samo da malo podignu podlošku uz pomoć dijamagneta, nakon čega će se sila dijamagnetskog odbijanja grafita naglo smanjiti. Dakle, magnetni pak visi, budući da nije u mogućnosti da padne na grafit ili da se privuče na pol magneta. Nepotrebno je reći da su plutajući magnet i veliki magnet okrenuti jedan prema drugom suprotnim polovima.

Čije je ogibljenje bilo bolje - Brownback ili Boerdik? Teško za reći. Ovdje mi pada na pamet vrlo precizno poređenje ovih suspenzija sa helikopterom i balonom. Koje je bolje koristiti za podizanje tereta? Helikopter, držeći teret, stalno troši energiju na rotaciju propelera - to je kao Brownback ovjes. Balon za to ne troši energiju, ali je mnogo veći od helikoptera, a ako je iste veličine, onda podiže mnogo manje tereta - ovo je ovjes Boerdik.

Ali šta ako upotrijebimo neku kombinaciju helikoptera i balona, ​​odnosno napravimo magnetski vazdušni brod? Takav pokušaj napravio je njemački naučnik E. Shteingrover, a njegova magnetna suspenzija je doslovno bila Hercules u poređenju sa suspenzijama Braunbeck i Boerdik. Steingrover suspenzija, koristeći svojstva i feromagneta i dijamagneta, omogućila je okačenje diska u precizni električni uređaj težine čak 50 g! Ovo je 1.000 puta više nego prije.

Glavnu težinu u ovjesu Steingrovera "drži" trajni magnet u obliku prstena, koji centrira male cilindrične magnete i povlači ih prema gore. Ali budući da je takav položaj nestabilan (zapamtite Earnshawovu zabranu!), tada os diska, na koju su ove šipke postavljene, mora odmah skočiti gore ili dolje. Pronalazač ju je dizajnirao na takav način da bi imao tendenciju da se malo spusti. Ali ovdje je osovina podržana dijamagnetnim ležajem u obliku grafitnog prstena, koji se odbija snažnim trajnim magnetom. A odbijanje je malo - samo 0,04 N, ali to je dovoljno da magnetna suspenzija bude stabilna (Sl. 341).

Rice. 341. Privjesak E. Steingrover:

1 - trajni magnet u obliku prstena; 2 – cilindrični magneti; 3 - viseći disk; 4 - grafitni prsten; 5 - donji magnet

Ovo su trikovi kojima se moralo pribjeći kako bi se dio težak samo 50 g objesio bez ikakvog dodira s drugim predmetima!

Više se, činilo se, moglo samo sanjati. Međutim, prije nekoliko godina, prema novinskim izvještajima, naučnici sa Univerziteta Nottingham u Engleskoj stavili su živu žabu u magnetsko polje toliko snažno da je ona, poput običnog dijamagneta, počela da lebdi u zraku!

Eksperimenti su započeli sa čvrstim dijamagnetima - bizmutom, antimonom, nastavili na tekućim - acetonom, propanolom i stigli do živih biljaka i životinja - žaba i riba. A u jesen 1997. godine, opet, prema novinskim izvještajima, prva svjetska atrakcija za levitaciju za životinje otvorena je u japanskom gradu Osaki. Kućni ljubimci uspijevaju da se vinu dalje

visina do 17 m. Kažu da jako vole da lete. Očigledno, jako magnetno polje im ne šteti, barem trenutno.

Ne usuđuju se staviti ljude u tako jako magnetno polje – studije o uticaju takvih polja na žive organizme još nisu završene. Magnetna polja koja se koriste za levitaciju živih bića su neobično jaka - hiljadama puta jača od onih koje stvaraju obični trajni magneti i mnogo redova veličine jače od polja zemaljskog magnetizma u kojem su ova stvorenja nekada živjela.

Pa, ovi lijesovi Muhameda magnetna polja neće štetiti, pa stoga njegova levitacija uopće nije isključena!

Je li suspenzija "vruća"?

Hajde sada da pričamo o vrućoj suspenziji. Ovdje se, naravno, ne radi o vrućini. Ako jednostavno zagrijemo teret ili namotaj koji ga drži u ovjesu, malo ćemo postići. Efekat grijanja ovdje se postiže, takoreći, sam po sebi; to je nuspojava.

Istorija vruće suspenzije seže u 90-te godine XIX veka, kada je američki pronalazač Elihu Thompson demonstrirao svoje čuveno iskustvo. Suština iskustva je bila ovo. Izumitelj je stavio aluminijumski prsten na cilindrični elektromagnet sa jezgrom od željeznih žica, a zatim je na namotaj spojio naizmjeničnu struju dovoljno visoke frekvencije. U isto vrijeme, prsten se uzdigao iznad jezgre i odletio u stranu (Sl. 342). Koja je sila bacila prsten gore?

Rice. 342. Iskustvo E. Thompsona:

1 - utikač; 2 - aluminijumski prsten; 3 - elektromagnet

Kada se promijeni smjer struje u namotu elektromagneta, mijenja se njegov polaritet, pa se magnetska indukcija u jezgri naglo mijenja i po veličini i po predznaku. Ako se takav elektromagnet postavi u blizini zatvorenog namota vodiča, u njemu će se pojaviti indukcijska (inducirana) struja. On, zauzvrat, stvara svoje magnetsko polje, suprotstavljajući se magnetskom polju elektromagneta.

A aluminijski prsten je isti namotaj, samo iz jednog okreta.

A elektromagnet nastoji brzo izbaciti magnetsko polje prstena iz svog, a sa njim i sam prsten. Šta se dogodilo u eksperimentu E. Thompsona.

U ovom slučaju naizmjenična struja uopće nije toliko potrebna. Induktivna struja se može inducirati pomicanjem provodnika blizu pola magneta. Na primjer, u električnim brojilima, aluminijski disk, koji se okreće između polova jakog magneta, usporava se zbog indukcijskih (vrtložnih) struja koje se javljaju u disku.

Iskustvo diska može se predstaviti kao podsjećanje na eksperiment E. Thompsona. Odmotamo bakarni ili aluminijumski vrh i približimo mu dovoljno jak magnet sa strane (Sl. 343, a). Vrh će se odmah udaljiti od magneta i tvrdoglavo će mu izmicati, bez obzira odakle magnet donosimo. Štoviše, odbijanje magnetskih polja magneta i inducirane struje može značajno premašiti silu privlačenja magneta feromagnetnog tijela, barem istog vrha. Ako okrećemo prilično snažno ne aluminijski, već željezni vrh, tada će pri velikoj brzini rotacije odbijati magnet, a pri maloj brzini će ga privlačiti. Primijećeno je da metalni zamašnjak koji se okreće iznad magneta, takoreći, gubi na težini (slika 343, b).

A sada o nuspojavama zagrijavanja visećih tijela u takvoj suspenziji.

Na svjetskoj izložbi u New Yorku 1939. godine, ova nevjerovatna suspenzija za vruće tiganje, tada samo igračka, prikazana je u paviljonu "Čuda tehnologije". Frekvencija struje bila je samo 60 Hz - uobičajena industrijska frekvencija struje u SAD-u (kod nas - 50 Hz), prečnik posude je bio 300 mm. Iako autor nije bio na ovoj izložbi, budući da je rođen baš u godini njenog otvaranja, vidio je ovakvu instalaciju i čak se pobrinuo da se izmjereni tiganj zagrije indukcijskom strujom. Autor je takvu instalaciju vidio 50-ih godina. 20ti vijek kod nas u ... cirkusu. Da, da, to je uspješno demonstrirao u cirkusu umjetnik po imenu Sokol, a aluminijski tiganj je bio najobičniji, samo bez ručke, a elektromagnet je ugrađen u vrh ... frižidera.

Efekat je bio neverovatan: u tiganju koji je visio u vazduhu iznad frižidera (Sl. 344), pržena jaja su pečena, pa čak i častila publiku! A onda je ova igračka počela raditi u tehnologiji i pokazala se vrlo obećavajućom. Sada je budućnost metalurgije specijalnih legura povezana s njom. Činjenica je da je tokom taljenja nekih metala i legura njihov kontakt s loncem u kojem se obično tope neprihvatljiv, pa se topljenje u suspendiranom stanju pokazalo pravim pronalaskom u proizvodnji takvih legura, na primjer , ultra čiste ili agresivne legure koje reaguju sa loncem.

Instalacija za topljenje metala u suspenziji pojavila se prvi put 1952. godine i izgledala je malo drugačije od opisane igračke. Namotaji su napravljeni u obliku gornjeg ravnog i donjeg levkastog zavojnice, napajane strujom audio frekvencije od oko 10.000 Hz. Na donji kalem je stavljen komad metala koji je trebalo rastopiti i uključiti struju. Metal je isplivao između zavojnica i počeo se zagrijavati (Sl. 345). Nakon što se otopio, poprimio je oblik vrha i spustio se. Rastopljeni metal se mogao ohladiti smanjenjem struje, a zatim, daljnjim smanjenjem struje, staviti u čvrsto stanje na donji kalem.

Tako su topljeni aluminijum, titan, srebro, zlato, indijum, kalaj i drugi metali, i to u atmosferi inertnih gasova, vodonika iu vakuumu. Takvo topljenje je posebno korisno za titan, koji u rastopljenom stanju lako reagira s materijalom lončića.

Rice. 345. Parenje rastopljenog metala u elektromagnetnom polju

Kakvi vozovi lete?

Leteći vozovi se smatraju transportom 21. veka, na njima se radi u svim tehnički razvijenim zemljama. A sve je počelo 1910. godine, kada je Belgijanac E. Bachelet, obični radnik-monter koji nije dobio nikakav specijalno obrazovanje, napravio prvi model letećeg voza na svijetu i testirao ga. E. Bachelet je naporno radio na realizaciji svoje ideje skoro 20 godina. Naravno, za prevoz putnika, njegov model je bio mali, ali je ipak ostavio zapanjujući utisak na svoje savremenike. Ipak – 50-kilogramski automobil u obliku cigare letećeg voza ubrzao je do tada nečuvene brzine – preko 500 km/h!

Magnetni put Bachelet bio je lanac metalnih stubova sa zavojnicama postavljenim na njihovim vrhovima. Dok u ovim kalemovima nije bilo struje, automobil je nepomično ležao na njima. Ali nakon uključivanja struje, prikolica se podigla iznad zavojnica i visjela u zraku. Sada bi ga čak i dete moglo pomeriti. Ali nije bilo potrebe gurati ovu prikolicu - ubrzala se sama, istim magnetnim poljem na kojem je bila ovješena.

Leteći automobil E. Bacheleta izazvao je senzaciju u cijelom svijetu, nazvan je čudom 20. vijeka. U Francuskoj su umjesto tada popularne pneumatske gradske pošte odlučili koristiti prikolice E. Bachelet, u Engleskoj su namjeravali napraviti model ceste E. Bachelet u punoj veličini s velikim vagonima. Ali onda je posao stao, a jednom su senzacionalni projekti zaboravljeni.

Gotovo istovremeno sa Bacheletom - 1911. godine - profesor Tomskog tehnološkog instituta B. Weinberg razvija mnogo ekonomičniju suspenziju za leteći voz. Za razliku od E. Bacheleta, Weinberg je predložio da se cesta i automobili ne odmaknu jedan od drugog, što je preplavljeno ogromnim troškovima energije, već da se privlače jedni drugima običnim elektromagnetima. Naravno, cesta mora biti smještena na vrhu vagona kako bi svojom privlačnošću kompenzirala gravitaciju voza.

Međutim, bilo koji magnet, uključujući i električni, ako je privlačenjem pomaknuo tijelo sa svog mjesta, onda će ga sigurno privlačiti k sebi dok se ne dodirne. Na sreću, elektromagnet se može isključiti na vrijeme, a tijelo će se zaustaviti na bilo kojoj unaprijed određenoj udaljenosti od njega.

Ali Vajnbergov leteći voz bio je lukaviji. Gvozdeni vagon se prvobitno nalazio ne tačno ispod elektromagneta, već nešto iza njega. Istovremeno, elektromagneti su obješeni na "plafon" puta cijelom dužinom sa određenim razmakom između njih.

Pustivši struju u prvi elektromagnet, izazvali smo i uspon željezne prikolice i njeno napredovanje prema magnetu. Ali trenutak prije nego što je prikolica trebala dodirnuti elektromagnet i zalijepiti se za njega, struja je isključena, a prikolica je, nastavljajući da leti naprijed zbog brzine koju je dobila, počela da se smanjuje u visini. Zatim se uključio sljedeći elektromagnet, a prikolica se, pavši u svoje magnetsko polje, ponovo podigla, povećavajući brzinu naprijed. Dakle, duž putanje nalik talasu, prikolica je "trčala" od magneta do magneta ne dodirujući ih (Sl. 346).

Rice. 346. Ovjes letećeg automobila B. Weinberg: 1 - elektromagneti; 2 - karavan

Ispostavilo se da je profesor Weinberg dalekovidiji od Bacheleta na drugi način. Poznavajući veliki otpor zraka pri kretanju bilo kojeg tijela, uključujući i automobil, pri velikim brzinama, izumitelj je svoj automobil stavio u nemagnetnu bakrenu cijev, iz koje je ispumpao zrak. A ako je Bachelet, kako bi smanjio otpor zraka, svojoj prikolici dao aerodinamičan oblik u obliku cigare, onda je za B. Weinberga racionalizacija prikolice bila beskorisna. Budući da unutar cijevi praktički nije bilo zraka, nije bilo ni otpora - prikolica je imala oblik običnog cilindra. Za gornji dio cijevi bili su pričvršćeni elektromagneti, koji su ubrzali prikolicu B. Weinberga do brzine od 800 km/h! Samo su granate kratkocijevnih topova velikog kalibra - minobacača i minobacača - letjele takvom brzinom. Naravno, bilo bi još ekonomičnije koristiti jake trajne magnete umjesto elektromagneta, ali problem je što se ne mogu isključiti! Vlak bi neizbježno bio privučen plafonom i zalijepio se za njega.

Ovdje je s pravom podsjetiti da su se nauka i tehnologija mnogo puta iznova okretale starim, čini se, već zastarjelim rješenjima. Nije ni čudo što kažu da je novo dobro zaboravljeno staro. Sve ovo je u potpunosti primjenjivo na suspenziju letećih vozova. Ako ne želite da se magnet zalijepi za magnet, okrenite polaritet jednog od njih i oni će se odbiti (Sl. 347)!

Rice. 347. Odbijanje sličnih polova magneta je princip magnetskog ovjesa

Tako su stručnjaci za suspenziju letećih vozova ponovo došli na ideju Bacheleta, ali umjesto elektromagneta naizmjenična struja koriste konvencionalne trajne magnete. Put preko kojeg je voz trebao biti okačen bio je popločan magnetima tako da su istim motkama bili okrenuti prema gore. Dno vagona je također bilo prekriveno magnetima, također okrenutim prema dolje sa istim motkama, ali na način da se vagon odbijao od puta (sl. 348).

Rice. 348. Auto visi na trajnim magnetima:

1 - papuča; 2 - vagon; 3 – magnet za automobil; 4 - magnet za put

Ovdje moraju biti ispunjena najmanje dva uslova: magneti moraju biti dovoljno jaki da podignu auto s ceste, a osim toga, automobil ne smije pasti na bok - jer je vješanje trajnog magneta, kao što znamo iz Earnshawove zabrane, nestabilno .

Vjeruje se da je pri brzinama iznad 500 km/h već opasno koristiti konvencionalne kotače. Specijalni točkovi napravljeni od ultra jakih i laganih materijala omogućavaju kratkoročno udvostručavanje brzine, kao na rekordnim trkačkim raketnim automobilima. Ali to su vrlo nepouzdani kotači i zbog njihovih kvarova najčešće dolazi do nezgoda.

U međuvremenu, za testiranje projektila na tlu, često se koriste sanke koje klize duž vodilica. Podnose brzine nekoliko puta veće od brzine zvuka, međutim, uz velike gubitke energije - uostalom, vi morate podnijeti najveći teret testiranih uređaja. Papuče, koje štite automobil na magnetnoj stazi od bočnog pada, praktički ne nose nikakva opterećenja, pa su potrošnja energije i trošenje u njima zanemarljivi.

Vratimo se na pitanje – da li će trajni magneti imati dovoljno snage da drže automobil iznad puta. U Hilbertovo vrijeme teško da bi bilo moguće izgraditi takav put. Ali od tada su mogućnosti trajnih magneta značajno porasle.

Početkom XX veka. hrom, volfram i kobalt čelici počeli su se koristiti za trajne magnete, a 30-ih godina. – posebne magnetne legure, koje omogućavaju dobijanje veoma jakih magneta. Štoviše, uopće nije nužno da komponente ovih legura budu feromagneti. Čini se paradoksalno, ali, na primjer, Heuslerova legura, koja se sastoji od dva paramagneta (mangan i aluminij) i jednog dijamagneta (bakar), je jak feromagnet. Ili nevjerovatna legura - silmanal. Takođe ne sadrži nikakav feromagnet: mangan, srebro i aluminijum. Silmanal daje vrlo jake trajne magnete, i za razliku od većine njih, nije krhak. Silmanal magneti se mogu obraditi na alatnim mašinama, umotati u traku i napraviti žicu.

Ali najpraktičnija magnetna legura je alnico, koja se sastoji od aluminija, nikla i kobalta, a od nje se još uvijek izrađuju mnogi trajni magneti. U 50-im godinama. 20ti vijek Dobijeni su jeftini i laki magneti na bazi barijum ferita, jeftinog i veoma rasprostranjenog materijala u Rusiji.

Istina, postoje magneti - šampioni u svojim svojstvima, ali su veoma skupi. Na primjer, legura platine sa kobaltom omogućit će da se dobije magnet koji može podići teret željeza 2000 puta veći od njegove vlastite težine.

Međutim, nešto više obećavaju nedavno pojavili trajni magneti od rijetkih zemnih materijala samarija, neodima i prazeodima u njihovoj leguri s kobaltom i željezom. Magneti napravljeni od rijetkih zemnih elemenata, kao što je samarijum-kobalt, koji imaju snagu ne manju od platina-kobaltnih magneta, mnogo su jeftiniji od njih. Moderne cijene ovih magneta su samo nekoliko puta veće od običnih, ali koliko su puta jači!

Ali nemojmo se za sada fokusirati na ove obećavajuće magnete. Čak i jeftini feriti, kojima je popločan jedan od postojećih magnetnih puteva, sa razmakom između magneta od 10 mm, omogućavaju postizanje sile dizanja od 12,3 kN po kvadratnom metru asfaltirane kolosijeke. Masa samih magneta, na primjer, za automobil sa 100 sjedišta, dizajniran za brzinu od 450 km/h, iznosila je 18% ukupne težine automobila. Prednost takvog magnetnog puta je njegova jednostavnost i odsustvo troškova energije za suspenziju voza.

Ako govorimo o izgledima, brzina veća od 500 km/h, jedino nas otpor zraka sprječava da se razvijemo. Postoji samo jedan izlaz iz ove situacije - onaj koji je koristio profesor Weinberg. Postavljanjem letećeg voza u cijev ili tunel, iz kojeg se ispumpava zrak, možete dobiti ne samo nadzvučni, već i kosmička brzina. A vakuuma u cevi ne treba da se plaši: današnji avioni pod pritiskom lete u atmosferi koja se malo razlikuje po razređivanju od one u cevi za maglev voz. Obećavajući projekat Planetran ceste, koji bi trebao povezati istočnu i zapadnu obalu Sjedinjenih Država, predviđa maglev voz u tunelu s vakuumskom cijevi. Brzina voza je 22.500 km/h, što je skoro jednako prvoj kosmičkoj brzini!

Zgodno je kretati se tako brzo, posebno u takvim velika zemlja poput Rusije. Imajte na umu da ni u jednom avionu osim svemirska raketa, takva brzina se ne može razviti. I u vakuumskoj cijevi - molim. I nije potrebna potrošnja goriva s oksidatorom - vlak u cijevi će se ubrzati putujućim magnetskim poljem, kao u električnim motorima, o čemu će biti riječi kasnije. I ogroman kinetička energija, koje će ovaj voz akumulirati, može se uzeti od njega na isti način, samo u režimu kočenja. Kao u liftovima: prilikom podizanja tereta potencijalna energija akumulira se, a prilikom spuštanja se preko elektromotora vraća u mrežu.

Izvinite, ali takav voz bi mogao da posluži kao odličan uređaj za skladištenje energije na globalnom nivou! Uostalom, svaki kilogram mase koja se kreće brzinom od 8 km/s akumulira energiju od 32 MJ, ili gotovo 10 kWh. Ovo je nečuveno visok specifični kapacitet skladištenja energije. A sa masom voza, na primjer, 10 6 kg, što je prosječan pokazatelj, akumuliraće skoro 10 miliona kWh energije. Akumulirana energija ovog reda mogla bi značajno poboljšati energetski sistem, ne samo glavna zemlja ali i cijeli svijet. U jednom dijelu zemlje je dan, u drugom noć. Akumulirana energija bi se mogla isporučiti u onaj dio svijeta gdje je najpotrebnija. Ako se fokusiramo na solarnu energiju, onda bi njen višak u onom dijelu svijeta gdje je svijetla trebao akumulirati i po oblačnom vremenu ili noću. U razvijenom svijetu cijena električne energije noću je mnogo manja nego tokom dana, a uređaj za skladištenje mogao bi uravnotežiti ovu cijenu.

Jedna nevolja - voz je došao do konačnog odredišta, i sviđalo se to vama ili ne - svu akumuliranu energiju izdvojite da stane! Ali to se može izbjeći ako je tako brza cesta zatvorena u prstenu. Proračuni pokazuju da za to uopće nije potrebno protezati put preko cijele kugle zemaljske, iako bi to bilo najbolje. Autor je izračunao da bi obilaznica veličine moskovske kružne ceste (dužine 100 km) bila sasvim dovoljna, barem za potrebe cijele zemlje. Istovremeno, sam voz mora biti zatvoren u prsten, a dimenzije "automobila" duž poprečnog presjeka mogu biti samo 1 × 1 m. Naravno, cijev kojom će takvi vlakovi koji akumuliraju energiju "letjeti", kao u Planetran sistemu, je vakuum, a suspenzija je magnetna. Autor je dizajnirao projekat takvog "superakumulatora" kao ruski izum, možda će jednog dana u budućnosti dobro doći. Opet će Rusi biti prvi ovdje.

A ako ne govorimo o globalnim projektima, onda magnetna suspenzija već danas može pomoći kao ležaj za velike zamašnjake (opet pogone!), turbine i slične teške rotirajuće dijelove. Šta nije u redu sa konvencionalnim ležajevima? Da, jer, prvo, zahtijevaju podmazivanje i njegu, što je, na primjer, teško u vakuumu. Drugo, njihova izdržljivost ostavlja mnogo da se poželi. I treće, - gubici energije za rotaciju, koji, usput rečeno, idu do uništenja istih ležajeva.

Magnetna suspenzija, bazirana na običnim trajnim magnetima, usredsređena na minijaturne, skoro neopterećene ležajeve (da se ne izgubi Earnshaw stabilnost!), može da obezbedi sledeće "rekordne" performanse:

- trajnost - decenijama gotovo bez održavanja;

– mali gubici energije za rotaciju;

– velike brzine, nedostupne konvencionalnim ležajevima.

Dijagram takve magnetne suspenzije prikazan je na Sl. 349. Da bi se minimizirali gubici i masa magneta, oni su grupisani oko centra u koloni ili bateriji. Korišten je i niz trikova koji čine izum, naime, dijelovi karoserije ovjesa, koji su prije bili samo balast, korišteni su kao aktivni elementi. Osim toga, postignuta je optimalna - nježna - ovisnost sile dizanja o vertikalnim pomacima. Odnosno, ako je sila podizanja ovjesa 15 kN, tada se neće promijeniti kada se razmak između magneta promijeni - zbog greške u montaži ili toplinskog širenja.

Ovakvu suspenziju, koja ima rekordno nizak omjer mase magneta i mase visećeg tereta (manje od 0,5%), autor je razvio za jednu od njemačkih energetskih kompanija i proizveo je u specijalizovanom moskovskom preduzeću. Nosivost 15 kN (težina zamašnjaka - 1,5 t); magneti bazirani na sastavu "željezo - neodim - bor" prilično su jeftini.

Trenutno su stvoreni tako jaki trajni magneti i tako „pametni“ sistemi ovjesa da bi u bliskoj budućnosti trebalo očekivati ​​široku primjenu magnetnih ležajeva u tehnologiji umjesto konvencionalnih.

Rice. 349. Magnetna suspenzija zamašnjaka u obliku "baterije" magneta:

1 - zamajac; 2 - fiksni magnet; 3 - pokretni magnet

Sipaj mi pola litre... magneta!

Ljudi su dugo vremena pokušavali da naprave magnetne fluide mešanjem finog praha feromagnetnog materijala u vodi, ulju i drugim tečnostima. Ali od toga nije bilo ništa dobro, suspenzija praha u tekućini - suspenzija - se raspala, a prah se slegnuo: čestice materijala su se pokazale prevelikim i teškim.

Ali 60-ih godina. 20ti vijek feritni prah je bio tako dobro samljeven u kugličnom mlinu da je, izliven u mješavinu kerozina i oleinske kiseline, prestao da se taloži. Čovječanstvo je dobilo tečni magnet.

Šta je ovde? Ispostavilo se da su čestice praha već bile toliko male da im termičko (braunovsko) kretanje molekula nije omogućilo da se talože, te se dobija koloidna otopina koja je kod nas poznata kao bjelanjak, ljepilo za papir i mnoge slične tvari. . U prijevodu s latinskog, takvo rješenje se zove ljepilo, nalik ljepilu. Većina ljepila - stolarska, silikatna itd. - također su koloidne otopine.

Pokazalo se da magnetna tečnost ima nova, vrlo zanimljiva svojstva. Prije svega, magnetna tekućina nije feromagnet, već najjači paramagnet - superparamagnet. Ako u čašu sipate magnetnu tečnost i odozdo unesete magnet, onda se formira antičvor koji je na prvi pogled potpuno neverovatan za tečnosti - kvrga koja je skoro tvrda na dodir (Sl. 350). Ako odnesete magnet u stranu, tečnost će se popeti na zid i iza magneta se može podići koliko god želite. Ako se izlije preko površine vode, onda ga magnet spušten u vodu može brzo prikupiti na polu magneta. Loše je ako je u pitanju trajni magnet, neće biti tako lako "otrgnuti" žilavu ​​tečnost sa magneta. Ako se magnetna tečnost prelije u mlaz iz jedne čaše u drugu, onda ju je vrlo lako ukrasti dovođenjem magneta na stranu curka.

Ko prvi put vidi ovu viskoznu, tešku, tamnosmeđu tečnost ne veruje da se tečnosti mogu tako ponašati u prisustvu magneta. Čini se da je to pametan trik.

Sada su izmišljene mnoge korisne primjene za magnetne tekućine: za zaptivanje osovina i klipova, za "vječno" podmazivanje, za sakupljanje ulja prolivenog po vodi, za preradu minerala, za liječenje i dijagnostiku mnogih bolesti, pa čak i za direktnu konverziju toplinske energije u mehanička energija.

Hajde da razgovaramo o najzanimljivijim i najperspektivnijim primenama magnetnog fluida za tehnologiju. Ovdje morate uvesti surfaktante i primijeniti druge trikove kako bi tekućina bila stabilna i ne pokvarila se, tj. da se ne zgruša (koagulira kao mlijeko), da se ne isušuje, ne ljušti itd.

Rice. 350. Magnet ispod stakla sa ferofluidom

Konačno, magnetna tečnost je spremna. Gdje se može koristiti?

Najviše se koristi za zaptivanje – zaptivanje praznina između pokretnih delova mašina. Najčešće je potrebno brtvljenje rotirajućih osovina. Kada je osovina feromagnetna (na primjer, čelična), tada se na osovinu s razmakom stavlja prstenasti magnet s dvije podloške, čiji su razmaci sa osovinom - jednom ili oba - ispunjeni magnetskom tekućinom. Ona odmah juri u jaz, gde je jačina magnetnog polja maksimalna, i tamo se smrzava u gustu želatinastu masu (Sl. 351).

Rice. 351. Magnetna zaptivka osovine od čelika:

1 - vrhovi; 2 - osovina; 3 – magnetna tečnost; 4 - magnet

Osovina može biti i nemagnetna, kao što je mesing, titan, pa čak i staklo. Zatim se podloške približavaju jedna drugoj, a jaz između njih se popunjava magnetnom tekućinom. Uvijena u gusti prstenasti podvez, tečnost se pritiska čak i na nemagnetno vratilo i zatvara ga (Sl. 352).

Rice. 352. Magnetna brtva nemagnetnog vratila:

1 - osovina; 2 – magnetna tečnost; 3 – magnet; 4 - savjeti

Magnetna tečnost, posebno ulje, može se uspešno koristiti kao „večno“ mazivo, ispunjavajući ga i kliznim i kotrljajućim ležajevima, čak i menjačima i menjačima, držeći ga na pravom mestu pomoću magneta (Sl. 353). Osim toga, takvi mehanizmi nisu samo zaptivni magnetskom tekućinom, već su i podmazani.

Rice. 353. "Vječno" podmazivanje kliznog ležaja:

1 - magnet; 2 - čahura; 3 - osovina; 4 - magnetna tečnost

Postavlja se pitanje: može li magnetna tekućina u kojoj se nalazi suspenzija magnetne čestice, biti lubrikant? Hoće li igrati ulogu šmirgla?

Ispostavilo se da nije, a to je dokazano brojnim eksperimentima. Veličine čestica su toliko male da ni na koji način ne utiču na završnu obradu dijelova koji se trljaju, kao da ne postoje.

Magnetna tekućina može igrati ulogu ne samo podmazivanja, već i samog ležaja. Ako se za vrijeme rotacije vratilo dovede u brzu rotaciju uz pomoć posebnih zareza na površini osovine, tada će čak i jako opterećena osovina plutati u njoj (Sl. 354). Takvi ležajevi se nazivaju magnetohidrodinamički.

Rice. 354. Magnetohidrodinamički ležajevi:

a - radijalni ležaj; b - potisni ležaj; F - sile

Magnetna tečnost ima još jedno neverovatno, zaista jedinstveno svojstvo. U njemu, kao iu svakoj tečnosti, manje gusta tijela plutaju i tijela gušća od nje same tonu. Ali ako na njega primijenite magnetsko polje, tada utopljena tijela počinju plutati. Štaviše, što je polje jače, teža tijela se dižu na površinu. Primjenom magnetnog polja različitog intenziteta, moguće je natjerati tijela da lebde s određenom gustinom. Ovo svojstvo magnetnog fluida sada se koristi za obogaćivanje rude. Utapa se u magnetnu tečnost, a zatim, sa rastućim magnetnim poljem, prazna stena je prisiljena da pluta, a zatim i teški komadi rude.

Postoje čak i uređaji za štampanje i crtanje koji rade na magnetnoj tečnosti. Boji se dodaje malo magnetne tekućine i ta se boja u tankom mlazu raspršuje na papir koji se razvlači ispred nje. Ako se mlaz ničim ne skreće, povlači se linija. Ali elektromagneti su postavljeni na putu struje, poput odbijajućih elektromagneta TV kineskopa. Ulogu protoka elektrona ovdje igra tanak curenje boje s magnetskom tekućinom - elektromagneti ga odbijaju, a slova, grafike i crteži ostaju na papiru.

Magnetni fluid se takođe koristi za prikupljanje raznih naftnih derivata na površini mora, okeana, jezera. Često se dešava da čovjek nije u stanju spriječiti zagađenje vodene površine naftom, na primjer, u slučaju nesreće tankera, kada ogromna tačka pokriva mnogo kvadratnih kilometara mora, zagađujući sve oko sebe. Pročišćavanje vode od takvih zagađivača je vrlo težak, dug i ne uvijek izvodljiv zadatak. Ali magnetna tečnost i tu pomaže.

Mala količina magnetne tečnosti se raspršuje na prolivenu mrlju iz helikoptera, koja se brzo rastvara u naftnoj mrlji, zatim se jaki magneti urone u vodu, i mrlja počinje da se skuplja do tačke, ovde se ispumpava pumpama . Voda ponovo postaje bistra.

I kakav prostor za magnetne tečnosti u medicini! Zamislimo da se određeni dio tijela liječi nekom vrstom lijeka, a da to ne utiče na ostatak tijela. Na primjer, potrebno je da se koncentriše u nekom organu osobe, a krv ga nosi po cijelom tijelu. Nakon što se lijek pomiješa sa magnetskom tekućinom, on se ubrizgava u krv, a zatim se magnet postavlja u blizini bolnog mjesta. Naravno, magnetna tečnost, a sa njom i lek, uskoro će se skupiti u blizini magneta i delovati samo na oboleli deo tela.

Zašto ne kupiti magnetnu čeljust?

Razgovor o ljekovitosti magneta, kao i metodama liječenja njima, vodi se od davnina.

Međutim, ovi izvještaji su bili kontradiktorni. Evo šta je o tome napisao "otac magnetizma" Hilbert. “Dioskorid uči da se magnet s vodom pomiješanom s medom... daje da izliječi masnu vlagu. Galen piše da magnet ima snagu sličnu onoj hematita. Drugi kažu da magnet izaziva mentalni slom, čini ljude melankoličnima i najčešće ih ubija. Istočni Indijanci kažu da magnet, uzet u malim količinama, čuva mladost, pa se priča da je stari kralj Zeylam naredio da se od magneta u kojem mu se pripremala hrana prave zdjele.

Sam Gilbert je, na primjer, vjerovao da "u svom čistom obliku magnet može biti ne samo bezopasan, već može imati i sposobnost da dovede u red previše vlažne i trule unutrašnjosti i poboljša njihov sastav." Nije rečeno previše naučno za životnog lekara kraljice Elizabete i jednog od najvećih naučnika svog vremena, ali u tome ima istine.

Nije uzalud o magnetu kao o lijeku pisali poznati antički doktori, poput osnivača medicine Hipokrata, starorimskog ljekara Galena i srednjovjekovnog liječnika Paracelzusa. Magneti u svrhu liječenja u davna vremena su se nosili na grudima, na pojasu, vezani za ruke i noge. Stari Egipćani zdrobili su magnet u prah i uneli ga unutra, verujući da održava mladost. Savremenik i prijatelj kompozitora Mocarta, Haydna i Glucka, čuveni bečki lekar Franz Mesmer, magnetom je lečio razne bolesti.

Sve je počelo činjenicom da je Mesmer 1774. godine počeo primjenjivati ​​magnete na bolnu točku svojih pacijenata, a neočekivano za njega su počele nestajati mnoge bolesti koje do tada nisu bile izliječene. Godine 1775. Bavarska akademija izabrala je Mesmera za svog člana.

Mesmer je vjerovao da su cijeli svemir i živa bića zasićeni magnetskom tekućinom ili plinom - fluidom. Oko čovjeka se širi magnetska atmosfera, a na njegovom tijelu se nalaze magnetni polovi. Ako tečnost teče u ljudskom tijelu u pravom smjeru, onda je sve u redu, ali ako ne, onda se osoba razboli. U tom slučaju se na tijelo na određenom mjestu mora postaviti magnet, koji svojom tekućinom ispravlja situaciju, a pacijent se oporavlja.

Stvar je došla do kurioziteta. Na primjer, 1780. godine u Londonu je otvorena medicinska ordinacija pod nazivom "Castle of Health". Vrhunac programa liječenja u ovom dvorcu bio je "zvjezdani krevet" smješten na četrdeset velikih magneta. Za ogroman novac - 100 funti - pacijent je mogao prenoćiti na "zvjezdanom krevetu" i podvrgnuti terapijskom dejstvu magneta.

Godine 1777. Francusko kraljevsko medicinsko društvo je organizovalo komisiju koja je testirala uspješnost liječenja magnetima i došla do zaključka da je "nemoguće ne prepoznati terapeutski učinak magneta". Magnet se posebno preporučuje za liječenje nervnih bolesti, konvulzija, konvulzija i glavobolja.

Rice. 355. "Magnetna atmosfera" dr. Durvillea (a) i ljudski magnetizam u njegovom pogledu (b) ("+" - južni pol; "-" - sjeverni)

Francuski ljekar D'Urville magnetizirao je vodu snažnim magnetom potkovice, a zatim je liječio svoje pacijente ovom vodom. "Magnetna" voda je pomogla u zacjeljivanju rana, zacjeljivanju čireva.

Dr. Durville je vjerovao da postoji neka vrsta “magnetne atmosfere” oko osobe (slika 355, a), a sama osoba ima magnetizam sa svojim sjevernim i južnim polom (slika 355, b).

U 19. veku homeopatske apoteke u Sankt Peterburgu i Moskvi su u potpunosti prodavale „magnete za isceljenje“, na primer, magnetne bibs (Sl. 356). Doktori su, reklamirajući ove magnete, napisali:

Rice. 356. Magnetni bibs, koji je u XIX vijeku. masovno proizvedene, raznih veličina

„Uz pomoć magneta, život, koji izumire u tijelu iscrpljenom dugim nizom patnji, oživljava se upravo od priliva novih sila.”

Nedavno, kada su počeli da obraćaju povećanu pažnju na nuspojave hemijskih lekova, lekari su ponovo privukli stare metode lečenja, uključujući i magnete - magnetoterapiju.

Rice. 357. Antikna medicinska magnetna narukvica

Sada su prilično česte magnetne narukvice (sl. 357), koje služe za izjednačavanje krvnog pritiska i smirujuće djeluju na osobu. Vjerujte, i ovo je dobro zaboravljena stara!

Autor je jednom prilikom ušivao jak magnet za retke zemlje u zadnji deo kravate i dugo je nosio ovu kravatu oko vrata. Ali krvni pritisak i dobrobit se nisu nimalo promenili. Ali prijatelju kojem je autor pozajmio kravatu, pomogao je. Opet kontradiktorni dokazi!

Posebno su važni eksperimenti za utvrđivanje efekata jakih magnetnih polja na ljude i životinje.

Davne 1892. godine u Edisonovoj laboratoriji između polova jakog magneta postavljen je pas, a kada su se istraživači uvjerili da se ništa štetno nije dogodilo, tamo su smjestili dječaka. (Iskustvo koje bi se danas smatralo zločinom!) Ali ni dječaku se ništa loše nije dogodilo. Zaključeno je da su jaka magnetna polja bezopasna za organizam.

Jedan od ovih "nepromišljenih" eksperimenata opisao je fizičar V.P. Kartsev u svojoj knjizi o magnetizmu.

“Sjećam se kako je mladi inženjer, odlučivši da dokaže bezopasnost magnetnog polja, zabio glavu u otvor elektromagneta moćne atomske mašine.

- Pa kako je? pitali su ga.

- Ništa posebno. Tek kad izađeš, kao nekakav blic pred očima, kao iz fotografskog "blica".

Naučnici ovo zovu blic fosfen. Najvjerojatnije je to zbog činjenice da kada se magnetsko polje promijeni (kada osoba napusti sferu djelovanja magnetskog polja ili uđe u nju), "strane" biostruje se induciraju u tkivima mozga, iskrivljujući uobičajenu sliku.

Međutim, pažljiva proučavanja živih organizama u jakim magnetnim poljima otkrila su promjene u krvi i niz drugih nepoželjnih pojava. Stoga su doktori prepoznali dugotrajno izlaganje jakim magnetnim poljima kao štetno.

Govoreći o uticaju magneta na zdravlje ljudi, ne možemo ne spomenuti magnetne instrumente i proteze. Svima je poznat primjer iz udžbenika kada se elektromagnetom ukloni čelična mrlja ili strugotine iz oka. Ovu metodu su smislili prije više od 100 godina u Engleskoj. Isti broj godina poznata je metoda detekcije i vađenja metalnih fragmenata iz rana pomoću elektromagneta. Godine 1887. ovaj metod je testiran na američkom predsjedniku J. Garfieldu, koji je ubijen tokom pokušaja atentata.

Sa magnetnim sondama, lako je izvaditi slučajno progutane čelične predmete iz želuca. Na kraju ove sonde nalazi se jak elektromagnet koji se napaja spolja kroz fleksibilne izolovane žice.

Za vrijeme Prvog svjetskog rata iz rana su elektromagnetom izbijali komadići čelika, koji su ga hranili ne jednosmjernom, već naizmjeničnom strujom, što je olakšalo proceduru.

Istovremeno, 1915. godine u Americi je izumljena "magnetna ruka", odnosno protetska ruka sa elektromagnetom na kraju. Napajan iz baterije, ovaj elektromagnet je omogućavao osobi sa invaliditetom da drži različite alate sa željeznim ručkama.

Zanimljiva je magnetna proteza vilice, u kojoj su zubi napravljeni od jakih magneta usmjerenih istim polovima jedan prema drugom. Takva čeljust dobro se drži u ustima zbog odbijanja zuba magneta. Jedna stvar je loša - vrijedi zjapiti, jer vam se usta automatski otvaraju!

Gdje je nestao Sjeverni pol?

Ponekad, kada žele naglasiti neprikosnovenost nečega, upoređuju to sa iglom kompasa usmjerenom na sjever. Većina ljudi naivno vjeruje da ova strelica zaista pokazuje na sjever, i uvijek je bila i uvijek će biti. Vjerovatno tako misle i mnogi čitaoci ove knjige.

Ispostavilo se da igla kompasa uopšte ne pokazuje na sever, već na mesto za koje se danas sasvim slučajno pokazalo da se nalazi u blizini geografskog Severnog pola – Južnog magnetnog pola. Geografski polovi su izlazne tačke Zemljine ose rotacije. Poslednji put kada se Južni magnetski pol sasvim tačno poklopio sa Severnim geografskim polom bio je 1663. Kako su naučnici to ustanovili, biće još reči. A što se tiče magnetnih polova Zemlje, posebno južnih, on danas čini najzamršenija, nepredvidiva putovanja širom svijeta.

Prije 700 miliona godina, ovaj pol se nalazio na obali moderne Kalifornije (tačka A, slika 358). Zatim je počeo da se pomera na jug, prošao skoro duž ekvatora na zapad, pre 200-300 miliona godina završio je kod obale Japana (opet moderno!), da bi potom skrenuo na sever i 1663. godine poklopio se sa geografskim severnim polom Zemlju (tačka AT).

Rice. 358. "Putovanje" Južnog magnetnog pola (linija AB - prema evropskim naučnicima; linija A? B? - prema američkim naučnicima)

To tvrde evropski naučnici. Američki paleontolozi bavili su se i pitanjem "putovanja" Zemljinih magnetnih polova, ali se njihovi rezultati veoma razlikuju od evropskih. Dakle, Amerikanci vjeruju da je ovaj pol prije 700 miliona godina započeo svoje putovanje od sredine Tihog okeana (tačka A?), zatim se pomjerio ne toliko na jug koliko na zapad, prošao kroz Kinu, Mongoliju i našu zemlju , opisao je petlju u blizini sjevernog geografskog pola i dovoljno joj se približio (tačka B?). Trenutni položaj Južnog magnetnog pola ne izaziva nesuglasice među američkim i evropskim paleontolozima.

Da su se australski ili afrički naučnici pozabavili pitanjem putovanja Zemljinih magnetnih polova, onda se njihovi podaci također ne bi poklapali jedni s drugima.

Sta je bilo? Jasno je da Zemlja ima samo dva magnetna pola, a da se južni magnetni pol može kretati samo po jednoj putanji. Šta je uzrokovalo neslaganja u svjedočenjima naučnika iz različitih zemalja?

Prije nego odgovorimo na ovo pitanje, pogledajmo kako naučnici pronalaze položaj Zemljinih magnetnih polova u dalekoj prošlosti.

Proučavanjem Zemljinog magnetnog polja u prošlim geološkim epohama, ponekad odvojenim stotinama miliona godina od nas, ili Zemljinog paleomagnetizma, bavi se mlada nauka - paleomagnetologija, što znači "nauka o drevnom magnetizmu". Istraživanja paleomagnetologa zasnivaju se na proučavanju preostale magnetizacije stijena, koja je nastala tokom njihovog formiranja.

To se dogodilo tokom erupcije rastopljenih stijena prije više miliona godina. Vruća lava koja sadrži čestice gvožđa, hladeći se u polju zemaljskog magnetizma, dobila je magnetizaciju u zavisnosti od položaja Zemljinih magnetnih polova. Ova magnetizacija je ostala nepromijenjena milionima godina i mjerili su je paleomagnetolozi koristeći moderne precizne instrumente. Poznavajući starost stijene i smjer njene magnetizacije, nije teško utvrditi položaj Zemljinih magnetnih polova u ovom periodu.

A moguće je pratiti kretanje magnetnih polova u proteklih nekoliko milenijuma sa vrlo visokom preciznošću - ogromnu količinu podataka o tome naučnicima pruža drevna pečena keramika. Keramički proizvodi, čija se starost već može utvrditi s većom preciznošću, zadržavaju svoj magnetizam dobiven hlađenjem nakon pečenja. A ako takav proizvod nije pao u slučajnu vatru nakon svoje proizvodnje, onda je služio kao nepobitni dokaz lokacije Zemljinih magnetskih polova pri njegovom rođenju.

Sedimentne stijene, nastale sporim taloženjem sitnih čestica u vodi, također su dobri svjedoci promjena u zemaljskom magnetizmu. Ove čestice ostaju u vodi veoma dugo u suspendovanom stanju, poput strelica kompasa, orijentišu se u Zemljinom magnetnom polju i talože se u tom položaju. Tako nastaje magnetizacija sedimentnih stijena orijentiranih prema drevnim polovima Zemlje.

A nedavno, položaj magnetnih polova se mjeri i bilježi preciznim instrumentima. Dakle, 20 godina, od 1928. do 1948. Južni magnetni pol Zemlje se pomerio za 150 km! Kada bi se cijelo vrijeme kretao takvom brzinom, odnosno 7,5 km godišnje, onda bi za 100 miliona godina putovao duž i poprijeko cijele površine Zemlje.

A sada, kada već znamo o varijabilnosti položaja Zemljinih magnetnih polova, vratimo se na pitanje zašto se položaji ovih polova, koje su izračunali naučnici sa različitih kontinenata, ne podudaraju. Zaista, u jednom te istom trenutku, položaj pola je jedan i jedini, i greška ne može biti tako velika, osim ako se, naravno, sami svjedoci paleomagnetizma namjerno ne pomjere. Ali kojim silama se mogu umjetno prenijeti stotine i hiljade kilometara i istovremeno proširiti ogromne količine vulkanskih i sedimentnih stijena? Jedini zaključak se nameće sam od sebe: sami kontinenti su plutali uz ove stijene, putovali ogromne udaljenosti, plutajući na tekućem i vrućem središtu Zemlje, poput ledenih ploha u oceanu. Dakle, ako provjerite staze ovog pomaka, mentalno skrolujete sliku unazad stotinama miliona godina, tada će se kontinenti konvergirati u jedan superkontinent koji se zove Gondvana, ili Pangea (Sl. 359).

Ko je "obojio" Sunce?

Dakle, naša Zemlja je još uvijek magnet sa dva izražena sjeverni i južni pol, odnosno dipolni magnet. Neka ovi polovi hodaju kako hoće, neka mijenjaju mjesta, neka Zemljin magnetizam oslabi ili ojača, ali Zemlja je magnet.

Ali najbliži susjed Zemlje - Mjesec - gotovo je potpuno lišen magnetizma. To su dokazali i sateliti i instrumenti direktno postavljeni na Mjesec. Magnetni kompas bi stoga bio beskoristan na Mjesecu.

Merkur, planeta najbliža Suncu, ima dipolno magnetno polje, slično Zemljinom, ali oko 100 puta slabije. S obzirom da ni na Zemlji nije jako jak, na Merkuru ga nije lako otkriti.

Ispostavilo se da je planeta Venera gotovo potpuno lišena magnetnog polja, barem postojećeg u dubinama jezgra. On je 10.000 puta slabiji od Zemlje. Naravno, moćna atmosfera Venere reaguje na tokove solarne plazme i u njoj nastaje inducirani magnetizam. Ali sama planeta rotira vrlo sporo, a odsustvo bilo kakvih struja u njenom jezgru, koje stvaraju magnetsko polje, povezano je s tim.

Mars ima slabo magnetno polje, za koje se može reći da je samo nešto jače od Venere i ima dipolni karakter.

Ostalo je još pet planeta. Za sada se ništa određeno ne može reći o magnetnim poljima Urana, Neptuna i Plutona, ali Jupiter i Saturn su više nego nadoknadili nedostatak informacija o magnetnim poljima drugih planeta.

Na Jupiteru - džinovskoj planeti - najveće magnetno polje. Ona je, kao i Zemlja, bipolarna - dipolna, ali skoro 200 puta jača. Zanimljivo je da su na Jupiteru, za razliku od Zemlje, magnetni polovi bliski istoimenim geografskim, odnosno južni magnetni pol je na južnoj hemisferi, a sjeverni na sjevernoj.

Ista slika se primećuje i na Saturnu. Sama ova planeta je manja od Jupitera, njeno tečno jezgro je takođe malo, pa je magnetno polje Saturna slično polju Jupitera, ali slabije.

Dakle, postoji još jedno, glavno tijelo Solarni sistem- njegov centar, samo Sunce. I iako se ova nama najbliža zvijezda nalazi veoma daleko - skoro 150 miliona km od Zemlje, magnetno polje Sunca ima izuzetno veliki utjecaj na nas. Najzanimljiviji fenomen na Suncu u smislu njegovog magnetizma su mrlje na njegovoj površini.

Sunčeve pjege prvi je uočio 1611. godine jezuitski svećenik Scheiner, koji je gledajući svjetiljku kroz teleskop koji je nedavno napravio Galileo, vidio tamne mrlje na njegovoj površini. Kao što je bilo uobičajeno u jezuitskom redu sa najstrožom disciplinom, Scheiner je svoja zapažanja izvijestio generalu reda. Nije želio ni provjeriti Shaynerovu poruku, savjetujući ga da šuti zbog sebe. Vrijeme je bilo takvo da je bilo moguće ugoditi vatri.

Odnos prema Suncu, kao nečem idealnom, bio je toliko jak da čak ni veliki Galileo nije povjerovao Šajnerovoj poruci i izjavio: "Sunce je oko svijeta i ne može patiti od trnja!"

Desilo se da je skoro 70 godina, od 1645. do 1715. godine. mrlje na Suncu praktički se nisu pojavile, što je uvelike narušilo kredibilitet Scheinerovog otkrića. Ali ne možete sakriti šilo u vreću, počeli su pažljivo da gledaju u Sunce kroz teleskope i, konačno, nakon duže pauze, ponovo su vidjeli mrlje. Nije preostalo ništa drugo nego da im "oprosti" Suncu, popravivši to izrekom: "Na Suncu ima mrlja!"

Ljudi su se počeli pitati: kako objasniti tamne mrlje na vrućoj površini zvijezde?

Godine 1800. poznati engleski astronom W. Herschel predložio je fantastičnu hipotezu od koje bi naš savremenik mogao postati nemiran. U dubinama Sunca postoji inteligentan život, tamo je hladno, a mrlje su tamne oblasti hladne kore koje se pojavljuju kroz vruće oblake. I ova ideja se smatrala radnom hipotezom skoro jedan vek!

Konačno, 1908. godine američki naučnik D. Hale otkrio je da postoji jako magnetno polje u sunčevim pjegama - oko 3.000 ersteda. Na ostatku površine polje je hiljadama puta manje, što je dalo razloga da se u mrljama vide polovi magneta koji je izašao na površinu Sunca.

Ispostavilo se da u utrobi Sunca postoje magnetni cijev-prstenovi paralelni s ekvatorom, formirani istim dinamo procesom kao i u utrobi Zemlje. Samo na Suncu, zbog različitih razloga vezanih za njegovu veličinu i procese koji se dešavaju u dubinama, ove cijevi mogu imati različite smjerove. polje sile, a postojeća u isto vrijeme. Polako se dižući do površine Sunca, ove cijevi se otvaraju, formirajući otvorene krajeve polova magneta.

Ukupno magnetsko polje Sunca se mijenja u 11-godišnjem ciklusu, tako da se 11 godina sjeverni magnetni pol nalazi na sjevernoj hemisferi, a južni - na južnoj. Sljedećih 11 godina polaritet magnetnih polova je suprotan geografskom. Ali ono što je najnevjerovatnije je to što se ovaj "obrnuti polaritet" ne događa istovremeno, i za nekoliko mjeseci ili godinu dana Sunce se pretvara u ogroman monopol - misteriozni magnet sa samo jednim polom.

Rice. 360. Izlazak cijevi linija na površinu Sunca

Kada magnetna cijev "iskoči" iz utrobe Sunca, na njenoj površini se nekoliko dana razvijaju sunčeve pjege (Sl. 360). Prvo, na mjestu gdje krajevi cijevi izlaze, pojavljuje se jedna ili nekoliko crnih tačaka vidljivih kroz teleskop prečnika stotina kilometara, a zatim za jedan ili dva dana izrastu u tačku udaljenu desetinama hiljada kilometara u veličina.

Shodno tome, magnetizam je "obojio" Sunce. I, gledajući unaprijed, recimo da ove naizgled udaljene magnetne točke na zvijezdi igraju ogromnu ulogu u našem životu!

Zemaljski eho solarnih oluja

Trenutak pojave mrlja na Suncu karakteriše maksimum sunčeve aktivnosti, koji takođe ima period od 11 godina. Solarna aktivnost, ili solarne oluje, povezana je s nizom zemaljskih događaja koji igraju veliku ulogu u našim životima. Ovu vezu je najpotpunije uočio, proučavao i opisao ruski naučnik A. L. Čiževski. Naučnik je primijetio da najraznovrsniji procesi na našoj planeti obično imaju cikličku prirodu i da se odvijaju istovremeno, a ti procesi su usko povezani s promjenama magnetske aktivnosti Sunca.

Tako, na primjer, učestalost izbijanja epidemija, bolesti životinja i biljaka poklapa se s periodom sunčeve aktivnosti. Čiževski je javno izneo svoja prva razmišljanja o ovom pitanju još 1915. godine (sl. 361).

„Astronom koji čita epidemiologiju kolere nehotice se zadivi činjenicom da mu dobro poznate godine solarnih oluja i uragana izazivaju tako velike katastrofe, a, naprotiv, godine solarnog mira i mira poklapaju se s godinama oslobođenja čovjeka od bezgraničnog užasa ovog neodoljivog nevidljivog neprijatelja”.

Da bi provjerio autentičnost veze između epidemija i periodičnosti sunčeve aktivnosti, Čiževski je koristio metodu kasnije nazvanu metodom superponiranja epohe. Naučnik je dobio prosečnu krivu sunčeve aktivnosti za devet perioda, a zatim ubacio statističke podatke o bolestima kolere u Rusiji u istim periodima tokom godina. I pred našim se očima pojavila slika izuzetnog paralelizma dva niza fenomena: solarne aktivnosti i razvoja epidemija kolere u Rusiji tokom 100 godina (vidi sliku 361, b). Ista veza je praćena za epidemije gripa (vidi sliku 361, c) i niz drugih bolesti. Postalo je moguće predvidjeti ove epidemije i suprotstaviti im se potpuno naoružani.

Šta objašnjava ovu misterioznu vezu između tako naizgled različitih pojava kao što su solarni magnetizam i život na Zemlji? Čiževski je otkrio da su vitalne funkcije patogenih bakterija, kao i otpornost ljudi, životinja i biljaka na njih, direktno povezane s elektromagnetnim poremećajima u atmosferi Sunca i na Zemlji.

Podsvjesno su to osjećali i stari ljudi, zbog čega su imali odgovarajuće znakove - znakove. Ali stari nisu mogli objasniti vezu između prirodnih pojava i raznih katastrofa na Zemlji. Voljeli su poeziju poređenja, pali su u misticizam. A tadašnji naučnici, kritikujući sve vrste prirodnih predznaka, nisu uzeli u obzir njihovu stvarnu vezu sa masovnim bolestima, prirodnim katastrofama i drugim pojavama na Zemlji.

Nevjerovatno je koliko aspekata našeg života nije pod utjecajem sunčevih pjega! Učestalost grmljavine i nevremena, žetva žitarica i drugog bilja, čak i natalitet dece u jasnoj su vezi sa aktivnošću Sunčevog magnetnog polja – sunčevih pega.

Evo kratke liste glavnih pojava na Zemlji koje su jasno povezane s pojavom sunčevih pjega:

1. Veličina useva žitarica (vidi sliku 361, e) i cena zrna.

2. Berba i kvalitet grožđa.

3. Rast drva (debljina godišnjih godova).

4. Vrijeme cvatnje i raskoš cvjetnica.

5. Masovna oboljenja ljudi, životinja, biljaka.

6. Razmnožavanje životinja, insekata, riba.

7. Stopa nataliteta djece (vidi sliku 361, a)

8. Vrijeme proljećnog dolaska ptica.

9. Učestalost oluja (vidi sliku 361, d) požara i ljudi pogođenih gromom.

10. Učestalost nesreća i zločina.

11. Učestalost egzacerbacija bolesti i iznenadne smrti.

Sve ove pojave vezane su za broj i površinu sunčevih pjega, koje karakteriziraju Wolfovi brojevi koje je uveo švicarski astronom R. Wolf. Štaviše, maksimum jednog fenomena ne generiše uvek maksimum drugog. Tako cijene pšenice postaju maksimalne u godinama minimalnog broja Vuka - sunčevih pjega.

Govoreći o ljudskim bolestima i njihovoj povezanosti sa sunčevim pjegama, Čiževski upozorava da bi bilo potpuno pogrešno vjerovati da su bolesti uzrokovane ovim pjegama. Radi se o samo o guranju izvana, uticaju magnetne aktivnosti Sunca, protoka čestica i elektromagnetnog zračenja koje u tom periodu stiže do Zemlje, na ljudsko telo. I ako je za zdravu, mladu osobu ovaj utjecaj zanemariv, onda za osobu oslabljenu dugom bolešću ili infekcijom može biti odlučujući.

Čiževski nije samo otkrio ovaj utjecaj na pojedine dijelove i odjele ljudskog tijela, već je i podučavao kako se zaštititi od tog utjecaja. “Ovdje nauka može govoriti dovoljno glasno. Da, fizika zna načine da zaštiti čoveka od ovakvih štetnih uticaja Sunca ili sličnih, odakle god da dolaze. Metal je ovdje spas: željezo, čelik, olovo... Lako je izračunati debljinu tog metalnog paravana koji će štititi bolesne i stare organizme.”

Ispostavilo se da su tanki limovi metala, debljine djelića milimetra, dovoljni. Čiževski predlaže da se zidovi, pod i plafon bolničkih odjeljenja, gdje leže teški bolesnici, oblože takvim metalnim limovima koji štite od djelovanja elektromagnetnog zračenja sunca. Na signal od astronomska opservatorija o približavanju magnetne oluje na Suncu, bolesnike treba smjestiti u takva zaštićena odjeljenja, gdje će biti jedan, dva ili tri dana, dok ne prođe kriza bolesti ili aktivnost ne padne magnetne pojave na suncu.

I, konačno, o apsolutno fantastičnom utjecaju solarne aktivnosti na naše ruske događaje iz nedavne prošlosti. Prema proračunima engleskog astronoma D. Whitehousea, koji su objavljeni 80-ih godina XX vijeka, maksimalan broj Sunčeve pjege su trebale doći u avgustu 1991. Ono što smo imali u Rusiji u to vrijeme, vjerovatno se svi sjećaju: 19.-21. avgusta je bio državni udar Državnog komiteta za vanredne situacije. Dakle, Whitehouseova se računica pokazala neverovatno tačnom...

U potrazi za magnetnim monopolom

Nekako, u djetinjstvu, autor je došao na neobičnu ideju: dobiti magnet s jednim polom - monopolom. Autor je imao veliki magnet u obliku potkovice, a jedan njegov rub, kao i polovina igle kompasa, kako je autor vjerovao, teži prema jugu, a drugi prema sjeveru. Sredina magneta ne privlači željezo, pa stoga ne teži nigdje da ide. I činilo se da ako razbijete magnet i stavite komade na kotače, ili još bolje na daske u vodi, onda će jedan dio magneta plutati na jugu, a drugi na sjeveru! Napravivši ogromne polovice magneta i stavite ih na kamion ili čamac, bez motora će se moći stići čak i do Sjevernog pola, čak i do Južnog!

Naravno, magnet je slomljen i crvena polovina je stavljena na komad daske koji je plutao u bazenu s vodom.

Ali komad magneta nikad nigdje nije lebdio. Samo se polako okretao, tako da mu je cela ivica počela da pokazuje na jug, a polomljena - na sever! Približavajući kompas slomljenoj ivici, autor se, na svoje iznenađenje, uvjerio da je na njemu ... Južni pol. A na drugom komadu, slomljena ivica je postala Sjeverni pol. Nokat je počeo jednako snažno privlačiti svaki rub komada, kao da nije taj isti nokat odbijao da bude privučen kada su komadi zajedno. Evo čuda!

Gde su nestali stubovi? Uostalom, nokat je bio snažno privučen svakom od njih. I umjesto da vuče duplo jače, on to uopće nije htio učiniti. Autor se osjećao potpuno prevarenim: i magnet je pokvaren, i putovanje na sjever je otkazano, a ne postoji način da se odvoji sjeverni pol magneta od južnog...

Magnet s jednim polom, ili, kako ga nazivaju, monopol, pokazalo se, uopće nije u suprotnosti s naukom. I iznenađujuće je da ga još uvijek nemamo, kao što nemamo, međutim, dokaza o njegovoj nemogućnosti. Hajde da pričamo o ovom neverovatnom magnetu detaljnije.

Godine 1931., izvanredni fizičar P. Dirac (1902-1984) matematički je dokazao mogućnost postojanja čestice s magnetskim nabojem - monopola, odnosno da mogu postojati odvojeno "sjeverni" i "južni" magnetni naboji. Slično, Dirac je predvidio postojanje elektrona sa pozitivan naboj- pozitron, a već 1932. godine otkriven je u prirodi.

Ali toliko je vremena prošlo, a monopol je i dalje duh koji postoji samo na papiru. Činjenica je da postojanje monopola daje prirodno objašnjenje za neke fizičke pojave koje se ne mogu objasniti drugačije osim uz pomoć monopola.

S vremena na vrijeme, fizičari su krenuli u potragu za monopolom, ali do sada svaki put bezuspješno. Magnetski i električni fenomeni su slični u gotovo svakom pogledu, osim u jednoj stvari. Električni naboji - pozitivni i negativni - dovoljni su da stvore i elektricitet i magnetizam (potonji se javlja kada se naboji kreću). Ali elektricitet ima izvor svog postojanja - električni naboj, ali magnetizam nema naboj. Postoji asimetrija, električna energija ima neke prednosti u odnosu na magnetizam.

A upravo je Dirac dokazao da struja nema i ne može imati takvu prednost. Magnetni i električni fenomeni moraju biti potpuno slični, simetrični. U ovom slučaju, dobijen je prilično tačan portret monopola. Jedinični naboj monopola je 38,5 puta veći od jediničnog naboja elektrona. Interakcija dva monopola je 4.700 puta jača od interakcije dva elektrona; stoga, pri istim brzinama kao i elektron, magnetni monopol jonizuje atome 4.700 puta jače okruženje. Ovako veliki magnetni naboj olakšava kontrolu monopola čak i u slabim magnetnim poljima, kako bi se ubrzao do gigantskih energija nedostupnih elektronima. Monopol može činiti čuda u elektronici, fizici, i konačno, može se koristiti, na primjer, u televiziji, akceleratorskoj tehnologiji i ko zna gdje još.

Tražili su monopole u snopu ubrzanih čestica tokom njihovog sudara sa materijom, u kosmičkim zracima. Nije ih bilo moguće izvući uz pomoć moćnih magneta iz stijena koje sadrže željezo i meteorita, gdje su se monopoli kosmičkog porijekla mogli zaglaviti i nakupljati milionima godina. Monopol mora biti vrlo stabilan, neće nestati sve dok se ne sudari sa drugim monopolom suprotnog predznaka. Čak i na lunarnom tlu tražili su magnetni monopol, ali bezuspješno.

Tu i tamo se pojavljuju senzacionalni izvještaji o "hvatanju" misterioznog monopola, ali se nakon pažljivog provjere ispostavi da su neodrživi. Prije 30-ak godina kineski naučnici su bili sigurni da su otkrili monopol, ali, nažalost, do otkrića nije došlo. 1982. godine, na uglednom Univerzitetu Stanford (SAD), činilo bi se da su već "uhvatili" monopol uz pomoć supravodljivog magneta. Ali ponovljeni eksperimenti, tačnije, nisu dali ništa.

Konačno, 1985. godine, na Univerzitetu u Londonu, uz pomoć najosjetljivijih senzora, čini se da su otkrili monopol. Ali potvrda ovog otkrića još nije uslijedila.

Šta je razlog tako dugog neuspjeha potrage za monopolom? Možda je veoma retko? Ili ga ne traže? Ili je Dirac pogriješio i pogrešno odredio naboj monopola? U ovom slučaju, ispada da oni ne traže nešto?

Ali ne postoji ni dokaz o nemogućnosti monopola, a potvrditi tu nemogućnost nije ništa lakše nego pronaći sam monopol.

Požuri, čitaoče, traži i pronađi svoj monopol. Bila bi šteta da to uradi neko drugi!

Ćilibar sa magnetom - braćo?

Ispostavilo se da je to blizu istine, a njihova munja "brata". Zaista, kada je ćilibar naelektrisan, nastaju iskre, a iskre su male munje.

Ali munja je munja, i kakve veze magnet ima s tim? Ispostavilo se da je munja ono što je spojilo ćilibar i magnet, koje je Gilbert prethodno "razdvojio". Evo tri odlomka iz opisa udara groma koji pokazuju blisku vezu između elektriciteta ćilibara i privlačenja magneta.

“... U julu 1681. godine, brzi brod je udario grom. Kada je došla noć, pokazalo se, prema položaju zvijezda, da je od tri kompasa ... dva, umjesto da pokazuju na sjever, kao ranije, pokazuju na jug, nekadašnji sjeverni kraj trećeg kompasa usmjeren je prema zapad.

“... U junu 1731. trgovac iz Wexfielda stavio je u ugao svoje sobe veliku kutiju ispunjenu noževima, vilicama i drugim predmetima od željeza i čelika... Munja je ušla u kuću upravo kroz ovaj ugao u kojem se nalazila kutija. stajao, razbio ga i razbacao sve stvari koje su bile u njemu. Sve te viljuške i noževi… ispostavilo se da su jako magnetizirani…”

“... U selu Medvedkovo prošla jaka grmljavina; seljaci su vidjeli kako je grom udario u nož, nakon grmljavine nož je počeo privlačiti željezne eksere ..."

Udari groma, magnetizirajuće sjekire, vile, noževi, drugi čelični predmeti, demagnetizirajuće ili remagnetizirajuće igle kompasa, opaženi su toliko često da su znanstvenici počeli tražiti vezu između električnih iskri i magnetizma. Ali ni prolazak struje kroz gvozdene šipke, ni udar na njih varnica iz Leyden tegli nisu dali opipljive rezultate - gvožđe nije bilo magnetizovano, iako bi precizni savremeni instrumenti to verovatno osetili.

Igla kompasa je malo odstupila u eksperimentima fizičara Romagnosija iz grada Trenta, kada je kompas približio naponskom stupu - električnoj bateriji. I to samo kada je struja tekla kroz naponski stup. Ali Romagnosi tada nije razumio razloge ovakvog ponašanja igle kompasa.

Čast da otkrije vezu između elektriciteta i magnetizma pripala je danskom fizičaru Hansu Christianu Oerstedu (1777-1851), i to slučajno. To se dogodilo 15. februara 1820. godine, eto kako. Oersted je tog dana držao predavanje o fizici studentima Univerziteta u Kopenhagenu. Predavanje je bilo posvećeno termalni efekat struja, drugim riječima, zagrijavanje provodnika kroz koje teče struja. Sada se ovaj fenomen stalno koristi - u električnim pećima, peglama, bojlerima, čak i u električnim lampama čija je spirala usijana od struje. A u doba Oersteda, takvo zagrijavanje provodnika strujom smatralo se novom i zanimljivom pojavom.

Rice. 362. Iskustvo H. K. Oersteda:

a - baterija je isključena, igla kompasa je paralelna sa provodnikom; b - baterija je uključena, strelica se okreće okomito na provodnik

Dakle, prva nesreća se sastojala u činjenici da je u blizini jednog od zagrijanih vodiča bio kompas, koji je bio potpuno nepotreban u takvim eksperimentima. Zatim se dogodila još jedna nesreća – jedan od učenika koji je okružio Oersteda primijetio je da igla kompasa odstupa kada se provodnik spoji na izvor struje – električnu bateriju (Sl. 362). I treća nesreća upotpunila je rađanje otkrića - student je odlučio da ukaže uglednom profesoru na naizgled potpuno neobičnu pojavu koja nije imala nikakve veze sa temom predavanja, a naučnik je poslušao primedbu studenta.

Šteta što ne znamo ime tog studenta – uostalom, on je punopravni koautor velikog otkrića – povezanosti elektriciteta i magnetizma, čiji je zvanični autor bio profesor Oersted.

Oersted je proveo čitav niz eksperimenata objašnjavajući zakone ponašanja magnetne igle. Uočeno je da protok struje kroz provodnik u različitim smjerovima uzrokuje promjenu smjera odstupanja igle kompasa. Oersted je također primijetio da nikakva izolacija ne ometa ovo ponašanje strijele. Naučnik je između provodnika i kompasa postavio razne izolacione materijale, ali je strelica ipak odstupila, a njeno odstupanje zavisilo je samo od smera i jačine struje koja prolazi kroz provodnik.

A onda je, velikom žurbom, Ersted objavio svoj čuveni "pamflet" - na četiri stranice teksta Latinski razumljivo većini naučnika. Ovaj pamflet je ostavio zapanjujući utisak academia. Oerstedovi eksperimenti počeli su se ponavljati u mnogim laboratorijama, a iznenađenju i oduševljenju prisutnih nije bilo granica. Svjedoci se prisjećaju da je jedan od prisutnih na takvom eksperimentu ustao i uzbuđeno rekao: "Gospodo, postoji revolucija..."

Oerstedu su pljuštale nagrade i počasti. Izabran je za akademika Francuske akademije i nagrađen je nagradom koju je svojevremeno ustanovio Napoleon Bonaparte za velika otkrića u oblasti električne energije - 3 hiljade zlatnih franaka, imenovan je za člana Londonskog kraljevskog društva i mnogih drugih naučnih društva. U Oerstedovoj domovini, kralj Fridrik VI ga je odlikovao Velikim krstom Dannebrog reda, najviše danske nagrade, i dozvolio mu da osnuje Politehnički institut. Oersted otvara društvo u Danskoj kako bi "ohrabrilo naučna istraživanja" i čak počinje izdavati književni časopis. Inače, ljubav uglednog naučnika prema književnosti nije bila uzaludna za samu literaturu: Oersted je patronizirao "malog Hansa Christiana" - budućeg velikog pripovjedača Andersena.

Oersted postaje nacionalni heroj u Danskoj i najpopularniji naučnik u Evropi. Hans Christian Oersted je umro 1851. na vrhuncu svoje slave.

Kako je elektromagnet dobio snagu?

Jedno otkriće rađa drugo. Čim je Oersted uočio vezu između elektriciteta i magnetizma, u septembru iste 1820. godine, francuski fizičar D. Arago je primijetio da žica kroz koju teče struja privlači gvozdene strugotine i magnetizira čelične igle baš kao magnet. A.M. Ampere, naučnik kojeg svi znamo barem po jedinici struje koja se zove po njemu, jednom je ušao u Aragov laboratorij. Ampere je predložio da se žica umota u spiralu i da se igla stavi unutar spirale. Naučnici su odmah izveli eksperiment i za to su bili više nego nagrađeni - igla je magnetizirana mnogo jače nego prije. Dobivena spirala, ili cijev, kasnije nazvana solenoid, sada je dobro poznata svakom školskom djetetu. Riječ "solenoid" prevedena je s grčkog i znači - "cijevasti", "u obliku cijevi". Ali Amperov genij nije se zaustavio samo na stvaranju uređaja. Nakon što je uhvatio vezu između magneta i solenoida, Ampere je sugerirao da se unutar magneta nalazi ogroman broj sićušnih prstenova koji nose struju. Sada se pouzdano zna da je Amperova ideja bila tačna – ulogu prstenova sa strujom igraju elektroni koji rotiraju oko jezgara atoma (sl. 363).

Rice. 363. Solenoid i njegova analogija u feromagnetu

Počela je nova era u razumijevanju mnogih fizičkih pojava i procesa, gdje su struja i magnet igrali glavnu ulogu. I, možda, ova dva koncepta nigdje ne pokazuju tako blisko svoju vezu kao u elektromagnetu. Amperov solenoid još nije bio elektromagnet u direktnom smislu te riječi - nije bilo željeznog jezgra, koje je postalo pravi magnet kada je struja prošla kroz zavoje žice. Ovo jezgro je uvelike poboljšalo djelovanje solenoida, čineći elektromagnet mnogo jačim od najboljih prirodnih magneta.

A da bi se jezgro jednostavno ubacilo u solenoid, bilo je potrebno 5 godina, a otkriće je napravio engleski mehaničar William Sturgeon (1783-1850) 1825. godine.

Sturgeonova biografija još jednom pokazuje da kreativna osoba neće nestati, bez obzira na to u kakvim uvjetima prolazi njegovo djetinjstvo i mladost. Takvi primjeri su nam nadaleko poznati među piscima, umjetnicima, muzičarima, među pronalazačima i naučnicima.

Niko se nije bavio odgojem malog Williama. Njegov otac, prilično neozbiljna osoba, nije radio ništa osim ribe i zabavljao se borbama pijetlova. Počevši da uči obućarski rad, Vilijam je ubrzo pobegao od svog grubog učitelja, koji ga je izgladnjivao. Mladić je radio u policiji, a potom služio vojsku. Ali tokom službe uspio je napraviti jednostavne eksperimente u fizici i hemiji.

Tamo, u vojsci, desio se događaj koji je imao veliki uticaj na mladog vojnika. Sturgeon je bio svjedok neobično jakog nevremena. Ogromna zasljepljujuća munja i grmljavina su ga pogodili i odlučio je proučavati elektricitet.

Ali da biste čitali knjige, morate biti pismeni, a Sturgeon je počeo učiti čitanje, pisanje i gramatiku, postepeno je savladao matematiku, fiziku, jezike, a osim toga, sa zadovoljstvom je crtao i popravljao satove. I sve to u vojsci sa svojom disciplinom, uglavnom noću!

Nakon odsluženja vojnog roka, mladi Sturgeon je kupio strug i počeo proizvoditi fizičke i električne uređaje. To se dogodilo 1820. godine, kada su napravljena velika otkrića Oersteda, Araga i Amperea. A 23. maja 1825. Sturgeon je predstavio prvi elektromagnet koji je napravio Društvu umjetnosti.

Bio je to potkovicasta šipka, lakirana za električnu izolaciju, dužine 30 cm i prečnika 1,3 cm, na koju je bio namotan samo jedan sloj gole bakarne žice, koji je bio spojen na električnu bateriju (sl. 364). Sa masom od 0,2 kg, Sturgeonov elektromagnet je podigao gvozdeni teret, skoro 20 puta teži. Prvi elektromagnet odmah se pokazao jačim od prirodnih magneta iste mase.

Rice. 364. Prvi Sturgeonovi elektromagneti

Odbor Društva umjetnosti mogao je ocijeniti Sturgeonov rad. Odlikovan je medaljom i novčanom nagradom, a uređaj je izložen u muzeju. Međutim, uprkos Sturgeonovim kasnijim izvanrednim dostignućima, slava i uspjeh nikada mu nisu došli. Umro je u siromaštvu i neimaštini 1850. godine, a nije sačuvan čak ni portret pronalazača prvog elektromagneta.

Dugo vremena, sve do 1840. godine, Sturgeonovi elektromagneti bili su najjači na svijetu. A onda je Sturgeonov učenik, budući veliki fizičar D. Joule, istupio naprijed. Povećavajući broj elektromagnetnih stubova i racionalno ih postavljajući na teret, stvara strukturu sposobnu da podigne 1,2 tone sa sopstvenom težinom od 5,5 kg! Istovremeno je važno da su stubovi upareni i njihov broj paran.

Treba reći da nikakvo povećanje broja stubova nije od koristi. Tako je, na primjer, "tronožni" magnet (slika 365, a) gori od uobičajenog dvopolnog (slika 365, b), jer magnetizam svakog od štapova interferira sa ostalima. Također je neisplativo napraviti jedan veliki magnet od zasebno namotanih malih.

Rice. 365. "Tronožni" elektromagnet (a) i dvopolni elektromagnet (b)

Elektromagneti su se široko koristili u industriji za podizanje teških čeličnih tereta (Sl. 366). Godine 1864. u Njujorku je izgrađen elektromagnet težak 260 kg, "koji je jednom podigao sedam ljudi, a niko ne zna koliko još može da podigne".

Rice. 366. Teretni elektromagnet

Imajte na umu da elektromagnet nije bio baš siguran uređaj za podizanje. Čim je struja prestala, elektromagnet je momentalno izgubio snagu, a užasan teret je pao "s neba" na sve i bilo koga. A razloga za prekid struje moglo bi biti mnogo - žica je pukla, osigurač se pokvario, dogodila se nesreća na stanici, itd. Stoga su u budućnosti počeli drugačije postupati.

Zavojnice žice počele su se namotavati ne na jednostavno željezo, već na magnetizirani materijal - trajni magnet, i to na način da bi se, kada bi se prošla struja, demagnetizirala. Za podizanje tereta struja je isključena, a trajni magnet (a sada postoje vrlo jaki trajni magneti) privlačio je čelične, gvožđe i liveno gvožđe predmete, koji su podizani i nošeni na svoje mesto. A da bi se oslobodilo opterećenje, struja je primijenjena na zavojnice, a magnet je privremeno demagnetiziran - polovi trajnog magneta i solenoidni namoti bili su suprotni! Teret je bio otkačen. Kada magnet nije trebao raditi, struja se, naravno, isključivala pomicanjem magneta od željeznih predmeta, na primjer, podizanjem u zrak.

Dizalice s takvim magnetom postale su mnogo sigurnije, više se ne boje prekida u opskrbi strujom.

U prvoj polovini XX veka. Izgrađeni su elektromagneti koji su podizali terete do 75 tona.Činilo se da snaga elektromagneta može rasti u nedogled... Međutim, pokazalo se da je korist od uvođenja željezne šipke u namotaj od strane Sturgeona počela postepeno nestajati. Dok su zavojnice bile male (sjetite se jednoslojnog namotaja prvog elektromagneta), željezo je uvelike povećalo silu dizanja magneta. Ali tada su tvorci elektromagneta primijetili da se s povećanjem snage magneta njegovo željezo čini zasićeno i više ne pomaže elektromagnetu. Počeli su graditi magnete sa kratkim šiljastim polovima, masivnim jarmom i ogromnim zavojnicama, jer su te mjere, kako se ispostavilo, još više povećale silu dizanja.

Moguće je, naravno, da se količina gvožđa u elektromagnetu učini tolikom da se ne dovede do "super-zasićenja". Američki pronalazač Edison je, na primjer, predložio da se napravi najveći elektromagnet na svijetu omotavanjem žice oko stijene magnetne željezne rude u američkom gradu Ogdenu, teškom više od 100 miliona tona!

Nažalost, ovaj hrabar i genijalan projekat nije realizovan, inače bi se obistinila legenda o magnetskoj planini koja izvlači eksere iz brodova!

Elektromagnetni trikovi i prevare

Hajde da pričamo o "neozbiljnim" primenama elektromagneta.

Prije svega, ovo su cirkuski trikovi. Takođe u kasno XIX in. izvjesni trener je pokazao "naučnog" slona, ​​koji je navodno mogao u svom umu da radi složene matematičke proračune i daje tačne odgovore. Trener je glasno postavljao slonu pitanja vezana za bilo koju matematičku operaciju. Nakon toga je svojim kovčegom uzeo pokazivač i zaista ga uperio u neki broj na tabli ispred sebe. Ova se brojka uvijek pokazala tačnom, što je trebalo da ukaže na visoku matematičku obuku slona i činjenicu da razumije pitanje postavljeno ljudskim jezikom.

Rješenje za ovaj trik je jednostavno. Ispod svakog broja na ploči bio je pričvršćen elektromagnet. Matematičke radnje koje su dodijeljene slonu izvodio je sam trener ili njegov pomoćnik, koji je zatvorio namotaj elektromagneta koji leži pod odgovarajućim brojem. Slon je morao samo da uzme željezni pokazivač u svom prtljažniku i doveze ga do table sa brojevima. Kada se pokazivač približio uključenom elektromagnetu, on je sam, bez i najmanjeg učešća slona, ​​bio privučen pravom figurom. Sada bi svaki školarac pretpostavio prijevaru, ali prije više od stotinu godina elektromagneti i njihova svojstva nisu bili tako široko poznati, što je izazvalo senzacionalan uspjeh matematičkog slona.

Štaviše, elektromagnetni fenomeni su tada bili potpuno nepoznati narodima Afrike. To je omogućilo Evropljanima da ih lako mistificiraju jednostavnim trikovima. Jedan od tih trikova, "dokazujući" prednost bijelaca u odnosu na lokalno stanovništvo, pokazao je francuski mađioničar Robert Goodin. O ovom nimalo bezazlenom triku, koji je dovoljno pomogao Francuzima u osvajanju Alžira, živopisno je ispričao i sam Robert Goodin.

„Na bini je mala kutija od kovanog gvožđa sa ručkom na poklopcu.

Pozivam jaču osobu iz publike. Kao odgovor na moj izazov, izlazi Arap srednje visine, ali snažne građe, koji predstavlja arapskog Herkula. Izlazi veselog i drskog pogleda i, pomalo podrugljivo se osmehujući, staje pored mene.

„Dođi ovamo“, rekao sam, „i pokupi kutiju.

Arapin se sagnuo, podigao kutiju i arogantno upitao:

- Ništa drugo?

- Sada jesi slabije žene. Pokušaj ponovo da podigneš kutiju, odgovorio sam.

Snažni muškarac, pomalo nebojajući se mojih čari, ponovo je uzeo kutiju, ali ovaj put je kutija odoljela i, uprkos očajničkim naporima Arapa, ostala je nepomična, kao prikovana za mjesto. Arap pokušava da podigne kutiju dovoljnom snagom da podigne ogromnu težinu, ali sve uzalud.

Ispod tepiha na kojem je stajala kutija postavljen je jak elektromagnet, a sama kutija, ili barem njeno dno, bila je željezna. Francuz je lako podigao kutiju jer se tada ugasio elektromagnet. Znajući šta se dešava, Arapin je lako mogao osramotiti Francuza: prvim podizanjem kutije, staviti je na drugo mjesto, dalje od magneta. Ali neznanje je izneverilo snažnog čoveka.

A evo i slučaja kada se pokazalo da je strano vojno odjeljenje prevareno, a neki šarlatan izumitelj ga je prevario. On, za razliku od drugih šarlatana, nije krio svoj izum i ponudio se da ga u svakom trenutku provjeri u radu.

Iskustvo koje je pronalazač pokazao bilo je sljedeće. Teški gvozdeni ingot stavljen je na mali prstohvat super-jakog eksploziva koji je navodno izmislio. Uklještenje je narušeno električnim pražnjenjem, zbog čega je autor uključio prekidač, a eksplozija je odbacila teški ingot na plafon.

Iskustvo je stvorilo senzaciju - ipak, niko nikada nije video eksploziv takve snage. Pronalazač je dobio veliku sumu novca za nastavak eksperimenata i on je pobjegao.

A tajna je objašnjena jednostavno - vrlo jak elektromagnet je tajno instaliran preko ingota u laboratoriji u kojoj je eksperiment izveden. Uključujući prekidač, lukavi izumitelj pustio je struju u namotaj magneta - i opterećenje je poletjelo, navodno od sile eksplozije. Ako bi se prekidač na trenutak isključio, ingot bi se "zalijepio" za magnet i svi bi shvatili šta se dešava. Ali izumitelj je, očigledno, bio spretan pri ruci ...

I sam je autor u mladosti morao igrati sličnu šalu sa svojim poznanicima, naravno, bezazlenije. Autorovo djetinjstvo i mladost protekli su u Tbilisiju, gdje je orijentalna bekgammon igra vjerovatno bila popularnija od naše tradicionalne "koze". Nije bilo dvorišta u kojem uveče, pa čak i danju, okruženi gomilom navijača, igrači ne bi igrali tavlu. Igra je jednostavna, ali sva sreća igrača zavisi od broja bačenih kockica. Posebno su cijenjene dvije šestice ili du shash, kako ih zovu na istoku. Jedna istočnjačka poslovica čak kaže: „Šta treba da radi dobar igrač bekgemona ako doo shash ne ispadne na vreme?“

Autor nije bio dobar igrač, štaviše, bio je, po svemu sudeći, loš igrač, jer je odlučio da pobedi ne po cenu bezbrojnih treninga, već ... sa poznavanjem fizike. Iako se takva primjena znanja može nazvati prilično teškom riječi, ali želja za pobjedom je učinila svoje.

Autor je izbušio rupe u kockicama ispod crno obojenih udubljenja tačno nasuprot šestici, tamo umetnuo komadiće eksera i ponovo ispunio tačke bojom. Niko nije mogao da vidi trik. A u svoj backgammon, autor je ispod sredine daske ubacio mali elektromagnet napajan iz baterije. Autor je pristao da igra samo na svoju "srećnu" backgammon. Tako je autor u svakom trenutku mogao izbaciti rekord doo shash, garantujući sebi pobjedu. Cijeli trik se sastojao u neprimjetno pritiskanju skrivenog dugmeta u backgammonu - kosti su čvrsto postale u položaju duša. Nepotrebno je reći - autor je stekao ogromnu slavu. Najbolji igrači tabla u četvrtini došli su da se bore i otišli posramljeni. Podmuklost "magnetnog" backgammona nije bila samo u tome što je autor u svakom trenutku mogao organizovati tuširanje za sebe. U backgammonu postoje i takvi trenuci kada je nemoguće zamisliti lošiji rezultat - žetoni nisu postavljeni u odgovarajuću poziciju i potez se generalno gubi, igrač postaje bespomoćan. Potrebno je samo zamisliti očaj igrača - protivnika, kome je autor "skliznuo" oskudnu dušu u trenutku kada mu to uopšte nije trebalo.

Kako je hladnoća pomogla magnetu?

Krajem XIX - početkom XX veka. naučnici su uspjeli sve plinove bez izuzetka pretvoriti u tečnost, pa čak i šampiona među njima - helijum. Njegova tačka ključanja je samo 4,2°C iznad apsolutne nule, što je minus 273,16°C. Sada je uobičajeno da naučnici i inženjeri mjere temperaturu ne u stepenima Celzijusa, već u stepenima Kelvina, koji se računaju od apsolutne nule, sa 0 K = - 273,16 ° C. Tačka ključanja tečnog helijuma će, dakle, biti 4,2 K (simbol "°" kada se meri u stepenima Kelvina, za razliku od stepeni Celzijusa, nije napisan).

Čast da dobije tečni helijum pripada holandskom naučniku Geike Kammerling-Onesu, a za njegovo ime vezuje se fenomen direktno vezan za magnete, fenomen supravodljivosti. Superprovodljivost bi trebala napraviti pravu revoluciju u tehnologiji, u kojoj će značajnu ulogu imati supravodljivi magneti.

Početkom 20. vijeka, odnosno do 1911. godine i otkrića supravodljivosti, naučnici uopće nisu znali kako će se provodnici struje, prije svega metali, ponašati kada se ohlade.

Neki naučnici su u to vjerovali električni otpor provodnici sa opadanjem temperature će stalno padati, a na temperaturi od apsolutne nule mogao bi potpuno nestati. (Ovaj fenomen se naziva supravodljivost). Ali pošto je apsolutna nula praktično nedostižna, onda se supravodljivost, dakle, ne može zaista postići. Drugi su insistirali da će čak i na apsolutnoj nuli ostati određeni otpor zbog defekata u metalnim kristalima. A drugi su čak tvrdili da kada se približi apsolutnoj nuli, otpor vodiča raste. I sve je to dokazano teoretski.

A Kammerling-Onnes je svojim čuvenim eksperimentom pokazao da i jedni i drugi, i drugi, nisu u pravu, a rezultat je ono što je bilo teško očekivati.

U proleće 1911. naučnik je odlučio da zamrzne živu u tečnom helijumu koji je nedavno dobio. Ovaj helijum je bio pohranjen u posudi koju je izmislio Englez Dewar i koja je kasnije dobila ime po njemu.

U Dewar posudama se podjednako dobro čuvaju i hladni i topli predmeti, uključujući tečnosti, jer su dobro zaštićeni vakuumom od toplote koja ulazi spolja i izlazi iznutra. A sloj ogledala onemogućuje prenošenje toplote zracima.

Dakle, cijev sa živom stavljena je u Dewarovu posudu u kojoj se nalazi tečni helijum, koji se tu odmah zaledio, a zatim je Kammerling-Onnes propuštao struju kroz živu i mjerio električni otpor, baš kao što to danas rade radioinženjeri i električari. Otpor živinog stuba opadao je sa padom temperature, sve dok ova temperatura nije pala na 4,12 K. Na ovoj temperaturi otpor je naglo potpuno nestao! Da, niko nije ni sumnjao u ovo!

Savjestan naučnik je više puta mijenjao uslove eksperimenta: ili je uzeo kontaminiranu živu, ili je stanjio i produžio stup žive tako da je otpor postao primjetniji, ali rezultat je i dalje isti: otpor je nula!

I konačno, dvije godine kasnije, Kammerling-Onnes izvodi odlučujući eksperiment, za koji tačnost više nije važna merni instrumenti. On pravi namotaj od olovne žice i daje strujni impuls. Ispostavilo se i da je olovo supravodnik, i to već na 7,2 K. Ako postoji barem neki, čak i zanemarljiv, otpor, tada će struja u namotu vrlo brzo izumrijeti, u djeliću sekunde. Struja u namotaju uopće nije nestala!

Dakle, supravodljivost je otvorena! I to ne na nepristupačnoj apsolutnoj nuli, već na realnim temperaturama.

Za one koji ne vjeruju da je otpor superprovodnika zaista nula, možemo govoriti o zanimljivom i poučnom eksperimentu koji je postavio američki fizičar S. Collins.

Napravio je supravodljivi prsten, poput Kammerling-On-nesa, stavio ga u tečni helijum i proveo struju kroz njega. U srebrnom prstenu, na primjer, ova struja bi izumrla za nekoliko desetinki sekunde, a srebro je najpoznatiji provodnik. A u Collinsovom prstenu, izumiranje struje za 10 godina nije moglo biti utvrđeno. Potrebno je najmanje 100 hiljada godina da se primeti ovo izumiranje sa najpreciznijim instrumentima!

Pedantni fizičari su izračunali da će prije nego što struja bude potpuno oslabljena, kada se više ne može mjeriti instrumentima, proći vrijeme, milijarde milijardi puta duže od vremena postojanja našeg Univerzuma! Nije li ovo potpuni nedostatak otpora? Pa čak i tada kažu da su naučnici nerazumno donijeli takav zaključak - uočava se neko, zanemarljivo slabljenje struje zbog rastezanja prstena kroz koji ova struja teče. Poznato je da struja koja teče kroz prsten stvara magnetne sile koje teže da razbiju prsten.

Dakle, ovo istezanje i povezani pad jačine magnetnog polja pogrešno su uzeti za slabljenje struje. U stvari, struja u supravodljivom prstenu će teći zauvijek, a mi ćemo dobiti vječni elektromagnet!

Skandal i senzacija u fizici supravodljivosti

Naučni autoriteti, pokazalo se, mogu da pomeraju nauku ne samo napred i nazad, već je čak i zaustave decenijama. Upravo to se dogodilo 1930-ih. 20ti vijek uz proučavanje i praktičnu upotrebu tako važnog fenomena kao što je supravodljivost.

Godine 1911. holandski naučnik G. Kammerling-Ones neočekivano je otkrio fenomen supravodljivosti, kada pri jakom hlađenju, skoro na apsolutnu nulu, električni otpor nekih metala pada na nulu.

Ali priroda, koja je naučnika toliko razmazila neočekivanim otkrićem, pripremila mu je neugodno iznenađenje ovdje. Sve dok je struja u supravodljivoj zavojnici bila mala, sve je bilo u redu. Ali čim se struja povećala, uništila je samu supravodljivost. I to nije to. Magnetno polje koje stvara struja u namotu, čak i ono malo, od 1.000 do 1.500 ersteda, također je ubijalo supravodljivost. A onda se dogodila možda najžalosnija priča, bukvalno skandal u proučavanju i primjeni supravodiča. Poznati i cijenjeni fizičar tog vremena, W. Keesom, teoretski je dokazao da će u prisustvu magnetnog polja čak i najmanje struje „isključiti“ supravodljivost. To je bila Keezomova greška.

Autoritet poznatog fizičara odigrao je svoju ulogu i svi su vjerovali da nema govora o manje-više odgovarajućim supravodljivim magnetima. Rad u ovom pravcu je zaustavljen, a naučnici su se bavili drugim, sa njihove tačke gledišta, praktičnijim problemima. Ali uzalud! Izgubljene su desetine godina, a gubitak u novcu teško je ni procijeniti. Ali u budućnosti, priroda nas je prijatno iznenadila.

Prava senzacija dogodila se 1986. godine, kada su švajcarski fizičari D. Bednorz i K. Müller objavili da su stvorili supraprovodnike na temperaturama iznad tačke ključanja tečnog azota (77,4 K!). Poruka je bila toliko šokantna da su naučni časopisi u početku odbili da je objave.

Tečni dušik je izuzetno jeftin, kako kažu, čak i jeftiniji od limunade, nusproizvod je u proizvodnji kisika i jednostavno se često izlije i baci. Postizanje supravodljivosti na temperaturama "azota" bio je san istraživača i inženjera, činilo se neostvarivim. Otuda i bum koji je nastao nakon ove poruke. Sada su naučnici već prešli sa entuzijazma na akciju, počela su sistematska istraživanja u oblasti visokotemperaturne supravodljivosti, pa tako i kod nas. Kao rezultat, dobijeni su materijali koji su stekli svojstvo supravodljivosti na 100-110 K. Bilo je izvještaja o materijalima koji gube električni otpor na gotovo uobičajenim temperaturama našeg srednjeg pojasa - od -20 do +10 °C. Ali, kako se ispostavilo, to nije bila supravodljivost, već jednostavno snažno, stotinama i hiljadama puta, smanjenje otpora, koje se, iako dobro, suštinski razlikuje od supravodljivosti.

Koji su to materijali koji imaju tako primamljiva svojstva?

Za razliku od niskotemperaturnih supravodiča, to nisu metali, već keramika, najčešće bazirana na elementima itrijuma i barijuma. Sama procedura izrade supravodljive keramike je izuzetno jednostavna i, kako je to rekao jedan poznati fizičar, "iznenađujuće sigurna".

Same komponente koje sačinjavaju nove supraprovodnike, iako se nazivaju rijetka zemlja, nikako nisu rijetke. One su dio polimetalnih ruda, ali zbog nedostatka potražnje još nisu izvađene odatle, već su otišle na deponiju. Tako da sada treba da organizujemo preradu deponija ovih ruda.

Gdje se mogu koristiti novi superprovodnici? Primjena energije superprovodnika će morati pričekati za sada. Ali jedinstvena svojstva supravodljivosti, koja nisu povezana s velikim strujama, već se mogu koristiti. Na primjer, u mikroelektronici i kompjuterskoj tehnologiji, novi superprovodnici se mogu koristiti upravo sada, jer tamo nisu potrebne velike struje.

Bilo je i ranije pokušaja da se supravodnici koriste za potrebe mikroelektronike i kompjuterske tehnologije, čak su se razvijali neki elementi (supravodljivi ključ, supravodljiva memorijska ćelija - kriotron), ali je njihova široka distribucija bila otežana visoka cijena hlađenje do Radna temperatura. Potreba da se ohladi na temperaturu azota nije problem. Štaviše, čak je i korisno, jer se istovremeno smanjuje nivo buke.

Priroda, sa svojim darovima, još nije u potpunosti iskupila Keesomovu arogantnu grešku i naše divljenje autoritetima nauke. Sa sigurnošću možemo očekivati ​​skoru pojavu već "snažnih" supraprovodnika koji rade na temperaturama koje su za nas uobičajene. Šta možemo dobiti od ovoga, a teško je i zamisliti!

Kako je Faraday nadmudrio Ampera?

Ovdje se opet trebamo vratiti u 19. vijek, na čuvene Faradajeve eksperimente (1791-1867). Neposredno nakon Oerstedovih eksperimenata, gdje je elektricitet stvorio magnetizam, Faraday je u svom dnevniku zapisao moto: "Pretvorite magnetizam u elektricitet". 11 godina, Faraday nije uspio. Dugi niz godina za redom, naučnik je stalno nosio sa sobom spiralu od bakrene žice i željeznog jezgra, radeći najnevjerovatnije manipulacije s ovim objektima. Ali od toga nije bilo ništa dobro, a u njegovom laboratorijskom časopisu "O pobuđivanju elektriciteta pomoću magnetizma" ponovo se pojavio zapis: "Nema rezultata." Faraday je svakom eksperimentu posvetio poseban pasus, a posljednji pasus u časopisu označen je brojem 16041!

Faradejev fenomenalan nastup i opsesija su konačno nagrađeni, i 29. avgusta 1831. on je "napao trag". Cijeli septembar i listopad bili su neprekidno ponavljanje u različitim verzijama istog eksperimenta, koji je postavio temelje cjelokupnoj elektrotehnici. Evo kako je sam Faraday opisao ovo iskustvo u svom dnevniku:

“Uzeo sam cilindričnu magnetnu šipku i umetnuo jedan njen kraj u lumen spirale bakrene žice spojene na galvanometar. Zatim sam brzim pokretom gurnuo magnet unutar spirale cijelom dužinom, a igla galvanometra je doživjela pritisak (sl. 367). Tada sam također brzo izvukao magnet iz spirale, a strelica se ponovo zamahnula, ali u suprotnom smjeru. Ovi zamahi strelice ponavljali su se svaki put kada bi se magnet gurnuo ili izgurao... ”Usledio je briljantan zaključak naučnika:“ To znači da električni talas nastaje samo kada se magnet kreće, a ne zbog svojstava koja su mu svojstvena pri odmor.

Rice. 367. Faradejevo iskustvo:

1 - galvanometar; 2 - magnetna šipka; 3 - spirala od bakrene žice

Sada smo dobro svjesni da ako stavite magnet blizu namotaja, ili ga čak gurnete u spiralu i ostavite tamo, onda je očekivati ​​da se struja pojavi sa stacionarnim magnetom jednako vjerovanju u pojavu energije iz ničega. Zaista, magnet leži unutar namotaja, ne gubi ništa, a struja teče tamo, radeći barem na zagrijavanju ovog namota. Dakle, nije daleko od "vječnog motora"! Istina, kao što smo već vidjeli, takav slučaj je moguć kada je namotaj supravodljiv - tamo će struja koja je nastala prilikom uvođenja magneta teći zauvijek - nema gubitaka! Ali isti učinak očekivao se tih dana, i to ne bilo ko, već sam Amper i, možda, u početku, Faraday.

Istovremeno sa Faradejem, eksperimente sa guranjem magnetnih jezgara u žičanu spiralu izvodio je i Amper. Kako bi izbjegli utjecaj magneta na osjetljivi galvanometar, i Faraday i Ampere su postavili uređaj u drugu prostoriju. Istovremeno, Ampere je prvo stavio jezgro unutar spirale, a zatim otišao u susednu prostoriju da proveri da li se struja pojavila. Ali, nažalost, spirala nije bila napravljena od supravodiča, već od obične bakarne žice, a struja je gotovo trenutno nestala čim je jezgro prestalo da se kreće. A Faraday je nadzor nad uređajem povjerio asistentu, koji je uočio pojavu struje tokom kretanja magneta. Činilo bi se da je vrijedilo Ampera iskoristiti nečiju pomoć ili, u najgorem slučaju, staviti galvanometar u drugi ugao iste sobe i sam to promatrati!

Ovakvi nesretni slučajevi su prilično česti u istoriji nauke, što je dalo povoda velikom nemačkom fizičaru Hermannu Helmholcu da uzvikne: „A veliko otkriće zavisilo je od ovih slučajnih okolnosti!“

Ova Helmholtzova izreka se u potpunosti odnosi i na samog Faradaya. Čak 9 godina prije otvaranja elektromagnetna indukcija(naime, tako su počeli da nazivaju pobuđivanje elektriciteta magnetom) Faraday mu je bio neobično blizak.

Promatrajući žicu sa strujom, radeći s njom zamršene manipulacije, Faraday je neočekivano otkrio da se magnet počinje kretati u blizini žice sa strujom. Sačuvan je rukom pisani Faradejev crtež koji ilustruje ovaj eksperiment (sl. 368). Magnet pluta u posudi napunjenoj živom. Živa je spojena na jedan pol izvora struje, a u istoj živi je kraj žice spojen na drugi pol. Kada bi električna meta bila kratko spojena kroz živu, magnet ili kraj žice bi se okretali. Ovo je bila prva unipolarna električna mašina, čiji princip sam autor u to vreme nije razumeo. I to nije poenta - naučnici su mogli da objasne rad takve mašine tek mnogo kasnije.

Rice. 368. Faradejev crtež koji je započeo elektrotehniku

Ali, na ovaj ili onaj način, upravo je Faraday povezao magnet i pokret, primivši i prvi električni motor - magnet rotira kada se struja prođe - i prvi električni generator - namotaj daje struju kada se magnet kreće oko njega. Postavljen je početak ere elektrotehnike, bez koje je moderna tehnologija nezamisliva!

Šta rotira samorotator?

Nakon izuzetnih Faradejevih otkrića, ostao je samo jedan korak do stvaranja električnih mašina.

Šta je električna mašina? To su motori koji pretvaraju električnu struju u mehaničko kretanje i generatori koji obavljaju inverzni zadatak pretvaranja mehaničkog kretanja u električnu struju.

Prvi električni motor na svijetu stvorio je Faraday, a princip njegovog rada dugo je ostao neshvatljiv, a čak i sada ga razumiju samo stručnjaci za unipolarne strojeve. Ali već elektromagnetski samorotator mađarskog pronalazača Anjosa Jedlika, koji je on izgradio 1828. godine, podsjeća na moderne kolektorske elektromotore, koji obično rade na jednosmjernu struju. Takvu struju daju, na primjer, galvanske baterije ili akumulatori.

Princip rada Jedlik samorotatora je da automatski remagnetizira elektromagnet na način da njegovi polovi mijenjaju mjesta, ovisno o položaju ovog elektromagneta. Jedlik je na vrh oslonca, poput igle kompasa, postavio elektromagnet sa jezgrom i spustio oba kraja njegovog namota u dvije polukružne čašice sa živom, izolirane jedna od druge. Pozitivni pol baterije spojen je na jednu čašu, a negativni pol na drugu. Čaše sa živom imale su ulogu običnih kolektora struje, samo sa mnogo manje trenja. Iznad elektromagneta nalazio se namotaj povezan sa izvorom struje. U principu, ovaj namotaj bi mogao biti zamijenjen običnim trajnim magnetom, što ćemo učiniti radi jednostavnosti. Bilo je moguće i bez ovog magneta, imajući u vidu da je i sama Zemlja magnet, te da bi i igla kompasa i elektromagnet na njenom mjestu bili postavljeni u potpuno određeni položaj - od jednog do drugog pola.

Ako je Jedlikov elektromagnet već bio u ovom položaju kada je na njega dovedena struja, ništa se neće promijeniti - samo će se još više učvrstiti u ovom položaju i teško će ga pomjeriti s mjesta. Ali ako je elektromagnet bio u proizvoljnom položaju, onda kada se na njega dovede struja, on će se okrenuti kako bi zauzeo stabilan - od pola do pola - položaj. Međutim, čaše sa živom smještene su na takav način da se, približavajući se njihovom stabilnom položaju, ispostavilo da se elektromagnet prebacio. Krajevi namotaja su skočili u druge čaše, polovi elektromagneta su promijenili mjesta i, proklizavši kroz stabilan položaj po inerciji, on je ponovo pokušao da ga zauzme, ali već novi, pod uglom od 180 ° prema prethodni. Prilikom približavanja ovom novom stabilnom položaju, sve se ponavljalo, a elektromagnet se stalno rotirao (Sl. 369).

Rice. 369. "Samorotator" A. Edlik:

1 - elektromagnet; 2 - namotaj; 3 - izolacija

Nakon toga, živini poluprstenovi zamijenjeni su bakrenim pločama, krajevi namotaja nosili su grafitne kontakte - četke, ali je princip rada elektromotora ostao isti. Osim ako se broj polova rotacionog elektromagneta - armature ili rotora - nije povećao, povećao se i broj bakrenih ploča na krajevima namotaja, koji su se počeli spajati u kolektor. Samo su motori najniže snage za igračke ili modele ostali sa dvije ploče na kolektoru. Tada su permanentni magneti na stacionarnom dijelu elektromotora - statoru - zamijenjeni elektromagnetima i dobili su gotovo ono što danas vidimo u električnim mašinama. Na nekim od automobila jednosmerna struja, međutim, ostali su trajni magneti - gdje zbog jednostavnosti, gdje zbog efikasnosti - ne moraju se napajati strujom (Sl. 370).

Rice. 370. Šema DC električne mašine

Ako na takvu električnu mašinu dovedemo struju, rotor ili armatura počinje da se okreće, prenoseći rotaciju na osovinu. Ako sami zakrenemo osovinu električne mašine, možemo ukloniti struju iz četkica ili sa namotaja statora. Ne rade sve električne mašine podjednako dobro u režimu rada elektromotora i generatora. Na primjer, auto starter za pokretanje motora je tipičan električni motor, ali nije dobar kao generator. Moderni automobilski generator je isti neupotrebljivi elektromotor. Ali postoje električne mašine koje rade podjednako dobro kao motor i kao generator, zovu se reverzibilne.

Najčešće su to DC električne mašine. Spojimo mali elektromotor sa trajnim magnetom, barem od dječije elektrificirane igračke, na bateriju. Njegov rotor će se okretati, obavljajući posao, na primjer, podižući teret. A sada ćemo spojiti sijalicu od baterijske lampe na motor umjesto na bateriju i pustiti teret da padne. Padajući, teret rotira rotor motora, koji je na neko vrijeme postao generator, a sijalica svijetli (Sl. 371, a). U ovom eksperimentu se pokazalo svojstvo reverzibilnosti električnih mašina. Ovo svojstvo se široko koristi u tehnologiji, posebno u akumulaciji i oslobađanju energije, njenom oporavku.

Rice. 371. Pretvaranje mehaničke energije u električnu pomoću električnog generatora (a) i prvog Faradejevog generatora (b)

Električne mašine, i motori i generatori pogodni za praktičnu upotrebu, pojavili su se odmah nakon Faradejevog otkrića (sl. 371, b). Štoviše, stvaranje prvog generatora gotovo modernog tipa povezuje se s događajem koji više liči na legendu nego na istinitu priču. Ipak, ovaj slučaj je bio stvaran.

Nekoliko sedmica nakon otkrića fenomena elektromagnetne indukcije, neko je u patentni ured donio dizajn generatora sa trajnim magnetima, potpisujući samo inicijale P. M. Za to vrijeme ovaj dizajn je bio neočekivan i nov. Uostalom, pokušali su da prve električne mašine izgledaju kao parne mašine - sa klackalicama, kalemovima, radilicama i klipnjačama. Ali dizajn mašine P.M., njene glavne karakteristike, prema akademiku M.P. Kostenku, "... bili su toliko ispravni da su dugi niz godina određivali dizajn mašina kasnijih pronalazača." Nažalost, nije bilo moguće utvrditi identitet ovog misterioznog P.M.

1838. električni motori su se pojavili na prvom električnom automobilu, koji je rođen mnogo ranije od prvog automobila s motorom unutrašnjim sagorevanjem. Izgradio ga je Englez R. Davidson u Londonu i tamo testirao.

Iste 1838. godine ruski inženjer B.S. Yakobi ugradio je električni motor svog dizajna na čamac dug 8,5 m i širok 2,1 m, koji je primao 16 ljudi. Čamac je napravio senzaciju kada je testiran na Nevi u Sankt Peterburgu, jer se mogao kretati ne samo duž rijeke, već i protiv nje. Ne treba zaboraviti da je snaga motora bila svega 0,5 kW, zanemarljiva za današnje standarde. Električni čamac, kao i električni automobil, pokretali su galvanske ćelije.

Od tada se osnove dizajna DC električnih mašina nisu suštinski promenile.

Gdje ide magnetsko polje?

Koliko god dobri bili DC elektromotori, koji se, uzgred budi rečeno, i danas koriste u mnogim slučajevima, ali ne u svim. Sklop kolektora sa četkama bio je vrlo nepouzdan: vario je, često je kvario i nije bio jeftin. To je potaklo naučnike da potraže način za "bez četkice" rad motora i generatora, a takva metoda je i pronađena. To je pomoglo u stvaranju naizmjenične struje i putujućeg magnetnog polja.

U početku, kada se struja dobijala iz galvanskih baterija, nije se čulo za naizmjeničnu struju. Ali čuveni Faradejev eksperiment omogućio je da se dobije upravo izmjenična struja: kada je magnet počeo da se gura u zavojnicu, nastala je struja, a zatim, kada je magnet prestao da se kreće, struja je stala. Ako magnet pomičete neprekidno naprijed-nazad, dobijamo pravu naizmjeničnu struju, i to bez ikakvih kolektora, direktno iz zavojnice. Ovo je dobro, ali ima i neprijatnosti - magnet nije lako pomerati napred-nazad, mnogo ga je lakše rotirati (Sl. 372).

Rice. 372. Šema najjednostavnijeg generatora naizmjenične struje; kada se okvir rotira između polova magneta, u njemu se pojavljuje naizmjenična struja

I tako je urađeno. Uzeli su tri zavojnice s jezgrama, postavili ih u krug pod kutom od 120 °, a unutar kruga su počeli rotirati magnet - stalni ili električni, što, međutim, daje isti rezultat. Kada se pol magneta približi zavojnici, u njemu je nastala (indukovana) struja, baš kao u Faradejevom eksperimentu. Magnet se mogao vrlo brzo rotirati, što je omogućilo dobijanje dovoljno velikih struja. Tako je izumljen trofazni generator naizmjenične struje - svaki kalem je dao svoju fazu (Sl. 373). Struja se u ovim fazama naizmjenično povećavala i smanjivala, također sa pomakom od 120°. Što se tiče motora, koji se može napajati takvom trofaznom strujom, on se u osnovi ne razlikuje od generatora. Isti kalemovi, isti magnet - rotor. Namotaji generatora su povezani žicama (moguće na hiljade kilometara!) sa zavojnicama motora, a događa se sljedeće.

Rice. 373. Šema generatora trofazne struje

Kada pol generatorskog magneta prođe pored bilo koje zavojnice, u njemu nastaje najveća struja, koja magnetizira odgovarajući namotaj motora. Na ovu zavojnicu teži isti pol magneta motora, a ako nije jako poremećen, tada će točno ponoviti rotaciju magneta generatora. Dobili smo sinhroni motor (motor), odnosno onaj u kojem se rotor-magnet kreće sinhrono sa rotor-magnetom generatora (sl. 374). U nekim slučajevima, kada je, na primjer, potrebno precizno prenijeti rotaciju osovine generatora na velika udaljenost, takav motor je vrlo koristan. Ali najčešće rotacija rotor-magneta nailazi na veliki otpor i može stati, izgubiti ritam.

Rice. 374. Magnetna igla rotira u istom smjeru kao i magnet - to je princip rada sinhronih motora

Da se to ne bi dogodilo, ruski inženjer elektrotehnike M. O. Dolivo-Dobrovolsky je 1888. godine osmislio asinhroni, ili, kako se sada zove, asinhroni motor, gdje rotor može zaostajati za rotirajućim magnetnim poljem. Zamislite da se umjesto trajnog magneta rotor sastoji od zavojnice, baš kao i DC motor, samo sa kratkospojnim kolektorom. Zapravo, kolektor ovdje jednostavno nije potreban, a zavoji zavojnice mogu biti toliko pojednostavljeni da se mogu napraviti u obliku šipki povezanih prstenovima na krajevima. Dizajn takvog rotora bio je najšire korišten i nazvan je kratko spojen, jer je zaista svaki njegov zavoj šipke kratko spojen (slika 375, a). A i zbog zapanjujuće vanjske sličnosti takvog rotora s kotačem s kavezom, koji se također okreće kada vjeverica trči duž njega, rotor je tako nazvan - točak vjeverice (Sl. 375, b, c, d). Ova dva imena podjednako su se ukorijenila u rotoru asinkrone mašine, koja je izuzetno rasprostranjena u tehnologiji. Manje uobičajene su mašine kod kojih rotor zapravo ima namotaje namotaja.

Rice. 375. Rotor indukcioni motor: a - princip djelovanja; b – tijelo rotora; c - točak vjeverica; g - sklop rotora

Dakle, rotirajuće magnetsko polje fiksnih zavojnica statora motora počinje inducirati električnu energiju u namotima ili šipkama fiksnog rotora, pretvarajući ih u elektromagnete. Oni se, pak, ponašaju kao što bi se magnet-rotor trebao ponašati - odnese ga magnetsko polje statora i počinje da se okreće.

Tu je vidljiva razlika između sinhronih i asinhronih motora. Ako u prvom magnet-rotor tačno ponavlja rotaciju magnetskog polja, onda je u drugom takvo ponavljanje u principu nemoguće. Ako rotor sa namotima počne da se okreće istom brzinom kao i magnetsko polje, tada će doći trenutak kada se struja više neće inducirati u namotima, jer neće biti relativnog kretanja magnetskog polja i namotaja. Rotor tada, nakon što se potpuno demagnetizira, počinje zaostajati za rotirajućim magnetskim poljem, ali to nije bio slučaj. Kada zaostaje, relativna rotacija rotora i polja počinje ponovo, ponovo rotor postaje magnet i ponovo počinje da sustiže magnetno polje.

Kao rezultat toga, rotor asinhronog motora uvijek zaostaje za rotirajućim magnetskim poljem, a to zaostajanje je veće što je veći otpor rotacije rotora. Ali općenito, ovo zaostajanje je malo i za kavezne motore ne prelazi nekoliko posto. Dijagram mrežnog povezivanja i glavni detalji asinhronog motora prikazani su na sl. 376.

Rice. 376. Šema za priključenje trofaznog elektromotora na mrežu (a) i glavni dijelovi ovog elektromotora (b)

Stator može biti i cilindrični i prstenasti. Točak vjeverice možete "isjeći", ispraviti ga, postavljajući ga duž prave linije, baš kao šine sa pragovima. Pragovi će u ovom slučaju igrati ulogu šipki, a šine - prstenova koji ih zatvaraju. Na ove šine stavimo kolica u koja ćemo na isti način ugraditi zavojnice odrezanog i ispravljenog statora. Pustimo struju u zavojnice statora, i dobićemo ne rotirajuće, već trčeće magnetno polje, koje će težiti da se pomera napred ili nazad pragove-šipke ispravljenog rotora. A kako je uvijek teže pomjeriti put nego sam ići tim putem, kolica sa zavojnicama će ići stazom, vođena putujućim magnetskim poljem.

Tako je nastao linearni elektromotor koji je sada postao rasprostranjen i koji je vrlo perspektivan za budućnost - uostalom, svi maglev vozovi pokreću se upravo linearnim elektromotorima, a tako bi trebalo biti i u budućnosti. Linearni elektromotori pokreću brze liftove nebodera, precizni mehanizmi za pomicanje alatnih mašina, ubrzavaju avione za njihovo ubrzano lansiranje sa nosača aviona.

Struja bez automobila?

Ispostavilo se da električne mašine uopće nisu potrebne za proizvodnju električne energije. I, kao i gotovo uvijek u elektrotehnici, sve je počelo s Faradejem...

Jednog dana 1832. godine, Londonci koji su se našli na mostu Waterloo bili su zainteresovani za neobičan spektakl. Grupa ljudi među kojima se moglo vidjeti poznati fizičar Faraday, bio je angažiran na uranjanju dva bakarna lima u vodu Temze, povezanih žicama s galvanometrom. Uređaj je stajao na stolu na sredini mosta, a pored njega je bio i sam naučnik, koji je naređivao svojim pomoćnicima. Faraday je vjerovao da ako vode rijeke koja teče sa zapada na istok prelaze, barem djelomično, Zemljino magnetsko polje, onda su kao provodnici koji prelaze magnetsko polje magneta. I u ovom slučaju, kako je sam Faraday dokazao, električna struja nastaje u vodiču. Bakarni limovi, između kojih je, kao između metalnih obala, tekla voda Temze, morali su spojiti ove vodene provodnike galvanometrom i prenijeti na njega nastalu struju.

Međutim, nažalost, eksperiment nije uspio. Ipak, 1832. godine, kada je Faraday osmislio i potkrepio ovaj eksperiment, sa sa dobrim razlogom može se smatrati godinom rođenja magnetohidrodinamičkog generatora. Naziv ovog generatora sastoji se od tri riječi - magnet, hidro (voda) i dinamika (kretanje) - i znači generiranje električne energije kada se voda kreće u magnetskom polju.

Zašto je Faradejev eksperiment propao? Prije svega, zato što voda Temze nije bila tako dobar provodnik struje. Bilo je, naravno, i drugih razloga – intenzitet Zemljinog magnetnog polja je veoma nizak.

Ali praktična upotreba magnetohidrodinamičkih (skraćeno MHD) generatora još je bila daleko.

Istina, 1907-1910. izdati su prvi patenti za korištenje MHD proizvodnje električne energije korištenjem joniziranog plina umjesto tekućine. Ovo je veliki korak naprijed, jer je jonizirani plin, koji se obično zagrijava na temperaturu od 2.500 - 3.000 °C, široko rasprostranjen produkt sagorijevanja mnogih goriva. Stoga je postojala nada da se toplota sagorevanja goriva direktno pretvori u električnu energiju, bez složenih mašina sa mnogo pokretnih delova. Ali stvari nisu išle dalje od patenata - naučnici nisu u potpunosti zamišljali procese koji su u toku, a tada nije bilo materijala koji bi mogli djelovati u plinovitom mediju na temperaturi od 2.500 - 3.000 ° C.

Ali 1944. godine švedski naučnik Hannes Alven, proučavajući ponašanje kosmičke plazme koja ispunjava međuzvjezdani prostor u magnetskom polju, izveo je osnovne zakone nove nauke - magnetohidrodinamike. I svemirska nauka je odmah savladana na Zemlji i korištena za stvaranje izvodljivih MHD generatora.

Na prvi pogled, ovi generatori su prilično jednostavni. Gorivo se sagorijeva u komori za sagorijevanje, au mlaznici sličnoj raketi, produkti sagorijevanja (gasovi), šireći se, povećavaju svoju brzinu do nadzvučne. Ova mlaznica se nalazi između polova jakog elektromagneta, a unutar mlaznice, na putu vrućih gasova, postavljene su elektrode (Sl. 377).

Rice. 377. Šema MHD generatora: a - opšti oblik; b – pogled duž strelice A

Magnetno polje "razvrstava" negativno nabijene elektrone i pozitivno nabijene plinske ione, usmjeravajući ih duž različitih putanja. Ovi tokovi nabijenih čestica uzrokuju pojavu električnih naboja na odgovarajućim elektrodama, a ako su spojene, onda električna struja.

Zaista, u MHD generatoru nema pokretnih dijelova, osim ako se, naravno, sam plin ne smatra dijelom mašine. Ali postoje i mnoga uska grla.

Prije svega, plin zagrijan čak i do 2.500 °C je još uvijek niskotemperaturna plazma. Potpuno je jonizovan na oko četiri puta većoj temperaturi. Ova plazma provodi struju milijardu puta lošije od bakra, pa čak i lošije od vode u La Manšu. Ali pokazalo se da je ova poteškoća prevladana uz pomoć aditiva alkalnih metala, posebno kalija. Malo, oko 1% kalijuma dodaje se vrućem gasu u obliku njegovog jeftinog jedinjenja - potaše, a električna provodljivost plazme se povećava za desetine hiljada puta.

Dalje. Uostalom, zidovi mlaznice, i što je najvažnije, elektroda, moraju dugo raditi na 2.500 - 3.000 ° C, a elektrode, osim toga, također dobro provode električnu struju. Još nisu stvoreni materijali koji mogu izdržati takve temperature dugo vremena, pa čak i u prisustvu agresivne kalijeve pare.

Zašto su MHD generatori tako privlačni, ako se suočavaju sa očiglednim poteškoćama u stvaranju? Ispostavilo se da je to visok omjer korisna akcija. Podići termička efikasnost elektrane za najmanje 1% je cijeli događaj. Za ekonomičniji rad toplotnih motora, prvo je potrebno povećati temperaturu radnog fluida: u savremenim termoelektranama to je para. Ali ona je već visoka - oko 700°C, a svaki dodatni stepen daje očajnički rad. Ipak - lopatice i diskovi parnih turbina, spremni da puknu od vlastite rotacije, zagrijani su na 700 ° C. Od toga se njihova snaga uopće ne povećava. A stvaranje još materijala otpornijih na toplinu je vrlo, vrlo teško. Stoga je maksimalna efikasnost termoelektrana sada samo 45-47%. Povećanje temperature radnog fluida (gasa) na 2.500 - 3.000 °C obezbediće povećanje efikasnosti za najmanje 20%. Ovo je revolucija u energetici! Ima se za šta boriti, radi čega stvoriti materijale otporne na toplinu za zidove mlaznice i elektrode!

Na samom početku rada bit će korisno dati nekoliko definicija i objašnjenja. Ako na nekom mjestu na pokretna tijela s nabojem djeluje sila koja ne djeluje na nepokretna ili nenabijena tijela, onda kažu da na ovom mjestu postoji magnetsko polje – jedan od oblika općenitijeg elektromagnetnog polja. Postoje tijela koja mogu stvoriti magnetsko polje oko sebe (a na takvo tijelo također djeluje sila magnetskog polja), za njih se kaže da su magnetizirana i da imaju magnetni moment, koji određuje svojstvo tijela da stvara magnetsko polje. Takva tijela se nazivaju magneti. Treba napomenuti da različiti materijali različito reaguju na vanjsko magnetsko polje. Postoje materijali koji slabe djelovanje vanjskog polja unutar sebe - paramagneti i pojačavaju vanjsko polje unutar sebe - dijamagneti. Postoje materijali s ogromnom sposobnošću (hiljade puta) da pojačaju vanjsko polje unutar sebe - željezo, kobalt, nikal, gadolinij, legure i spojevi ovih metala, nazivaju se feromagneti. Među feromagnetima postoje materijali koji, nakon izlaganja dovoljno jakom vanjskom magnetskom polju, sami postaju magneti - to su magnetski tvrdi materijali. Postoje materijali koji koncentrišu vanjsko magnetsko polje u sebi i, dok djeluje, ponašaju se kao magneti; ali ako vanjsko polje nestane, oni ne postaju magneti – to su magnetski mekani materijali.UVOD. Navikli smo na magnet i tretiramo ga pomalo snishodljivo kao zastarjeli atribut školskih časova fizike, ponekad ni ne sluteći koliko magneta ima oko nas. U našim stanovima ima na desetine magneta: u električnim brijačima, zvučnicima, magnetofonima, u satovima, u teglama sa ekserima, konačno. I sami smo magneti: biostruje koje teku u nama stvaraju oko nas bizarni obrazac magnetnih linija sile. Zemlja na kojoj živimo je džinovski plavi magnet. Sunce je žuta plazma kugla - još veći magnet. Galaksije i magline, koje se jedva razlikuju teleskopima, magneti su neshvatljive veličine. Termonuklearna fuzija, magnetodinamička proizvodnja energije, ubrzanje nabijenih čestica u sinhrotronima, oporavak potonulih brodova - sve su to područja u kojima su potrebni grandiozni magneti, nikada do sada neviđeni po veličini. Problem stvaranja jakih, superjakih, ultrajakih i još jačih magnetnih polja postao je jedan od glavnih problema moderne fizike i tehnologije. Magnet je poznat čovjeku od pamtivijeka. Spominjanje magneta i njihovih svojstava došlo je do nas u spisima Talesa iz Mileta (c. 600 pne) i Platon (427–347 pne). Sama riječ "magnet" nastala je zbog činjenice da su prirodne magnete otkrili Grci u Magneziji (Tesalija). Prirodni (ili prirodni) magneti se nalaze u prirodi u obliku naslaga magnetnih ruda. Univerzitet u Tartuu ima najveći poznati prirodni magnet. Njegova masa je 13 kg, a može podići teret od 40 kg. Umjetni magneti su magneti koje je čovjek stvorio na bazi različitih feromagneta. Takozvani magneti u prahu (od gvožđa, kobalta i nekih drugih aditiva) mogu da izdrže opterećenje koje je više od 5000 puta veće od sopstvene težine. Postoje dva umjetna magneta različite vrste : Neki su takozvani trajni magneti, napravljeni od "tvrdo magnetnih" materijala. Njihova magnetna svojstva nisu povezana s korištenjem vanjskih izvora ili struja. Drugi tip uključuje takozvane elektromagnete sa jezgrom od "mekog magnetskog" željeza. Magnetna polja koja stvaraju uglavnom su posljedica činjenice da električna struja prolazi kroz žicu namota koja pokriva jezgro. Godine 1600. u Londonu je objavljena knjiga kraljevskog ljekara W. Gilberta “O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu – Zemlji”. Ovaj rad je bio prvi nama poznat pokušaj proučavanja magnetskih fenomena sa stanovišta nauke. Ovaj rad sadrži tada dostupne podatke o elektricitetu i magnetizmu, kao i rezultate vlastitih eksperimenata. Iz svega s čime se čovjek susreće, on prije svega nastoji izvući praktičnu korist. Magnet nije prošao ovu sudbinu.U svom radu pokušaću da pratim kako magnete čovek koristi ne u ratne, već u miroljubive svrhe, uključujući i upotrebu magneta u biologiji, medicini i svakodnevnom životu. UPOTREBA MAGNETA. Slijedi kratak pregled uređaja i područja nauke i tehnologije u kojima se koriste magneti. KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas. Do 11. veka odnosi se na poruku Kineza Shen Kua i Chu Yu o proizvodnji kompasa od prirodnih magneta i njihovoj upotrebi u navigaciji. Ako je duga igla napravljena od prirodnog magneta balansirana na osi koja joj omogućava da se slobodno rotira u horizontalnoj ravni, tada je uvijek jednim krajem okrenuta prema sjeveru, a drugim prema jugu. Označavanjem kraja koji pokazuje sjever, možete koristiti takav kompas za određivanje smjera. Magnetski efekti bili su koncentrisani na krajevima takve igle, pa su se nazivali polovi (sjeverni, odnosno južni). Glavna primjena magneta je u elektrotehnici, radiotehnici, instrumentaciji, automatizaciji i telemehanici. Ovdje se feromagnetni materijali koriste za proizvodnju magnetnih kola, releja itd. Godine 1820. G. Oersted (1777–1851) otkrio je da provodnik sa strujom djeluje na magnetsku iglu, okrećući je. Bukvalno nedelju dana kasnije, Amper je pokazao da se dva paralelna vodiča sa strujom u istom smeru privlače jedan drugog. Kasnije je sugerirao da su sve magnetne pojave posljedica struja, a magnetska svojstva trajnih magneta povezana su sa strujama koje stalno kruže unutar ovih magneta. Ova pretpostavka je u potpunosti u skladu sa modernim idejama. Generatori električnih mašina i elektromotori su mašine rotacionog tipa koje pretvaraju bilo koje mehanička energija u električne (generatori), ili električne u mehaničke (motori). Rad generatora zasniva se na principu elektromagnetne indukcije: u žici koja se kreće u magnetskom polju, elektromotorna sila(EMF). Djelovanje elektromotora zasniva se na činjenici da sila djeluje na žicu koja nosi struju smještenu u poprečno magnetsko polje. Magnetoelektrični uređaji. Kod ovakvih uređaja koristi se sila interakcije magnetskog polja sa strujom u zavojima namotaja pokretnog dijela, koji teži okretanju posljednjeg.Indukcijska brojila električne energije. Indukcijski mjerač nije ništa drugo do AC motor male snage s dva namota - strujni i naponski. Provodljivi disk smješten između namotaja rotira se pod djelovanjem momenta proporcionalnog ulaznoj snazi. Ovaj momenat je uravnotežen strujama koje u disku indukuje permanentni magnet, tako da je brzina rotacije diska proporcionalna utrošenoj snazi. Električne ručne satove napaja minijaturna baterija. Za rad im je potrebno mnogo manje dijelova od mehaničkih satova; na primjer, tipičan prijenosni električni sat ima dva magneta, dva induktora i tranzistor. Brava je mehanički, električni ili elektronski uređaj koji ograničava mogućnost neovlaštene upotrebe nečega. Zaključavanje se može aktivirati uređajem (ključem) koji drži određena osoba, informacijama (digitalnim ili alfabetskim kodom) koje je ta osoba unela ili nekom individualnom karakteristikom (na primjer, retinalnim uzorkom) te osobe. Brava obično privremeno povezuje dva čvora ili dva dijela jedan s drugim u jednom uređaju. Najčešće su brave mehaničke, ali se sve više koriste elektromagnetne brave. Magnetne brave. Cilindarske brave nekih modela koriste magnetne elemente. Brava i ključ su opremljeni setovima trajnih magneta kodiranih brojačem. Kada se ispravan ključ umetne u ključaonicu, on privlači i postavlja unutrašnje magnetne elemente brave u položaj, koji omogućava otvaranje brave. Dinamometar - mehanički ili električni aparat za mjerenje vučne sile ili momenta mašine, alatne mašine ili motora. Kočni dinamometri dolaze u širokom spektru dizajna; to uključuje, na primjer, Prony kočnicu, hidraulične i elektromagnetne kočnice. Elektromagnetski dinamometar se može izraditi u obliku minijaturnog uređaja pogodnog za mjerenje karakteristika malih motora. Galvanometar je osjetljiv uređaj za mjerenje slabih struja. Galvanometar koristi obrtni moment koji nastaje interakcijom stalnog magneta u obliku potkovice sa malim zavojnicama sa strujom (slabim elektromagnetom) okačenim u procjepu između polova magneta. Moment, a samim tim i otklon zavojnice, proporcionalan je struji i ukupnoj magnetskoj indukciji u vazdušnom zazoru, tako da je skala instrumenta skoro linearna sa malim otklonom zavojnice. Uređaji bazirani na njemu su najčešći tip uređaja. | | | | | | | | Asortiman proizvedenih uređaja je širok i raznolik: razvodni uređaji za jednosmernu i naizmeničnu struju (magnetoelektrični, magnetoelektrični sa ispravljačem i elektromagnetni sistemi), kombinovani uređaji, amper-voltmetri, za dijagnostiku i podešavanje električne opreme automobila, merenje temperature ravne površine, uređaji za opremanje školskih učionica, testeri i mjerači različitih električnih parametara Proizvodnja abraziva - sitnih, tvrdih, oštrih čestica koje se koriste u slobodnom ili vezanom obliku za mehaničku obradu (uključujući oblikovanje, ljuštenje, brušenje, poliranje) raznih materijala i proizvoda od njih (od velikih čeličnih ploča do ploča od šperploče, optičkih stakala i kompjuterskih čipova). Abrazivi su prirodni ili umjetni. Djelovanje abraziva je uklanjanje dijela materijala sa tretirane površine. Tokom proizvodnje umjetnih abraziva, ferosilicij prisutan u smjesi taloži se na dno peći, ali male količine se ugrađuju u abraziv i kasnije uklanjaju magnetom. Magnetna svojstva materije se široko koriste u nauci i tehnologiji kao sredstvo za proučavanje strukture različitih tijela. Tako su nastale nauke: Magnetohemija (magnetohemija) - sekcija fizička hemija, koji proučava odnos između magnetskog i hemijska svojstva supstance; pored toga, magnetohemija istražuje uticaj magnetnih polja na hemijske procese. magnetohemija se zasniva na modernoj fizici magnetnih pojava. Proučavanje odnosa između magnetnih i hemijskih svojstava omogućava da se razjasne karakteristike hemijske strukture supstance. Magnetna detekcija kvarova, metoda za traženje defekata zasnovana na proučavanju izobličenja magnetnog polja koja nastaju na mjestima defekata u proizvodima od feromagnetnih materijala. . Mikrotalasna tehnologija elektromagnetno zračenje (100h300 000 miliona herca), nalazi se u spektru između ultra visokih televizijskih frekvencija i daleko infracrvenih frekvencija komunikacije. Mikrotalasni radio talasi se široko koriste u komunikacijskoj tehnologiji. Pored raznih vojnih radio sistema, postoje brojne komercijalne mikrotalasne veze u svim zemljama svijeta. Budući da takvi radio talasi ne prate zakrivljenost zemljine površine, već se šire pravolinijski, ove komunikacijske veze obično se sastoje od relejnih stanica postavljenih na vrhovima brda ili na radio tornjevima u razmacima od oko 50 km. Toplinska obrada prehrambenih proizvoda. Mikrovalno zračenje koristi se za termičku obradu prehrambenih proizvoda kod kuće iu prehrambenoj industriji. Energija koju stvaraju moćne vakuumske cijevi može se koncentrirati u maloj zapremini za visoko efikasno kuhanje proizvoda u tzv. mikrovalne ili mikrovalne pećnice, koje karakteriziraju čistoća, bešumnost i kompaktnost. Takvi uređaji se koriste u kuhinjama za avione, željezničkim vagonima-restoranima i automatima gdje je potrebna brza priprema i kuhanje hrane. Industrija takođe proizvodi kućne mikrotalasne pećnice. Brzi napredak u oblasti mikrotalasne tehnologije u velikoj je meri povezan sa pronalaskom posebnih elektrovakuumskih uređaja - magnetrona i klistrona, sposobnih da generišu velike količine mikrotalasne energije. Oscilator baziran na konvencionalnoj vakuum triodi, koji se koristi na niskim frekvencijama, pokazao se vrlo neefikasnim u mikrovalnom opsegu. Magnetron. U magnetronu, izumljenom u Velikoj Britaniji prije Drugog svjetskog rata, ovi nedostaci su odsutni, jer je za osnovu uzet potpuno drugačiji pristup generiranju mikrovalnog zračenja - princip šupljinskog rezonatora.Magnetron ima nekoliko šupljina simetrično. nalazi se oko katode koja se nalazi u centru. Instrument je postavljen između polova jakog magneta. Lampa putujućih talasa (TWT). Drugi elektrovakumski uređaj za generiranje i pojačavanje elektromagnetnih valova u mikrovalnom opsegu je lampa putujućih valova. To je tanka evakuisana cijev umetnuta u magnetsku zavojnicu za fokusiranje. Akcelerator čestica, uređaj u kojem se pomoću električnih i magnetskih polja dobijaju usmjereni snopovi elektrona, protona, iona i drugih nabijenih čestica čija je energija mnogo veća od toplinske. U savremenim akceleratorima koriste se brojne i raznovrsne vrste opreme, uklj. moćni precizni magneti. Akceleratori igraju važnu praktičnu ulogu u medicinskoj terapiji i dijagnostici. Mnoge bolnice širom svijeta danas imaju na raspolaganju male linearne akceleratore elektrona koji generiraju intenzivne rendgenske zrake koje se koriste za terapiju tumora. U manjoj mjeri se koriste ciklotroni ili sinhrotroni koji generiraju protonske zrake. Prednost protona u terapiji tumora u odnosu na rendgenske zrake je više lokalizirano oslobađanje energije. Stoga je protonska terapija posebno efikasna u liječenju tumora mozga i oka, kada oštećenje okolnih zdravih tkiva treba biti što je moguće minimalnije. Predstavnici različitih nauka u svojim istraživanjima uzimaju u obzir magnetna polja. Fizičar mjeri magnetna polja atoma i elementarne čestice, astronom proučava ulogu kosmičkih polja u formiranju novih zvijezda, geolog traži naslage magnetnih ruda po anomalijama Zemljinog magnetskog polja, a odnedavno se i biologija aktivno bavi proučavanjem i upotrebom magneta . biološka nauka prve polovine 20. veka pouzdano opisivao vitalne funkcije, nimalo ne vodeći računa o postojanju bilo kakvih magnetnih polja. Štoviše, neki biolozi su smatrali potrebnim naglasiti da čak i jako umjetno magnetsko polje nema nikakvog utjecaja na biološke objekte. U enciklopedijama se ništa ne govori o uticaju magnetnih polja na biološke procese. AT naučna literatura u cijelom svijetu svake godine bilo je pojedinačnih pozitivnih razmatranja o ovom ili onom biološkom dejstvu magnetnih polja. Međutim, ovaj slabašni potok nije mogao da otopi ledeni brijeg nepovjerenja ni u samoj formulaciji problema... I odjednom se potok pretvorio u uzburkani potok. Lavina magnetobioloških publikacija, kao da se lomi s nekog vrha, od početka 60-ih se neprestano povećavala i zaglušila skeptične izjave. Od alhemičara 16. stoljeća do danas, biološko djelovanje magneta je mnogo puta našlo obožavatelje i kritičare. U više navrata, tokom nekoliko vekova, primećeni su skokovi i recesije interesovanja za terapeutski efekat magneta. Uz nju su pokušali da liječe (i to ne bezuspješno) nervne bolesti, zubobolju, nesanicu, bolove u jetri i želucu - stotine bolesti. U medicinske svrhe magnet je počeo da se koristi, verovatno ranije nego za određivanje kardinalnih tačaka. Kao lokalni vanjski lijek i kao amajlija, magnet je bio veoma popularan kod Kineza, Hindusa, Egipćana i Arapa. GRCI, Rimljani itd. Njegova ljekovita svojstva spominju u svojim spisima filozof Aristotel i istoričar Plinije. U drugoj polovini 20. veka, magnetne narukvice su postale široko rasprostranjene, koje su blagotvorno delovale na pacijente sa poremećajima krvnog pritiska (hipertenzija i hipotenzija). Osim trajnih magneta, koriste se i elektromagneti. Koriste se i za širok spektar problema u nauci, tehnologiji, elektronici, medicini (nervne bolesti, vaskularne bolesti ekstremiteta, kardiovaskularne bolesti, karcinomi). Najviše od svega, naučnici su skloni da misle da magnetna polja povećavaju otpor tela. Postoje elektromagnetni mjerači brzine krvi, minijaturne kapsule koje se pomoću vanjskih magnetskih polja mogu pomicati kroz krvne žile kako bi ih proširile, uzimale uzorke na određenim dijelovima puta ili, obrnuto, lokalno uklanjale različite lijekove iz kapsula. Magnetska metoda uklanjanja metalnih čestica iz oka se široko koristi. Većina nas je upoznata sa proučavanjem rada srca uz pomoć električnih senzora - elektrokardiograma. Električni impulsi koje proizvodi srce stvaraju magnetno polje srca, koje u maksimalnim vrijednostima iznosi 10-6 jačine Zemljinog magnetnog polja. Vrijednost magnetokardiografije je u tome što ona daje informacije o električnim "nečujnim" područjima srca. Treba napomenuti da biolozi sada traže od fizičara da daju teoriju primarnog mehanizma biološkog djelovanja magnetnog polja, a fizičari kao odgovor zahtijevaju više provjerenih bioloških činjenica od biologa. Očigledno je da će bliska saradnja različitih stručnjaka biti uspješna. Važna karika koja spaja magnetobiološke probleme je odgovor nervnog sistema na magnetna polja. Mozak je prvi koji reaguje na bilo kakve promjene spoljašnje okruženje. Upravo će proučavanje njegovih reakcija biti ključ za rješavanje mnogih problema magnetobiologije. Najjednostavniji zaključak koji se može izvući iz navedenog je da ne postoji područje primijenjene ljudske aktivnosti gdje se magneti ne bi koristili. Literatura: 1) TSB, drugo izdanje, Moskva, 1957. 2) Kholodov Yu.A. „Čovek u magnetnoj mreži“, „Znanje“, Moskva, 1972. 3) Materijali iz internet enciklopedije 4) Putilov K.A. "Kurs fizike", "Physmatgiz", Moskva, 1964.

Nazad napred

Pažnja! Pregled slajda je samo u informativne svrhe i možda neće predstavljati puni obim prezentacije. Ako si zainteresovan ovo djelo preuzmite punu verziju.

Vrstu. Objašnjenje novog materijala.

Ciljevi.

• Obrazovni. Dajte koncept trajnog magneta, Zemljinog magnetnog polja; istražiti interakciju polova dva magneta, upoznati se sa svojstvima magnetnog polja; formirati sposobnost primjene stečenih znanja za rješavanje problema i izvođenje praktični zadaci, proširuju vidike učenika u oblasti magnetnih pojava.
• Obrazovni. Naučite da objektivno procjenjujete svoj rad.
• U razvoju. Razvoj dobrovoljne pažnje, mišljenja učenika (sposobnost analiziranja, poređenja, izgradnje analogija, izvođenja zaključaka.), kognitivnog interesovanja (na osnovu fizičkog eksperimenta); formiranje svjetonazorskih koncepata o spoznatnosti svijeta.

TOKOM NASTAVE

Zdravo, sedite.

Ljudi, hajde da se prisetimo šta znate o električnom polju.

Samostalan rad

Provjerimo rad i ocijenimo se.

Dobro urađeno! Danas ćemo zaroniti u svijet nauke o magnetizmu, istraživanja, zanimljivosti vezanih za magnetizam.

Upišite u svoju bilježnicu datum i temu lekcije „Trajni magneti. Zemljino magnetsko polje”.

Istorija magneta ima više od dve i po hiljade godina. U VI veku. BC e. Drevni kineski naučnici otkrili su mineral koji može privući željezne predmete na sebe. Kinezi su ga zvali "chu-shih", što znači "kamen ljubavi".

Naziv "magnet" skovao je starogrčki dramatičar Euripid (V vek pre nove ere), koji je opisao njegova svojstva u jednom od svojih dela: bilo je to pre mnogo vekova. U potrazi za ovcom, pastir je otišao na nepoznata mjesta, u planine. Okolo je bilo crno kamenje. Sa čuđenjem je primijetio da se njegov štap sa željeznim vrhom vuče prema kamenju, kao da ga neka nevidljiva ruka hvata i drži. Pogođen čudesnom snagom kamenja, pastir ih je doveo u najbliži grad - Magnes. Otuda i naziv ovog kamenja. Magnet znači "kamen iz Magnezije".

Tijela koja ostaju magnetizirana dugo vremena nazivaju se trajni magneti ili jednostavno magneti.

Magneti dolaze u različitim oblicima: trakasti, lučni, prstenasti. Svaki magnet, kao i magnetna igla, mora imati dva pola: sjeverno(N) i južni(S).

(demonstracija magnetne igle, trake i elektromagneta)

A sada ćete vi, u toku izvođenja eksperimentalnih zadataka, istražiti neka svojstva magneta. Pribor za jelo je već na vašim stolovima. Izvodeći zadatke, izvući ćete odgovarajuće zaključke.

Vježba 1.

Oprema: metalne kopče, trakasti magneti.

Uzmite trakasti magnet, donesite ga prvo na spajalice, a zatim na bakarni vijak. Šta posmatraš? Napravite zaključak. ( Studenti zaključuju Magneti ne privlače sve tvari.)

Zadatak 2.

Uzmite trakasti magnet, donesite nekoliko spajalica tačno na sredinu magneta, gdje prolazi granica između crvene i plave polovice. Privlači li magnet spajalice?

Pomjerite spajalice na različita mjesta na magnetu, počevši od sredine. Koja mjesta pokazuju najjače magnetsko djelovanje? Ponovite isto sa lučnim magnetom.

Napravite zaključak. ( Studenti zaključuju- postoje područja sa jačim magnetnim svojstvima)

Prirodni magneti se nalaze u prirodi - željezna ruda (tzv. magnetna željezna ruda). Sada je poznato da su prirodni magneti komadi magnetne željezne rude (magnetita), koji se sastoje od FeO (31%) i Fe 2 O 3 (69%). Bogata su nalazišta magnetne željezne rude na Uralu, u Ukrajini, u Kareliji, Kurskoj oblasti i na mnogim drugim mjestima.

U davna vremena pokušavali su da objasne svojstva magneta pripisujući mu "živu dušu". Magnet je, prema idejama starih ljudi, "jurio" na gvožđe iz istog razloga kao i pas na komad mesa.

Zadatak 3.

Uzmite trakasti magnet, približite magnetu spajalice, ali ih ne dirajte. Šta posmatraš? Napravite zaključak. ( Učenici zaključuju da se interakcija događa na daljinu)

Sada znamo da je sve u posebnom polju koje stvara magnet. Svaki magnet ima magnetno polje oko sebe.. Ovo polje privlači gvožđe na magnet.

Magnetno polje je posebna vrsta materije koja se razlikuje od materije i postoji oko magnetiziranih tijela.

Magnetit nema jako jaka magnetna svojstva. Trenutno je moguće stvoriti umjetne magnete sa mnogo jačim magnetnim poljem. Materijal za njih su legure na bazi željeza, nikla, kobalta i nekih drugih metala. U vanjskom magnetskom polju se magnetiziraju, nakon čega se mogu koristiti kao nezavisni trajni magneti.

Zadatak 4.

Oprema: gvozdeni ekser, spajalice, magnet.

Uzmi ekser i prinesi ga spajalicama. Da li se spajalice lijepe za nokte?

Trljajte nokat o magnet u jednom smjeru, a zatim ga donesite do spajalica. Da li se spajalice lijepe?

Napravite zaključak. ( Učenici izvode zaključke- nokat je dobio svojstva trajnog magneta)
Zaključak. Gvožđe, čelik, nikl, kobalt i neke druge legure dobijaju magnetna svojstva u prisustvu magnetne željezne rude.

Video “Feromagneti” (Prezentacija)

Ako se magnetska igla približi drugoj sličnoj strelici, one će se okrenuti i postaviti jedna nasuprot drugoj sa suprotnim polovima ( pokazati iskustvom).

Oprema: magnet i magnetna igla.

Donesite magnet na plavi, a zatim na crveni kraj magnetne igle. Šta se može reći o interakciji magnetne igle i magneta?

U tom slučaju magnetna igla se privlači, a u kom slučaju odbija.

Zaključak. Poput polova magneta i magnetne igle odbijaju se, suprotni polovi se privlače.

Video "Interakcija magneta" (Prezentacija)

Isti obrazac vrijedi za sve magnete: suprotni polovi se privlače, kao što se polovi odbijaju.

(Rješenje br. 103 udžbenik “Fizika 9” S.V. Gromov, N.A. Rodina)

U kompasima se koristi magnet napravljen u obliku strelice. Kompas je izmišljen prije oko dvije hiljade godina u Kini. Zvali su ga znakom juga

Demonstracija kompasa, određivanje kardinalnih tačaka

Zemlja je takođe magnet. Ima svoje magnetne polove i svoje magnetsko polje. To je ono što čini da se igla kompasa stalno orijentiše u određenom pravcu.

Nije teško shvatiti gdje tačno treba da usmjerava: na kraju krajeva, suprotni polovi se privlače. shodno tome, sjeverni pol strelice pokazuje smjer južnog magnetskog pola zemlje. Ovaj pol se nalazi na severu globusa, nešto dalje od Severnog geografskog pola (na ostrvu Princa od Velsa).

Video "Magnetski polovi Zemlje" (Prezentacija)

Pročitajte posljednji pasus na strani 57 udžbenika i razgovarajte o upotrebi trajnih magneta.

Odgovori na pitanja:

1. Šta znači riječ “magnet”?

2. Šta su prirodni magneti?

3. Kako se dobijaju veštački magneti?

4. Šta se nazivaju magnetni polovi?

5. Kako polovi magneta međusobno djeluju?

6. Kako pomoću magnetne igle možete odrediti polove magnetizirane čelične šipke?

7. Pod uticajem čega se igla kompasa orijentiše u određenom pravcu? Gde ona pokazuje?

8. Gdje se koriste magneti?

9. Zašto se magnetna ruda gvožđa koja postoji u prirodi ispostavilo da je magnetizovana? Šta ga je magnetiziralo?

10. Šta se zove magnetno polje?

1. Kako će magneti međusobno djelovati?

2. Označite geografske i magnetne polove Zemlje na slici.

3. br. 1472, 1473, 1474, 1475, 1476 (“Zbirka zadataka iz fizike 7-9” V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)

Bravo momci, odličan posao! Hajde da zapišemo domaći zadatak.

21. stav 104

Metodološka podrška

1. “Fizika 9” S.V. Gromov, N.A. Domovina
2. “Zbirka zadataka iz fizike 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
3. Video klipovi, crteži, koji su u javnom domenu Interneta

Prirodni i umjetni magneti

Među željeznim rudama koje se kopaju za metaluršku industriju, postoji ruda koja se zove magnetna željezna ruda. Ova ruda ima sposobnost da privuče željezne predmete na sebe.

Ovakav komad željezna ruda pozvao prirodni magnet, a svojstvo privlačnosti koje ispoljava je magnetizam.

Danas se fenomen magnetizma izuzetno široko koristi u raznim električnim instalacijama. Međutim, sada koriste ne prirodne, već tzv umjetni magneti.

Umjetni magneti se izrađuju od specijalnih vrsta čelika. Komad takvog čelika se magnetizira na poseban način, nakon čega poprima magnetna svojstva, odnosno postaje.

Oblik trajnih magneta može biti najrazličitiji, ovisno o njihovoj namjeni.

U stalnom magnetu samo njegovi polovi imaju sile privlačenja. Kraj magneta, okrenut prema sjeveru, pristao je da bude pozvan severni pol magneta, a kraj okrenut prema jugu - južni pol magneta. Svaki trajni magnet ima dva pola: sjeverni i južni. Sjeverni pol magneta je označen slovom C ili N, južni pol slovom Yu ili S.

Magnet privlači željezo, čelik, liveno gvožđe, nikal, kobalt. Sva ova tela se nazivaju magnetna tela. Sva druga tijela koja nisu privučena magnetom nazivaju se nemagnetna tijela.

Struktura magneta. Magnetizacija

Bilo koje tijelo, uključujući i magnetsko, sastoji se od najmanjih čestica - molekula. Za razliku od molekula nemagnetnih tijela, molekuli magnetskog tijela imaju magnetna svojstva, što predstavlja molekularne magnete. Unutar magnetnog tijela, ovi molekularni magneti smješteni su sa svojim osama u različitim smjerovima, zbog čega samo tijelo ne pokazuje nikakva magnetna svojstva. Ali ako se ovi magneti prisile da se okreću oko svojih osi tako da im sjeverni polovi budu okrenuti u jednom smjeru, a južni u drugom, tada će tijelo dobiti magnetska svojstva, odnosno postaće magnet.

Proces kojim magnetsko tijelo stiče svojstva magneta naziva se magnetizacija. U proizvodnji trajnih magneta magnetizacija se provodi pomoću električne struje. Ali možete magnetizirati tijelo na drugi način, koristeći obični trajni magnet.

Ako se pravolinijski magnet pili duž neutralne linije, tada će se dobiti dva nezavisna magneta, a polaritet krajeva magneta će se očuvati, a na krajevima dobivenim piljenjem pojavit će se suprotni polovi.

Svaki od dobijenih magneta može se podijeliti i na dva magneta, i koliko god da nastavimo ovu podjelu, uvijek ćemo dobiti nezavisne magnete sa dva pola. Nemoguće je nabaviti šipku sa jednim magnetnim polom. Ovaj primjer potvrđuje stav da se magnetsko tijelo sastoji od mnogo molekularnih magneta.

Magnetna tijela se međusobno razlikuju po stepenu pokretljivosti molekularnih magneta. Postoje tijela koja se brzo magnetiziraju i isto tako brzo demagnetiziraju. I, obrnuto, postoje tijela koja se magnetiziraju sporo, ali zadržavaju svoja magnetna svojstva dugo vremena.

Dakle, željezo se brzo magnetizira pod djelovanjem stranog magneta, ali isto tako brzo se demagnetizira, odnosno gubi svoja magnetna svojstva kada se magnet ukloni. Čelik, nakon što je jednom magnetiziran, dugo zadržava svoja magnetna svojstva, odnosno postaje trajni magnet.

Svojstvo željeza da se brzo magnetizira i demagnetizira objašnjava se činjenicom da su molekularni magneti željeza izuzetno pokretni, lako se okreću pod utjecajem vanjskih magnetskih sila, ali se jednako brzo vraćaju u svoj raniji neuređeni položaj kada je magnetizirajuće tijelo uklonjeno.

Međutim, u žlijezdi, mali dio magneta, čak i nakon uklanjanja trajnog magneta, i dalje ostaje neko vrijeme u položaju koji su zauzeli tokom magnetizacije. Posljedično, željezo nakon magnetizacije zadržava vrlo slaba magnetna svojstva. To potvrđuje i činjenica da kada je željezna ploča uklonjena sa pola magneta, nisu sva strugotina pala s njenog kraja - mali dio ih je ostao privučen pločicom.

Svojstvo čelika da dugo ostane magnetiziran objašnjava se činjenicom da se molekularni magneti čelika jedva okreću u pravom smjeru tokom magnetizacije, ali zadržavaju svoj stabilan položaj dugo vremena čak i nakon uklanjanja magnetizirajućeg tijela.

Sposobnost magnetnog tijela da pokaže magnetna svojstva nakon magnetizacije naziva se rezidualni magnetizam.

Fenomen rezidualnog magnetizma uzrokovan je činjenicom da u magnetskom tijelu djeluje takozvana sila usporavanja, koja drži molekularne magnete u poziciji koju oni zauzimaju tokom magnetizacije.

U željezu je djelovanje sile usporavanja vrlo slabo, zbog čega se brzo demagnetizira i ima vrlo mali rezidualni magnetizam.

Svojstvo željeza da se brzo magnetizira i demagnetizira izuzetno se široko koristi u elektrotehnici. Dovoljno je reći da su jezgra svih onih koji se koriste u električnim aparatima napravljena od posebnog željeza, koje ima izuzetno nizak rezidualni magnetizam.

Čelik ima veliku moć držanja, tako da zadržava svojstvo magnetizma. Stoga se izrađuju od specijalnih čeličnih legura.

Na svojstva trajnog magneta negativno utječu udarci, udarci i nagle temperaturne fluktuacije. Ako se, na primjer, trajni magnet zagrije užareno, a zatim ostavi da se ohladi, potpuno će izgubiti svoja magnetna svojstva. Slično, ako je trajni magnet podvrgnut udarcima, tada će se njegova privlačna sila primjetno smanjiti.

To se objašnjava činjenicom da se snažnim zagrijavanjem ili udarima prevladava djelovanje sile usporavanja i time se narušava uređeni raspored molekularnih magneta. Zbog toga se sa trajnim magnetima i uređajima koji imaju trajne magnete treba pažljivo rukovati.

Oko svakog magneta postoji tzv.

Magnetno polje je prostor u kojem djeluju magnetske sile. Magnetno polje trajnog magneta je onaj dio prostora u kojem djeluju polja pravolinijskog magneta i magnetske sile ovog magneta.

Magnetske sile magnetskog polja djeluju u određenim smjerovima. Smjerovi djelovanja magnetnih sila su dogovoreni da se nazivaju linije magnetnog polja. Ovaj termin se široko koristi u proučavanju elektrotehnike, ali moramo zapamtiti da magnetne linije sile nisu materijalne: ovo je uslovni koncept uveden samo da bi se olakšalo razumijevanje svojstava magnetskog polja.

Oblik magnetnog polja, tj. lokacija u prostoru linija magnetnog polja zavisi od oblika samog magneta.

Linije magnetnog polja imaju niz svojstava: uvijek su zatvorene, nikada se ne ukrštaju, teže da idu najkraćim putem i odbijaju jedna drugu ako su usmjerene u istom smjeru. Općenito je prihvaćeno da linije sile izlaze iz sjevernog pola magneta i ulaze u njegov južni pol; unutar magneta, imaju smjer od južnog pola prema sjeveru.

Kao što se magnetni polovi odbijaju, suprotni magnetni polovi se privlače.

Tačnost oba zaključka je lako provjeriti u praksi. Uzmite kompas i donesite mu jedan od polova pravolinijskog magneta, na primjer, sjeverni. Vidjet ćete da će strelica momentalno okrenuti svoj južni kraj prema sjevernom polu magneta. Ako brzo okrenete magnet za 180 °, tada će se magnetna igla odmah okrenuti za 180 °, tj. njen sjeverni kraj će biti okrenut Južni pol magnet.

Magnetna indukcija. magnetni fluks

Sila utjecaja (privlačenja) trajnog magneta na magnetsko tijelo opada sa povećanjem udaljenosti između pola magneta i ovog tijela. Magnet pokazuje najveću silu privlačenja direktno na svojim polovima, odnosno upravo tamo gdje su magnetske linije sile najgušće smještene. Kako se udaljavate od pola, gustoća linija sile se smanjuje, nalaze se sve manje, a uz to slabi i sila privlačenja magneta.

Dakle, sila privlačenja magneta u različite tačke magnetno polje nije isto i karakteriše ga gustina linija polja. Da bi se okarakterisalo magnetsko polje u njegovim različitim tačkama, veličina tzv indukcija magnetnog polja.

Magnetna indukcija polja je numerički jednaka broju linija polja koje prolaze kroz površinu od 1 cm2 koja se nalazi okomito na njihov smjer.

To znači da što je veća gustina linija polja u datoj tački polja, veća je magnetna indukcija u ovoj tački.

Ukupan broj magnetnih linija sile koje prolaze kroz bilo koje područje naziva se magnetni tok.

Magnetski fluks je označen slovom F i povezan je s magnetskom indukcijom sljedećim odnosom:

F = BS,

gdje je F - magnetni fluks, V - indukcija magnetnog polja; S je površina koju prodire dati magnetni tok.

Ova formula vrijedi samo ako se područje S nalazi okomito na smjer magnetskog toka. Inače će veličina magnetskog fluksa ovisiti i o kutu pod kojim se nalazi površina S, pa će formula poprimiti složeniji oblik.

Magnetski tok trajnog magneta određen je ukupnim brojem linija sile koje prolaze kroz poprečni presjek magneta. Što je veći magnetni tok stalnog magneta, to je veća sila privlačenja ovog magneta.

Magnetski fluks trajnog magneta zavisi od kvaliteta čelika od kojeg je magnet napravljen, od dimenzija samog magneta i od stepena njegove magnetizacije.

Magnetna permeabilnost

Svojstvo tijela da propušta magnetni tok kroz sebe naziva se magnetna permeabilnost. magnetni fluks lakše je proći kroz vazduh nego kroz nemagnetno telo.

Da mogu porediti razne supstance prema njima, uobičajeno je smatrati magnetsku permeabilnost zraka jednakom jedinici.

Supstance čija je magnetna permeabilnost manja od jedan nazivaju se dijamagnetne. To uključuje bakar, olovo, srebro itd.

Aluminij, platina, kalaj itd. imaju magnetsku permeabilnost nešto veću od jedinice i nazivaju se paramagnetne tvari.

Supstance magnetna permeabilnost koji je mnogo više od jedan (mjereno u hiljadama) nazivaju se feromagnetnim. Tu spadaju nikl, kobalt, čelik, gvožđe itd. Od ovih supstanci i njihovih legura izrađuju se sve vrste magnetnih i elektromagnetnih uređaja i delovi raznih električnih mašina.

Od praktičnog interesa za komunikacijsku tehnologiju su specijalne legure željeza i nikla, koje se nazivaju permalloys.

Obroci u školi treba da budu dobro organizovani. Učeniku se mora obezbijediti ručak i topli doručak u trpezariji. Razmak između prvog i drugog obroka ne bi trebao biti duži od četiri sata. Najbolja opcija bi trebao biti doručak djeteta kod kuće, dok u školi pojede drugi doručak

Uspostavljen je određeni odnos između dječje agresivnosti i poteškoća u procesu učenja. Svaki učenik želi da ima mnogo prijatelja u školi, da ima dobar akademski uspjeh i dobre ocjene. Kada dijete ne uspijeva, čini agresivne radnje. Svako ponašanje je usmjereno na nešto, ima semantičko značenje

Na svim olimpijadama i raznim takmičenjima dijete se prije svega izražava i ispunjava. Roditelji svakako moraju podržati svoje dijete ako ga zanimaju intelektualna takmičenja. Za dijete je važno da se spozna kao dio društva intelektualaca, u kojem vladaju takmičarska raspoloženja, a dijete upoređuje svoja postignuća

Izbirljivo dijete možda neće voljeti školsku hranu. Često je to najčešći razlog zašto učenik odbija hranu. Sve proizlazi iz činjenice da jelovnik u školi ne vodi računa o ukusnim potrebama svakog pojedinačnog djeteta. U školi niko neće isključiti bilo koju hranu iz prehrane pojedinog djeteta da bi

Da bismo razumjeli odnos roditelja prema školi, važno je prvo okarakterizirati savremene roditelje čija je starosna kategorija vrlo raznolika. Uprkos tome, većina njih su roditelji koji pripadaju generaciji devedesetih, koja se razlikuje teško vreme za cjelokupno stanovništvo.

Prve školarine će zauvijek ostati u sjećanju svakoga od nas. Roditelji počinju da kupuju svu potrebnu kancelariju od avgusta. Glavni školski atribut je oblik učenika. Odjeća mora biti pažljivo odabrana kako bi se učenik prvog razreda osjećao samopouzdano. Uvod školske uniforme opravdano mnogim razlozima.

Dragi učenici i studenti!

Već sada na sajtu možete koristiti više od 20.000 sažetaka, izvještaja, varalica, seminarskih radova i teza. Pošaljite nam svoje nove radove i mi ćemo ih bez greške objaviti. Nastavimo zajedno graditi našu apstraktnu kolekciju!!!

Saglasni ste da pošaljete svoj sažetak (diploma, rad na kursu itd.?

Hvala vam na doprinosu kolekciji!

Primena magneta

Datum dodavanja: mart 2006

Na samom početku rada bit će korisno dati nekoliko definicija i objašnjenja. Ako na nekom mjestu na pokretna tijela s nabojem djeluje sila koja ne djeluje na nepokretna ili nenabijena tijela, onda kažu da na tom mjestu postoji magnetsko polje – jedan od oblika općenitijeg elektromagnetnog polja.

Postoje tijela koja mogu stvoriti magnetsko polje oko sebe (a na takvo tijelo također djeluje sila magnetskog polja), za njih se kaže da su magnetizirana i da imaju magnetni moment, koji određuje svojstvo tijela da stvara magnetsko polje. Takva tijela se nazivaju magneti.

Treba napomenuti da različiti materijali različito reaguju na vanjsko magnetsko polje.

Postoje materijali koji slabe djelovanje vanjskog polja unutar sebe - paramagneti i pojačavaju vanjsko polje unutar sebe - dijamagneti. Postoje materijali s ogromnom sposobnošću (hiljade puta) da pojačaju vanjsko polje unutar sebe - željezo, kobalt, nikal, gadolinij, legure i spojevi ovih metala, nazivaju se feromagneti.

Među feromagnetima postoje materijali koji, nakon izlaganja dovoljno jakom vanjskom magnetskom polju, sami postaju magneti - to su magnetski tvrdi materijali. Postoje materijali koji koncentrišu vanjsko magnetsko polje u sebi i, dok djeluje, ponašaju se kao magneti; ali ako vanjsko polje nestane, oni ne postaju magneti - to su magnetski mekani materijali

UVOD

Navikli smo na magnet i tretiramo ga pomalo snishodljivo kao zastarjeli atribut školskih časova fizike, ponekad ni ne sluteći koliko magneta ima oko nas. U našim stanovima ima na desetine magneta: u električnim brijačima, zvučnicima, magnetofonima, u satovima, u teglama sa ekserima, konačno. I sami smo magneti: biostruje koje teku u nama stvaraju oko nas bizarni obrazac magnetnih linija sile. Zemlja na kojoj živimo je džinovski plavi magnet. Sunce je žuta plazma kugla, još veći magnet. Galaksije i magline, koje se jedva razlikuju teleskopima, magneti su neshvatljive veličine. Termonuklearna fuzija, magnetodinamička proizvodnja energije, ubrzanje nabijenih čestica u sinhrotronima, oporavak potonulih brodova - sve su to područja u kojima su potrebni grandiozni magneti do sada neviđene veličine. Problem stvaranja jakih, superjakih, ultrajakih i još jačih magnetnih polja postao je jedan od glavnih problema moderne fizike i tehnologije.

Magnet je poznat čovjeku od pamtivijeka. Pominjanje magneta i njihovih svojstava došlo je do nas u spisima Talesa iz Mileta (oko 600. pne.) i Platona (427.-347. pne.). Sama riječ "magnet" nastala je zbog činjenice da su prirodne magnete otkrili Grci u Magneziji (Tesalija).

Prirodni (ili prirodni) magneti se nalaze u prirodi u obliku naslaga magnetnih ruda. Univerzitet u Tartuu ima najveći poznati prirodni magnet. Njegova masa je 13 kg, a može podići teret od 40 kg.

Umjetni magneti su magneti koje je čovjek stvorio na bazi različitih feromagneta. Takozvani magneti u prahu (od gvožđa, kobalta i nekih drugih aditiva) mogu da izdrže opterećenje koje je više od 5000 puta veće od sopstvene težine.

Postoje dvije različite vrste umjetnih magneta:

Neki su takozvani trajni magneti, napravljeni od "tvrdo magnetnih" materijala. Njihova magnetna svojstva nisu povezana s korištenjem vanjskih izvora ili struja.

Drugi tip uključuje takozvane elektromagnete sa jezgrom od "mekog magnetskog" željeza. Magnetna polja koja stvaraju uglavnom su posljedica činjenice da električna struja prolazi kroz žicu namota koja pokriva jezgro. Godine 1600. u Londonu je objavljena knjiga kraljevskog ljekara W. Gilberta “O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu – Zemlji”. Ovaj rad je bio prvi nama poznat pokušaj proučavanja magnetskih fenomena sa stanovišta nauke. Ovaj rad sadrži tada dostupne podatke o elektricitetu i magnetizmu, kao i rezultate vlastitih eksperimenata.

Iz svega s čime se čovjek susreće, on prije svega nastoji izvući praktičnu korist. Nije prošla ova sudbina i magnet

U svom radu pokušat ću pratiti kako magnete ljudi koriste ne u ratne, već u miroljubive svrhe, uključujući upotrebu magneta u biologiji, medicini i svakodnevnom životu.

KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.

Do 11. veka odnosi se na poruku Kineza Shen Kua i Chu Yu o proizvodnji kompasa od prirodnih magneta i njihovoj upotrebi u navigaciji. Ako a

duga igla napravljena od prirodnog magneta je balansirana na osi koja joj omogućava da se slobodno rotira u horizontalnoj ravni, uvijek je jednim krajem okrenuta prema sjeveru, a drugim prema jugu. Označavanjem kraja koji pokazuje sjever, možete koristiti takav kompas za određivanje smjera.

Magnetski efekti bili su koncentrisani na krajevima takve igle, pa su se nazivali polovi (sjeverni, odnosno južni).

Glavna primjena magneta je u elektrotehnici, radiotehnici, instrumentaciji, automatizaciji i telemehanici. Ovdje se feromagnetni materijali koriste za proizvodnju magnetnih kola, releja itd.

Godine 1820. G. Oersted (1777–1851) otkrio je da provodnik sa strujom djeluje na magnetsku iglu, okrećući je. Bukvalno nedelju dana kasnije, Amper je pokazao da se dva paralelna vodiča sa strujom u istom smeru privlače jedan drugog. Kasnije je sugerirao da su sve magnetne pojave posljedica struja, a magnetska svojstva trajnih magneta povezana su sa strujama koje stalno kruže unutar ovih magneta. Ova pretpostavka je u potpunosti u skladu sa modernim idejama.

Generatori električnih mašina i elektromotori su mašine rotacionog tipa koje pretvaraju ili mehaničku energiju u električnu energiju (generatori) ili električnu energiju u mehaničku energiju (motori). Rad generatora temelji se na principu elektromagnetne indukcije: elektromotorna sila (EMF) se inducira u žici koja se kreće u magnetskom polju. Djelovanje elektromotora zasniva se na činjenici da sila djeluje na žicu koja nosi struju smještenu u poprečno magnetsko polje.

Magnetoelektrični uređaji. Kod ovakvih uređaja koristi se sila interakcije magnetskog polja sa strujom u zavojima namotaja pokretnog dijela, koji teži okretanju posljednjeg.Indukcijska brojila električne energije. Indukcijski mjerač nije ništa drugo do AC motor male snage s dva namota - struja i napon. Provodljivi disk smješten između namotaja rotira se pod djelovanjem momenta proporcionalnog ulaznoj snazi. Ovaj momenat je uravnotežen strujama koje u disku indukuje permanentni magnet, tako da je brzina rotacije diska proporcionalna utrošenoj snazi.

Električne ručne satove napaja minijaturna baterija. Za rad im je potrebno mnogo manje dijelova od mehaničkih satova; na primjer, tipičan prijenosni električni sat ima dva magneta, dva induktora i tranzistor. Brava je mehanički, električni ili elektronski uređaj koji ograničava mogućnost neovlaštene upotrebe nečega. Zaključavanje se može aktivirati uređajem (ključem) koji drži određena osoba, informacijama (digitalnim ili alfabetskim kodom) koje je ta osoba unela ili nekom individualnom karakteristikom (na primjer, retinalnim uzorkom) te osobe. Brava obično privremeno povezuje dva čvora ili dva dijela jedan s drugim u jednom uređaju. Najčešće su brave mehaničke, ali se sve više koriste elektromagnetne brave.

Magnetne brave. Cilindarske brave nekih modela koriste magnetne elemente. Brava i ključ su opremljeni setovima trajnih magneta kodiranih brojačem. Kada se ispravan ključ umetne u ključaonicu, on privlači i postavlja unutrašnje magnetne elemente brave u položaj, koji omogućava otvaranje brave.

Dinamometar je mehanički ili električni instrument za mjerenje vučne sile ili momenta mašine, alatne mašine ili motora.

Kočni dinamometri dolaze u širokom spektru dizajna; to uključuje, na primjer, Prony kočnicu, hidraulične i elektromagnetne kočnice.

Elektromagnetski dinamometar se može izraditi u obliku minijaturnog uređaja pogodnog za mjerenje karakteristika malih motora.

Galvanometar je osjetljiv uređaj za mjerenje slabih struja. Galvanometar koristi obrtni moment koji nastaje interakcijom stalnog magneta u obliku potkovice sa malim zavojnicama sa strujom (slabim elektromagnetom) okačenim u procjepu između polova magneta. Moment, a samim tim i otklon zavojnice, proporcionalan je struji i ukupnoj magnetskoj indukciji u vazdušnom zazoru, tako da je skala instrumenta skoro linearna sa malim otklonom zavojnice. Uređaji bazirani na njemu su najčešći tip uređaja.

Asortiman proizvedenih uređaja je širok i raznolik: razvodni uređaji za jednosmernu i naizmeničnu struju (magnetoelektrični, magnetoelektrični sa ispravljačem i elektromagnetni sistemi), kombinovani uređaji, amper-voltmetri, za dijagnostiku i podešavanje električne opreme automobila, merenje temperature ravne površine, uređaji za opremanje školskih učionica, testeri i brojila različitih električnih parametara

Proizvodnja abraziva - malih, tvrdih, oštrih čestica koje se koriste u slobodnom ili vezanom obliku za mehaničku obradu (uključujući oblikovanje, grubo brušenje, brušenje, poliranje) različitih materijala i proizvoda od njih (od velikih čeličnih ploča do limova od šperploče, optičkih stakala i kompjuterskih čipova ). Abrazivi su prirodni ili umjetni. Djelovanje abraziva je uklanjanje dijela materijala sa tretirane površine. Tokom proizvodnje umjetnih abraziva, ferosilicij prisutan u smjesi taloži se na dno peći, ali male količine se ugrađuju u abraziv i kasnije uklanjaju magnetom.

Magnetna svojstva materije se široko koriste u nauci i tehnologiji kao sredstvo za proučavanje strukture različitih tijela. Ovako su nastale nauke:

Magnetohemija (magnetohemija) - grana fizičke hemije koja proučava odnos između magnetnih i hemijskih svojstava supstanci; pored toga, magnetohemija istražuje uticaj magnetnih polja na hemijski procesi. magnetohemija se zasniva na modernoj fizici magnetnih pojava. Proučavanje odnosa između magnetnih i hemijskih svojstava omogućava da se razjasne karakteristike hemijske strukture supstance.

Magnetna detekcija kvarova, metoda za traženje defekata zasnovana na proučavanju izobličenja magnetnog polja koja nastaju na mjestima defekata u proizvodima od feromagnetnih materijala.

Mikrotalasna tehnologija

Opseg super visokih frekvencija (SHF) - opseg frekvencija elektromagnetnog zračenja (100-300.000 miliona herca), koji se nalazi u spektru između ultra-visokih televizijskih frekvencija i frekvencija dalekog infracrvenog područja

Veza. Mikrotalasni radio talasi se široko koriste u komunikacijskoj tehnologiji. Pored raznih vojnih radio sistema, postoje brojne komercijalne mikrotalasne veze u svim zemljama svijeta. Budući da takvi radio talasi ne prate zakrivljenost zemljine površine, već se šire pravolinijski, ove komunikacijske veze obično se sastoje od relejnih stanica postavljenih na vrhovima brda ili na radio tornjevima u razmacima od oko 50 km.

Toplinska obrada prehrambenih proizvoda. Mikrovalno zračenje koristi se za termičku obradu prehrambenih proizvoda kod kuće iu prehrambenoj industriji. Energija koju stvaraju moćne vakuumske cijevi može se koncentrirati u maloj zapremini za visoko efikasno kuhanje proizvoda u tzv. mikrovalne ili mikrovalne pećnice, koje karakteriziraju čistoća, bešumnost i kompaktnost. Takvi uređaji se koriste u kuhinjama za avione, željezničkim vagonima-restoranima i automatima gdje je potrebna brza priprema i kuhanje hrane. Industrija takođe proizvodi kućne mikrotalasne pećnice. Brzi napredak u oblasti mikrotalasne tehnologije u velikoj je meri povezan sa pronalaskom posebnih elektrovakuumskih uređaja - magnetrona i klistrona, sposobnih da generišu velike količine mikrotalasne energije. Oscilator baziran na konvencionalnoj vakuum triodi, koji se koristi na niskim frekvencijama, pokazao se vrlo neefikasnim u mikrovalnom opsegu.

Magnetron. U magnetronu, izumljenom u Velikoj Britaniji prije Drugog svjetskog rata, ovi nedostaci su odsutni, jer se kao osnova uzima potpuno drugačiji pristup generiranju mikrovalnog zračenja - princip rezonatora šupljine

Magnetron ima nekoliko šupljinskih rezonatora raspoređenih simetrično oko katode koja se nalazi u centru. Instrument je postavljen između polova jakog magneta.

Lampa putujućih talasa (TWT). Drugi elektrovakumski uređaj za generiranje i pojačavanje elektromagnetnih valova u mikrovalnom opsegu je lampa putujućih valova. To je tanka evakuisana cijev umetnuta u magnetsku zavojnicu za fokusiranje.

Akcelerator čestica, uređaj u kojem se pomoću električnih i magnetskih polja dobijaju usmjereni snopovi elektrona, protona, iona i drugih nabijenih čestica čija je energija mnogo veća od toplinske.

Moderni akceleratori koriste brojne i različite vrste tehnologije, uključujući moćne precizne magnete.

Akceleratori igraju važnu praktičnu ulogu u medicinskoj terapiji i dijagnostici. Mnoge bolnice širom svijeta danas imaju na raspolaganju male linearne akceleratore elektrona koji generiraju intenzivne rendgenske zrake koje se koriste za terapiju tumora. U manjoj mjeri se koriste ciklotroni ili sinhrotroni koji generiraju protonske zrake. Prednost protona u terapiji tumora u odnosu na rendgenske zrake je više lokalizirano oslobađanje energije. Stoga je protonska terapija posebno efikasna u liječenju tumora mozga i oka, kada oštećenje okolnih zdravih tkiva treba biti što je moguće minimalnije.

Predstavnici različitih nauka u svojim istraživanjima uzimaju u obzir magnetna polja. Fizičar mjeri magnetna polja atoma i elementarnih čestica, astronom proučava ulogu kosmičkih polja u procesu nastajanja novih zvijezda, geolog koristi anomalije Zemljinog magnetskog polja da pronađe naslage magnetnih ruda, a nedavno i biologija također je aktivno uključen u proučavanje i korištenje magneta.

Biološka nauka prve polovine 20. veka pouzdano je opisivala vitalne funkcije, nimalo ne vodeći računa o postojanju bilo kakvih magnetnih polja. Štoviše, neki biolozi su smatrali potrebnim naglasiti da čak i jako umjetno magnetsko polje nema nikakvog utjecaja na biološke objekte.

U enciklopedijama se ništa ne govori o uticaju magnetnih polja na biološke procese. U naučnoj literaturi cijelog svijeta svake su se godine pojavljivala pojedinačna pozitivna razmatranja o jednom ili drugom biološkom učinku magnetnih polja. Međutim, ovaj slabašni potok nije mogao da otopi ledeni brijeg nepovjerenja ni u samoj formulaciji problema... I odjednom se potok pretvorio u uzburkani potok. Lavina magnetobioloških publikacija, kao da se lomi sa nekakvog vrha, od početka 60-ih neprestano se povećavala i zaglušila skeptične izjave.

Od alhemičara 16. stoljeća do danas, biološko djelovanje magneta je mnogo puta našlo obožavatelje i kritičare. U više navrata, tokom nekoliko vekova, primećeni su skokovi i recesije interesovanja za terapeutski efekat magneta. Uz nju su pokušali da liječe (i to ne bezuspješno) nervne bolesti, zubobolju, nesanicu, bolove u jetri i želucu - stotine bolesti.

U medicinske svrhe magnet je počeo da se koristi, verovatno ranije nego za određivanje kardinalnih tačaka.

Kao lokalni vanjski lijek i kao amajlija, magnet je bio veoma popularan kod Kineza, Hindusa, Egipćana i Arapa. GRCI, Rimljani itd. Njena ljekovita svojstva spominju u svojim spisima filozof Aristotel i istoričar Plinije.

U drugoj polovini 20. veka, magnetne narukvice su postale široko rasprostranjene, koje su blagotvorno delovale na pacijente sa poremećajima krvnog pritiska (hipertenzija i hipotenzija).

Osim trajnih magneta, koriste se i elektromagneti. Koriste se i za širok spektar problema u nauci, tehnologiji, elektronici, medicini (nervne bolesti, vaskularne bolesti ekstremiteta, kardiovaskularne bolesti, karcinomi).

Najviše od svega, naučnici su skloni da misle da magnetna polja povećavaju otpor tela.

Postoje elektromagnetni mjerači brzine krvi, minijaturne kapsule koje se pomoću vanjskih magnetskih polja mogu pomicati kroz krvne žile kako bi ih proširile, uzimale uzorke na određenim dijelovima puta ili, obrnuto, lokalno uklanjale različite lijekove iz kapsula.

Magnetska metoda uklanjanja metalnih čestica iz oka se široko koristi.

Većina nas je upoznata sa proučavanjem rada srca uz pomoć električnih senzora - elektrokardiograma. Električni impulsi koje proizvodi srce stvaraju magnetno polje srca, koje u maksimalnim vrijednostima iznosi 10-6 jačine Zemljinog magnetnog polja. Vrijednost magnetokardiografije je u tome što ona daje informacije o električnim "nečujnim" područjima srca.

Treba napomenuti da biolozi sada traže od fizičara da daju teoriju primarnog mehanizma biološkog djelovanja magnetnog polja, a fizičari kao odgovor zahtijevaju više provjerenih bioloških činjenica od biologa. Očigledno je da će bliska saradnja različitih stručnjaka biti uspješna.

Važna karika koja spaja magnetobiološke probleme je odgovor nervnog sistema na magnetna polja. Mozak je taj koji prvi reagira na bilo kakve promjene u vanjskom okruženju. Upravo će proučavanje njegovih reakcija biti ključ za rješavanje mnogih problema magnetobiologije.

Najjednostavniji zaključak koji se može izvući iz navedenog je da ne postoji područje primijenjene ljudske aktivnosti gdje se magneti ne bi koristili.

Reference:
TSB, drugo izdanje, Moskva, 1957

Kholodov Yu. A. „Čovek u magnetnoj mreži“, „Znanje“, Moskva, 1972. Materijali iz internet enciklopedije

Putilov K. A. "Kurs fizike", "Fizički materijali i matematika", Moskva, 1964.