magnetizëm magnetizëm

Pse një magnet quhet magnet?

Në të vërtetë, pse e quajmë kështu? Por sa më shpejt që ata nuk u përpoqën të emëronin një magnet më parë! Grekët e lashtë - "guri i veçantë", "ai gur", dhe gjithashtu "guri herkulian", ose për shkak të forcës së tij, ose sepse ky gur ishte minuar afër qytetit të Herakleas në Lidia. Grekët kishin një emër tjetër - "siderite", në përkthim - "diamant". Por mos mendoni se kjo është për shkak të ngurtësisë ose bukurisë së magnetit. Vetëm se vetë diamanti u quajt siderit për shkak të shkëlqimit të pastër "hekuri" në formën e tij të papërpunuar, grekët e quajtën gjithashtu hekur të butë. Emri grek siderit ishte për shkak të "prirjes" së magnetit për hekur, dhe ndoshta për shkak të faktit se magneti fillimisht ishte nxjerrë në minierat e xeheve të hekurit.

Më vonë, britanikët, francezët, spanjollët dhe më pas vetë grekët u mashtruan nga ky dualitet i emrit dhe i bazuan pseudonimet e tyre moderne në diamantin magnet. Kështu doli "aimant" francez, "piedramant" spanjoll, "adamant" anglez dhe "adamas" i greqishtes moderne. Vërtetë, ata thonë se francezët nuk nënkuptonin diamant - adamas, por emrin e lashtë kinez për magnetin "chu-shi" ose "nitshi-chi", që do të thotë "gur i dashur". Dhe në frëngjisht, "aimant" - (shqiptohet "eman") është "i dashur".

Duhet të them që e gjithë Lindja e Lashtë e pajisi magnetin me aftësinë për të dashur hekurin. Nëse tërheq, atëherë dashuron. Dhe për këtë arsye, pothuajse të gjithë emrat lindorë të magnetit kanë origjinën nga kjo pronë - për shembull, sanskritishtja "thumbaka".

Italianët e quajtën magnetin "calamita", dhe kjo fjalë filloi të përdoret në Rumani, Bosnje dhe në të njëjtën Greqi.

Oriz. 328. Magnet natyral: a - në "helmeta"; b - në një kornizë me një simbol magjik

Emri i vjetër gjerman i magnetit është gjithashtu i njohur: "sigelstein" - "gur i shtypur". Ndoshta ndodh për shkak të zakonit të përhapur në lashtësi, gdhendja e figurave dhe simboleve të ndryshme magjike në magnet natyrorë (Fig. 328), dhe gurë të tillë tashmë mund të përdoren si vula. Madje, shkencëtari i madh Isak Njuton mbante një unazë, ku një magnet natyror me forcë të jashtëzakonshme ishte i pranishëm si një gur i çmuar. Është e mundur që shkencëtari të ketë vulosur edhe vula dylli në letra dhe dokumente me to... Dhe, së fundi, egjiptianët e quajtën magnetin kocka e Orës. Me emrin Ose nënkuptonin vetinë e Diellit të lindë dhe të perëndojë. Me fjalë të tjera, Ora është një nga hyjnitë Egjipti i lashte, kocka e të cilit mendohej të ishte një magnet.

Ja sa emra kishte ky gur i mrekullueshëm, por ne ende e quajmë magnet.

Filozofi i lashtë grek Platoni raporton se poeti Euripidi i dha këtë emër gurit. Por pa asnjë arsye, nuk mund të shpikesh një fjalë. Sipas një legjende të përshkruar nga historiani antik Plini, i huazuar nga burime edhe më të lashta, një bari nga ishulli i Kretës i quajtur Magnis ose Magness vuri re se sandalet e tij prej hekuri, si dhe një shkop me një majë hekuri, ngjiteshin në të zezë. gurë, që shtriheshin me bollëk nën këmbët tuaja. Bariu e ktheu shkopin me skajin “pa mbathje” dhe u kujdes që druri të mos tërhiqej nga gurë të çuditshëm që nuk njohin materiale të tjera përveç hekurit. Me sa duket, disa nga këta gurë bariu mori në shtëpi nga mali Ido, ku po kulloste dhentë dhe goditi imagjinatën e fqinjëve. Nga emri i bariut erdhi emri "magnet".

Ka një shpjegim tjetër për fjalën "magnet" - me emrin e provincës së Magnezisë në Jon pranë lumit Meander. Banorët e kësaj krahine quheshin magnet. Shkencëtari dhe poeti romak Titus Lucretius Carus, në poezinë e tij "Për natyrën e gjërave", duke i kushtuar shumë vëmendje magneteve, tregon drejtpërdrejt:

"Ky gur u quajt nga grekët me emrin e depozitës me magnet, pasi u gjet brenda magneteve." Emri gjerman për një magnet, "magnet", duket se ka të bëjë me të.

Tani kjo krahinë quhet Manissa, dhe gurë magnetikë gjenden ende atje. Mali lokal Sipil, i pasur me magnet natyrorë, shpesh goditet nga rrufetë, ashtu si mali Magnitnaya në Urale. Prej kohësh është vënë re se një magnet tërheq rrufenë.

Për më shumë se 2000 vjet njerëzit kanë përdorur vetitë e një magneti. Dhe, ndoshta, guri Hercules u përdor në busull para së gjithash.

Çfarë është një tregues jugor?

Shpejt përpara te Kina e lashtë. Historiani kinez Su Matzen, pasi kishte studiuar kronikat antike, na la një histori interesante për ngjarjet që ndodhën në kohët e lashta.

Më shumë se 4 mijë vjet më parë, perandori Huang Ti sulmoi armikun nga prapa me një ushtri në mjegull të dendur dhe fitoi. Në këtë e ndihmuan, sipas kronikës, figurat e montuara në vagona me dorën e shtrirë, duke treguar gjithmonë nga jugu (Fig. 329).

Ose një legjendë tjetër. Në karvanet që në kohët e lashta kalonin nëpër shkretëtirën e Gobit në perëndim, kishte një deve të veçantë, të bardhë. Kjo deve mbante një ngarkesë të pazakontë - një enë balte me ujë të vendosur në një kafaz mbrojtës prej druri. Mbi ujë lundronte një trap i bërë nga lëvorja e tapës, mbi të cilën ishte fiksuar një copë e zgjatur guri Chu-shi ose një gjilpërë çeliku e fërkuar me këtë gur. Skajet e enës ishin pikturuar me ngjyra që simbolikisht tregonin pjesë të botës: e kuqe - jug, e zezë - veri, jeshile - lindje, e bardhë - perëndim. (Dhe tani ata shpesh pikturojnë polin jugor të një magneti me ngjyrë të kuqe, dhe polin e veriut të zi apo blu. A është për shkak se e kuqja është e ngrohtë dhe bluja është e ftohtë?) Magneti në tapë, duke e ndezur lehtësisht ujin, tregonte gjithmonë drejtimin "jug - veri. Një enë me ujë dhe një magnet ishte ndoshta busulla e parë e përdorur nga karvani në shkretëtirë.

Busullat kineze kanë mbijetuar deri në kohën tonë, megjithatë, në një formë mjaft të dëmtuar; ato mbahen në muze. Një nga këto busulla, që daton në shekullin X. n. e., nga pamja e jashtme çuditërisht e ngjashme me një lugë druri moderne të vendosur në një tabaka (Fig. 330). Doreza e kësaj "luge" është një magnet i zgjatur, dhe pjesa e poshtme e lugës është një kushinet i mirë top, që rrotullohet lehtësisht në një "tabaka", në të cilën aplikohen ndarjet, duke ju lejuar të përcaktoni vendet e botës, madje edhe jugperëndim, juglindje, veriperëndim dhe veriperëndim.Lindje.

Oriz. 330. Busulla kineze - "lugë"

Në shekujt XI-XII. Treguesi i jugut tashmë është bërë i njohur si "chi nan ting", ose "shigjeta që tregon në jug", që është më afër konceptit modern të "gjilpërës magnetike të busullës". Dihet gjithashtu se ata ishin në gjendje të përgatisnin magnet artificial nga një gjilpërë çeliku e fërkuar me një gur magnetik. Kjo gjilpërë e magnetizuar është përdorur si një "tregues jugor" ose busull e lashtë.

Ndonjëherë besohet se busulla erdhi nga Kina përmes Indisë te arabët, dhe nga arabët te evropianët, dhe kjo ndodhi në shekullin e 12-të. Por, me siguri, ideja e një busull nuk depërtoi nga Kina në Evropë, dhe kjo pajisje u shpik atje në mënyrë të pavarur. Shpikësi i busullës në Evropë është italiani Flavio Gioia, me origjinë nga qyteti i Amalfit. Në Napoli, ata madje i ngritën një monument dhe në vitin 1902 festuan solemnisht 600 vjetorin e kësaj shpikjeje. Vërtetë, u përmendën një busull "evropiane" nga murgu Alban Nequem në 1187 dhe poeti Guyot i Provence në 1206.

Megjithatë, para shpikjes së Joya, busulla evropiane, megjithëse kishte një shigjetë, nuk kishte një numërues rrotullues me ndarje, gjë që e bënte shumë të vështirë përdorimin e saj. Po, dhe kjo pajisje nuk quhej një busull, por një dridhje, një pllakë magnetike dhe madje edhe një bretkocë. Më pas u shfaq emër modern pajisje - nga italishtja "compassare", që do të thotë "për të matur në hapa". Dhe merita e Gëzimit ishte të paktën fakti që ai e furnizoi pajisjen me divizionin rrotullues që mungonte, duke i dhënë asaj pamje moderne. Me ndihmën e busullës së shpikur nga Joya, u bënë të gjitha zbulimet e mëdha gjeografike.

A janë të forta tundimet magnetike?

Mbi tavolinën e autorit shtrihet një libër i trashë me profilin e një të urti të ngulitur në kopertinë. Ajo u botua në 1600 në Londër. Personi që e shkroi atë bëri më shumë për të studiuar magnet se kushdo tjetër. Emri i tij është William (William) Gilbert (1544-1603). Poeti anglez Dryden tha për të:

Gilbert do të jetojë për aq kohë sa
derisa magneti të ndalojë së tërhequri...

Galileo, pasi lexoi librin e Gilbertit, e shpalli atë "të madh në atë masë sa të shkakton zili".

Në Universitetin e famshëm të Oksfordit, për një kohë të gjatë varej një portret i Gilbertit, i përshkruar në rritje të plotë, në një mantel doktorature, duke mbajtur në dorë një model magnetik të globit - një terrelu. Mbi shpatullën e majtë të shkencëtarit janë shkruar fjalët: "Kërkuesi i parë i forcave magnetike Gilbert". Bashkëkohësit dhe pasardhësit e quajtën Gilbertin babain e magnetizmit.

Dhe të gjitha këto fjalë janë mirënjohje për shkencëtarin për librin e tij të famshëm "Për magnetin, trupat magnetikë dhe magnetin e madh - Toka", të cilin ai e shkroi për 18 vjet.

Gilbert mblodhi shëmbëlltyra dhe bestytni të shumta rreth magnetit, të krijuara nga shkencëtarët e lashtë, "mashtruesit dhe tregimtarët", siç i quante ai.

Ja çfarë shkruan vetë Hilberti:

“Për shembull, dyshimi i shprehur për magnetin, nëse ai është krijuar në mënyrë tinëzare nga demonët e këqij... Apo që magneti zhbllokon çdo bravë dhe porta dhe u bën dobi hajdutëve me tymin dhe tymrat e tij, sikur ky gur të lindi për vjedhje. Ose sikur hekuri, i tërhequr nga një magnet dhe i vendosur në një ekuilibër, nuk i shton asgjë peshës së magnetit, sikur pesha e hekurit të përthithej nga forca e gurit. Ose sikur ne Indi ka disa shkembinj deti te pasur me magnet qe nxjerrin te gjitha gozhdat e anijeve qe i kane ngelur...dhe kur i ndertoni duhet te perdorni gozhde druri qe te mos vjellin. Ose thonë se ka një mal tjetër në Etiopi, i cili krijohet nga guri i femuar, i cili nuk mund të mbajë hekurin, e hedh jashtë dhe e shtyn nga vetja.

"Me të tilla marrëzi dhe përralla," vëren me emocion Hilberti, "filozofët vulgarë zbaviten dhe ushqejnë lexuesit që janë të etur për të njohur misteriozët dhe injorantët që argëtohen me absurditete".

Është interesant fakti se jo vetëm në antikitet, por edhe sot, dukuri të ndryshme të jashtëzakonshme shoqëroheshin dhe vazhdojnë të lidhen me një magnet. Çfarë thjesht nuk u përpoq të arrinte me ndihmën e magneteve! Dhe fluturoni në hënë dhe ndërtoni një "makinë me lëvizje të përhershme" dhe krijoni një lloj të ri armësh. Ka diçka të përbashkët në të gjitha këto përpjekje, të cilat do të ishte e përshtatshme të quheshin tundime magnetike.

Gjithçka filloi përsëri me Kinën. Sipas një legjende që u ngrit shumë shekuj më parë, perandori Shi Huangdi urdhëroi që të mbështillet porta me një gur magnetik, duke hapur rrugën për në pallatin e tij. Dhe nëse një luftëtar me armaturë hekuri do të përpiqej të kalonte nëpër këto porta, ai ngrinte në vend, i tërhequr nga një magnet. Për më tepër, nëse një ndërhyrës me një armë të fshehur donte të kalonte përmes kësaj porte, atëherë ajo i shpëtonte dhe ngjitej në kasafortën magnetike, ashtu si gozhdat e shkëputura nga anija nga një "mal magnetik". Me shumë mundësi, kjo është trillim, pasi magnetët natyrorë nuk mund të kishin një fuqi të tillë.

Është karakteristike se ideja për të hequr armët nga duart e armikut me magnet ka mbijetuar mijëra vjet dhe madje ka arritur në shekullin e kaluar. Në romanin "Në dy planetë" shkrimtari i shekullit XIX. Kurt Lasswitz përshkruan betejën e tokësorëve me marsianët. Kalorësit e Tokës marshuan me guxim kundër makinave ajrore marsiane dhe dukej se i detyronin ata në ajër të fluturonin larg. Por marsianët dinakë shpalosën midis makinave të tyre ajrore diçka në formën e një batanije të madhe që mbulonte fushën e betejës nga lart. Kjo vello doli të ishte ... një magnet i madh me fuqi të jashtëzakonshme. Pjesa tjetër ndodhi në të njëjtën mënyrë si në portat magnetike kineze. Sa hap e mbyll sytë, ajri u mbush me një re të dendur heshtash, saberash dhe karabinash, që fluturonin lart me bubullima dhe kërcitnin drejt batanijes magnetike, tek e cila ishin ngjitur.

Ose u shfaq një projekt fantastik për të shpëtuar anijet nga topat e armikut. Ideja ishte instalimi i magneteve të fuqishëm në anije drejt armikut, të mbuluar me forca të blinduara të trasha. Bërthamat e armikut supozohej të tërhiqeshin nga një magnet afër, të ktheheshin në drejtim të tij dhe të thyheshin kundër armaturës së fortë. Pjesa tjetër e anijes mund të ishte lënë e pambrojtur.

Në parim, gjithçka ishte e vërtetë, përveç se edhe magneti më i fuqishëm nuk mund të veprojë në një distancë të madhe. Imagjinoni që kemi një magnet që mund të tërheqë 10 tonë hekur në një distancë prej 1 cm Ky është një magnet shumë i fortë. Pra, nëse e lëvizim objektin e dobishëm edhe 1 cm, atëherë forca e tërheqjes do të bjerë 8 herë! Në një distancë prej 1 m, forca e tërheqjes do të bjerë me një faktor prej 1,000,000 dhe nuk mund të flitet për ndonjë tërheqje të bërthamave.

Por në shekullin e kaluar, ata ende nuk dinin të llogarisin fuqinë e magneteve, dhe megjithatë një armaturë e tillë magnetike u ndërtua në 1887. Ky magnet tërhoqi një pllakë çeliku, kështu që nevojitej një forcë prej 10 tonësh për ta shkëputur atë. Katër bërthama prej 120 kilogramësh vareshin njëra pas tjetrës në polin e një magneti. Por 2 m larg magnetit, njerëzit që kishin objekte çeliku në xhepat e tyre mezi e ndjenin efektin e magnetit. Nuk kishte asgjë për të menduar për tërheqjen e bërthamave të armikut. Vërtetë, një magnet i tillë veproi në gjilpërën e busullës për 10 km.

Dhe kjo shërbeu si shpikja e të ashtuquajturave minierat magnetike. Dihet se trupat e çelikut magnetizohen spontanisht nën ndikimin e magnetizmit tokësor. Kjo është veçanërisht e vërtetë për objektet e gjata - ura, anije. Pra, një anije e tillë e magnetizuar, duke lundruar mbi një minierë të instaluar në fund, ndikon në një pajisje të tillë si një gjilpërë magnetike e vendosur në një minierë. Mina noton lart dhe shpërthen pranë anijes.

Miniera të tilla magnetike mund të neutralizohen lehtësisht. Një avion me një magnet të fuqishëm në bord niset përgjatë rrugës së anijes. Ky magnet bën që mina të notojë dhe të shpërthejë kur vetë avioni është tashmë shumë përpara. Dhe përveç kësaj, anija mund të "demagnetizohet" - për të krijuar një fushë të tillë magnetike me magnet shtesë, e cila është e barabartë, por e kundërt me fushën magnetike të anijes. Kjo bëhej shpesh gjatë kohës së Madhe Lufta Patriotike, në veçanti, fizikani i madh i ardhshëm I. V. Kurchatov ishte i angazhuar në këtë në Krime.

A është e mundur një "makinë me lëvizje të përhershme" magnetike?

Dizajne të shumta "perpetuum mobile" janë shoqëruar me magnet, të cilët kanë rezultuar të vështira për t'u zhbërë.

Sipas rendit kronologjik, duket kështu. Edhe në shekullin XIII. Pierre Peregrine de Maricourt, një studiues i magneteve mesjetare, argumentoi se nëse një gur magnetik shndërrohet në një top të rregullt dhe polet e tij drejtohen saktësisht përgjatë boshtit të botës, atëherë një top i tillë do të rrotullohet dhe rrotullohet përgjithmonë.

Vetë De Maricourt nuk e bëri një eksperiment të tillë, megjithëse kishte topa magnetikë dhe bëri eksperimente të tjera me to. Me sa duket, ai besonte se ai vetë nuk e kishte bërë topin me saktësi të mjaftueshme ose i kishte drejtuar shtyllat e tij jo përgjatë boshtit të botës. Por ai i këshilloi me këmbëngulje lexuesit të bënin dhe testonin një makinë magnetike të lëvizjes së përhershme, duke shtuar: "Nëse del, do ta shijoni, nëse jo, fajësoni artin tuaj të vogël!"

I njëjti autor ka një përshkrim të një "makine me lëvizje të përhershme" - një rrotë ingranazhi me dhëmbë prej çeliku dhe argjendi përmes njërës. Nëse sillni një magnet në këtë rrotë, argumentoi de Maricourt, rrota do të fillojë të rrotullohet. Këtu de Maricourt ishte shumë afër ndërtimit, megjithëse jo të përjetshëm, por të paktën një motor termik, i cili në atë kohë do të konsiderohej padyshim "i përjetshëm". Por më shumë për këtë më vonë, por tani për tani, për "makinat e lëvizjes së përhershme" "të vërteta".

Kishte shumë adhurues të krijimit të "makinave me lëvizje të përhershme" magnetike. Peshkopi anglez John Wilkens në shekullin e 17-të. madje mori konfirmimin zyrtar të shpikjes së tij të një "makine me lëvizje të përhershme", por kjo e fundit nuk funksionoi nga kjo. Në fig. 331 tregon parimin e funksionimit të tij. Sipas autorit, një top çeliku, i tërhequr nga një magnet, ngrihet përgjatë majës rrafsh i pjerrët, por para se të arrijë magnetin, ai bie në vrimë dhe rrotullohet përgjatë tabakasë së poshtme. Pasi u rrokullis poshtë, ai përsëri bie në rrugën e tij të mëparshme dhe kështu vazhdon përgjithmonë lëvizjen e tij.

Në fakt, gjithçka doli ndryshe. Nëse magneti ishte i fortë, atëherë topi nuk binte në vrimë, por kërceu mbi të dhe ngjitej në magnet. Nëse magneti ishte i dobët, atëherë topi ndaloi në gjysmë të rrugës në tabakanë e poshtme ose nuk u largua fare nga pika e poshtme. Dhe këtu është "makina e lëvizjes së përhershme", të cilën vetë autori e ndërtoi në fëmijëri dhe u befasua shumë kur nuk funksionoi.

Një top çeliku u vendos në një kuti plastike të rrumbullakët, të vendosur në një fole, si një rrotë në një bosht. Një magnet duhej të sillej përpara dhe rrota e kutisë duhej të rrotullohej mbi një fole (Fig. 332). Prapëseprapë: topi u tërhoq nga një magnet, u ngrit përgjatë murit të kutisë, si një ketër në një rrotë, ndërsa i njëjti ketër filloi, duke rënë poshtë, për të rrotulluar timonin. Megjithatë, rrota nuk donte të rrotullohej. Siç doli, topi u ngrit nën ndikimin e një magneti, duke shtypur murin e kutisë dhe nuk do të rrëzohej.

Oriz. 331. Magnetik "perpetuum mobile" D. WilkensOriz. 332. “Makina me lëvizje të përhershme” me magnet dhe top: 1 - kuti plastike; 2 – magnet; 3 - top çeliku

Por ka edhe motorë të vërtetë magnetikë, të cilët në pamje të parë duken si të përjetshëm.

Edhe vetë Hilberti vuri re se nëse hekuri nxehet fort, atëherë ai pushon plotësisht të tërhiqet nga një magnet. Tani temperatura në të cilën hekuri, çeliku ose lidhjet humbasin vetitë e tyre magnetike quhet pika Curie, sipas fizikantit Pierre Curie, i cili shpjegoi këtë fenomen. Nëse këto veti magnetike nuk do të humbeshin, atëherë boshllëqet e nxehta në farkët mund të barten me magnet, gjë që është shumë joshëse.

Por kjo veti bëri të mundur krijimin e të ashtuquajturit mulli magnetik, ose karuseli. Ne varim një disk druri në një fije ose e vendosim në një gjilpërë çeliku si një gjilpërë busull. Pastaj do të vendosim disa gjilpëra thurjeje në të dhe do të vendosim shtyllën e një magneti të fortë anash (Fig. 333). Pse jo rrota me dhëmbë e de Maricourt? Natyrisht, si ajo rrotë, mulliri ynë nuk do të rrotullohet derisa të ngrohim folenë ngjitur me magnetin në flakën e djegësit dhe të japim rrotullim me një shtytje të lehtë. Gjilpëra e ndezur nuk tërhiqet më nga magneti dhe tjetra priret drejt tij derisa të godasë flakën e djegësit. Ndërkohë, foleja e ndezur do të bëjë një rreth të plotë, do të ftohet dhe do të tërhiqet përsëri nga magneti.

Oriz. 333. Karuseli magnetik: 1 - fole çeliku; 2 – magnet; 3 - flakë

Pse jo një makinë me lëvizje të përhershme? Dhe fakti që duhet energjia e djegësit për ta rrotulluar atë. Prandaj, ky motor nuk është i përjetshëm, por termik, në parim i njëjtë si në makinat dhe lokomotivat me naftë.

Duke punuar në të njëjtin parim, një lëkundje magnetike është e lehtë për t'u ndërtuar vetë. Ne varim një objekt të vogël hekuri në një tel në majë të raftit të lëkundjes. Mënyra më e lehtë është të merrni një copë teli të gjatë hekuri dhe të rrotulloni fundin e saj në një top të vogël. Pastaj vendosim një magnet në një stendë të vogël, njëra shtyllë e drejtuar anash. Ne do ta zhvendosim mbajtësen me magnet në gungën e varur të hekurit derisa të tërhiqet nga magneti.

Oriz. 334. Lëkundje magnetike: 1 - magnet; 2 - një gungë teli hekuri; 3 - flakë

Tani le të zëvendësojmë një llambë shpirtërore, një qiri ose një djegës tjetër nën lëkundje, në mënyrë që gunga të jetë mbi vetë flakën (Fig. 334). Pas ca kohësh, pasi të jetë ngrohur deri në pikën Curie, do të largohet nga magneti. Duke u lëkundur në ajër, ai do të ftohet përsëri dhe do të tërhiqet përsëri nga poli i magnetit. Do të dalë një lëkundje interesante që do të lëkundet derisa të heqim djegësin.

Një top i mbështjellë nga tela është i mirë për eksperimentin në atë që nxehet dhe ftohet më shpejt se, për shembull, një top i fortë çeliku. Prandaj, një lëkundje e tillë do të lëkundet më shpesh sesa me një top në një fije.

Në praktikë, ky parim përdoret ndonjëherë për forcimin automatik të objekteve të vogla prej çeliku, të tilla si gjilpëra. Gjilpërat e ftohta varen, tërhiqen nga një magnet dhe nxehen. Sapo nxehen në pikën Curie, ata pushojnë së tërhequri dhe bien në banjën e shuarjes.

Hekuri i zakonshëm ka një pikë Curie mjaft të lartë: 753 °C, por tani janë marrë lidhjet për të cilat pika Curie nuk është shumë më e lartë se temperatura e dhomës. I nxehur nga nxehtësia diellore, një material i tillë, veçanërisht me ngjyrë të errët, nuk është më magnetik. Dhe në hije, vetitë magnetike rikthehen dhe materiali përsëri mund të tërhiqet. Për shembull, gadoliniumi metalik ka një pikë Curie prej vetëm 20 °C.

Shpikësi dhe gazetari A. Presnyakov krijoi një motor bazuar në këtë parim që pompon vazhdimisht ujin në një shkretëtirë të nxehtë. Dielli e siguron plotësisht energjinë e tij. Është ndërtuar edhe një karrocë, e cila lëviz automatikisht drejt diellit, madje edhe një llambë elektrike (Fig. 335). Motorë të tillë, që funksionojnë me energji të pastër dhe të lirë nga Dielli, janë shumë premtues, veçanërisht në eksplorimin e Hënës dhe planetëve të tjerë. Pse jo "makinat e lëvizjes së përhershme" që de Maricourt ëndërronte?

Oriz. 335. Karroca e A. Presnyakov: 1 - magnet; 2 - buzë prej materiali me pikë Curie të ulët

A fluturon arkivoli i Muhamedit?

Historia e arkivolit të profetit Muhamed, duke fluturuar, ose, më saktë, duke u fluturuar, në një shpellë magnetike, ka përndjekur mendjet e shkencëtarëve për më shumë se një shekull.

Me sa duket, vetë i madhi Gilbert, babai i magnetizmit, ishte i pari që i tregoi botës për arkivolin e çuditshëm lundrues të Muhamedit. Në librin e tij “On Magnets…”, botuar në vitin 1600, ai i referohet një farë Mattiol, i cili “... jep një histori për kishën e Muhamedit me një kasafortë magnetësh dhe shkruan se ky fenomen i jashtëzakonshëm (një gjoks hekuri i varur në ajri) godet turmën si një lloj mrekullie hyjnore.

Në vitin 1574, italiani Giolamo Fracostro shkroi në librin e tij Mbi simpatinë: fuqia për të tërhequr hekurin aq sa hekuri nxiton poshtë. Hekuri duket se forcohet në ajër.

Hilberti e hedh poshtë këtë pretendim nga Fracostro. "Kjo është absurde," shkruan Hilbert, "pasi forca magnetike më e afërt është gjithmonë aq më e fuqishme. Për shkak të faktit se forca e magnetit nuk e ngre shumë hekurin nga toka, ai duhet të ngacmohet vazhdimisht nga magneti (nëse nuk ka pengesa) dhe të ngjitet në të.

Kjo do të thotë, nuk mund të bëhet fjalë për ndonjë pozicion të qëndrueshëm të një pjese hekuri të pezulluar në një fushë magnetike.

Interesant është fakti se edhe para Gilbertit, Porta italiane ishte e bindur për pamundësinë e kësaj. Në librin e tij me titullin ekzotik " magji natyrore”, botuar në vitin 1589, Porta, e dëshpëruar për ta bërë magnetin të rri pezull nën një copë hekuri, shkruan: “Por unë them se kjo mund të bëhet, sepse tani e kam bërë për ta mbajtur magnetin në një fije thuajse të padukshme në mënyrë që të varet në ajër: vetëm në mënyrë që të lidhet një fije e vogël poshtë, në mënyrë që të mos ngrihet më lart.

Oriz. 336. Përvojë me një elektromagnet

Ky eksperiment interesant shpesh bëhet nga nxënësit e shkollës, duke detyruar një gjilpërë të varet në një fije "përmbys" nën një magnet. Kjo përvojë spektakolare u përsërit nga një kompani gjermane që prodhonte elektromagnet. I lidhur me zinxhirë në dysheme ishte një top i rëndë hekuri, i cili shpërtheu në qiell. Një punëtor madje ngrihet përgjatë zinxhirit drejt topit - dhe topi vazhdon të varet (Fig. 336). Por mashtrimi është se një elektromagnet ngritës është montuar mbi topin, i cili e tërheq atë aq fort sa topi nuk bie, pavarësisht hendekut të madh ajror midis tij dhe magnetit. Ndërkohë, hendeku zvogëlohet shumë forcë ngritëse magnet - edhe një copë letër e vendosur midis poleve të një magneti patkua shkollor dhe një copë hekuri të tërhequr e zvogëlon forcën e tërheqjes përgjysmë.

Natyrisht, Gilbert mohoi thashethemet për lundrimin e lirë të gjoksit në kapelën e Muhamedit. Por në vitin 1647, në librin e shkencëtarit jezuit gjerman Athanasius Kircher "Në Magnet", tashmë shfaqet një arkivol që noton në ajër - "Arkivoli i Muhamedit mbahet në ajër me forcë magnetike".

Por gjëja më e mahnitshme është se shkencëtari, matematikani dhe fizikani i madh Leonhard Euler gjithashtu besonte në mundësinë e pezullimit të lirë magnetik të objekteve prej hekuri! Në librin e tij "Letra për çështje të ndryshme fizike dhe filozofike, shkruar një princeshe gjermane të Akademisë së Shkencave nga një anëtar, astronom dhe profesor", i cili ka kaluar mbi dyzet botime, i përkthyer në dhjetë. gjuhë të huaja, thotë: “Thonë se varri i Muhamedit mbahet me fuqinë e ndonjë magneti; nuk duket e pamundur, sepse ka magnet të punuar me mjeshtëri që ngrenë deri në njëqind kilogramë. Rezulton se Euler nuk dyshoi as në mundësinë e krijimit të magneteve me një të madhe forcë ngritëse. Çështja nëse trupi i ngritur do të qëndrojë në pikën e ekuilibrit ose do të bjerë në njërën anë ose në tjetrën, si një laps i vendosur në një pikë, u la pa mbikëqyrje nga shkencëtari.

Libri i Euler-it u shkrua në vitin 1774 dhe vetëm në vitin 1842 profesori S. Earnshaw botoi artikullin "Natyra e Forcave Molekulare" në Shënimet e Universitetit të Kembrixhit, ku vërtetoi se një trup ferromagnetik ndodhet në një fushë. magnet të përhershëm, nuk mund të jetë në një gjendje ekuilibri të qëndrueshëm. Kjo do të thotë, Earnshaw bëri me ndihmën e matematikës atë që Hilbert shprehu me fjalë - ai vendosi një ndalim për notimin e lirë të magneteve dhe metaleve të tërhequr prej tyre. Dhe me asnjë kombinim magnetesh dhe copash hekuri nuk është e mundur të pezullohet njëra ose tjetra në mënyrë që të mos prekin asnjë trup tjetër.

Sa i përket varrit famëkeq të Muhamedit, a ishte vërtet e pamundur të shkoje atje, në qytetin e Medinës në Gadishullin Arabik, dhe të vizitoje varrin legjendar - Hixhra, siç e quajnë muslimanët, që ndodhet në xhaminë Haram, dhe të shohësh për veten tuaj nëse ky arkivol po noton në ajër?

Jo, rezulton se nuk ishte aspak e lehtë. Shumë udhëtarë paguan me jetë për kuriozitetin e tyre. Haxhinjtë fanatikë vrisnin menjëherë çdo “të pafe” që hynte në Medine. Në fillim të shekullit XIX. Njëfarë Burkgardt shkoi në Medine për këtë qëllim, i cili pati fatin të shihte xhaminë Haram. Për shumë para, ai arriti të shikojë në një dritare të vogël dhe të shikojë varrin. Por në dritare ai pa vetëm ... një perde. Gjëegjëza nuk është zgjidhur.

Më në fund, në 1853, një oficer i guximshëm anglez, Richard Burton, shkoi në Medinë me udhëzimet e Shoqërisë Gjeografike të Londrës. Ai ishte i veshur me një rrobë pelegrini dhe ishte i vetëdijshëm se si të sillej në situata të përshtatshme që të mos njihej si evropian. Disa herë Barton ishte në prag të ekspozimit, por si rezultat gjithçka shkoi mirë, dhe ai ishte i pari në mesin e evropianëve që arriti të depërtojë në shenjtëroren e të shenjtëve të muslimanëve - Xhaminë Haram, të inspektojë varrin e famshëm dhe të kthehet i gjallë në shtëpi.

Dhe së shpejti, në 1854, u botua libri i Bartonit "Përshkrimi i udhëtimit në Mekë dhe Medinë", ku varri i Muhamedit përshkruhej në detaje. Ishte një kriptë e zakonshme, në të cilën nuk kishte një, por tre arkivole - Muhamedi dhe dy të afërmit e tij. Këto arkivole nuk ishin aspak prej hekuri (ose kristali, sipas legjendave të tjera), por të zakonshëm, prej druri, megjithëse të dekoruar shumë. Dhe sigurisht, nuk bëhej fjalë për një magnet të madh që i mbështeste ata.

Siç shkroi për këtë revista ruse Biblioteka dlya chteniya, "kështu, histori të ngjashme me fabulat e njëmijë e një netëve zhduken sapo të ketë një mundësi për t'i kontrolluar ato me vëzhgim". Fjalë të arta!

Cili magnetizëm është gjatësor dhe cili është tërthor?

Në vitin 1939, shkencëtari gjerman Dr. W. Braunbeck bëri një mrekulli të vërtetë duke pezulluar trupa të vegjël në një fushë magnetike të vazhdueshme. Për më tepër, këto trupa rrinin pezull në ajër, duke mos prekur asgjë, ashtu si arkivoli mitik i Muhamedit (Fig. 337). Por është e nevojshme të flitet veçanërisht për këto trupa, pasi ato përbëheshin nga substancat e tyre, të cilat deri në shekullin e 20-të. konsiderohet si jomagnetike.

Oriz. 337. Skema e eksperimentit të V. Brownbeck: 1 - një copë bismut; 2 - polet e elektromagnetit

Ne e dimë se një magnet tërheq objekte hekuri. Përveç hekurit, tërhiqen edhe metalet afër tij - nikeli dhe kobalti. Metalet e tilla quhen feromagnet. Nëse këto metale nxehen në pikën Curie, atëherë ato pushojnë së tërhequr nga magneti - kjo ishte e njohur tashmë për Hilbertin. Por për të qenë të saktë, ato vazhdojnë të tërheqin, vetëm qindra mijëra herë më të dobëta. Këto metale bëhen paramagnetike. Për shembull, gadoliniumi metalik bëhet një ferromagnet vetëm në temperatura nën 16 ° C, dhe mbi të është paramagnetik. Pika Curie për të vjen në temperaturën e dhomës. Ka shumë paramagnet. Këto metale janë magnezi, kalciumi, alumini, kromi, mangani, gazi i oksigjenit dhe shumë të tjerë.

Por rezulton se ka shumë më tepër substanca të tjera - diamagnet, të cilat zmbrapsen nga një magnet. Vërtetë, kjo zmbrapsje e diamagnetit është shumë e dobët dhe e vështirë për t'u vërejtur.

Në vitin 1778, shkencëtari pak i njohur Anton Brugmans vendosi një copë metali bismut në një varkë të vogël letre, e vendosi në ujë dhe i solli një magnet. Dhe ndryshe nga sensi i zakonshëm i asaj kohe, anija filloi të lundronte larg magnetit. Ky rezultat ishte aq i pazakontë sa shkencëtarët as nuk e kontrolluan atë, por thjesht nuk i besuan Brugmans. Shumë i madh ishte autoriteti i Hilbertit, i cili pretendonte se nuk mund të kishte trupa të zmbrapsur nga një magnet.

Është e mahnitshme se sa telashe mund të sjellë autoriteti i një shkencëtari! Edhe në gjëra të thjeshta, ku arsyeja e shëndoshë thjesht të thotë të kontrollosh opinionin e një autoriteti, njerëzit preferojnë ta besojnë këtë mendim dhe jo ta kontrollojnë.

Pra, Aristoteli pohoi se miza ka katër këmbë, dhe gratë kanë më shumë dhëmbë në gojë se burrat. Dhe pothuajse 1500 vjet pas Aristotelit, askush nuk u mërzit të kapte një mizë dhe të numëronte numrin e këmbëve të saj ose të numëronte numrin e dhëmbëve në gojën e gruas së tij. Dhe cila është këshilla e shkencëtarëve të lashtë se si të zvogëloni forcën e magneteve me ndihmën e hudhrës apo diamanteve! Autoriteti i jashtëzakonshëm i Hilbertit ishte i nevojshëm për të hedhur poshtë këtë mendim të vendosur mirë, por thelbësisht të gabuar. Por i njëjti Gilbert shkruan: “Plini, një person i shquar ... kopjoi nga të tjerët një përrallë që është bërë e njohur në kohët moderne, falë ritregimeve të shpeshta: në Indi, pranë lumit Indus, ka dy male; natyra e njërës, e përbërë nga një magnet, është e tillë që ruan të gjithë hekurin; tjetra, e përbërë nga feamed, sprapsin hekurin. Pra, nëse ka gozhdë hekuri në këpucë, atëherë nuk ka se si t'i grisni thembra nga një prej këtyre maleve dhe nuk ka se si të shkelni mbi tjetrin. Albertus Magnus shkruan se në kohën e tij u gjet një magnet i cili tërhiqte hekurin në njërën anë dhe tërhiqte atë nga ana tjetër.

Legjenda e një guri të caktuar, të huazuar nga Plini, gjendet shpesh në librat mesjetarë. I njëjti Plini mund të lexohet: “Ata thonë se ka një mal tjetër në Etiopi, dhe jo shumë larg nga Zimiri (mali magnetik) i përmendur më lart, i cili krijohet nga guri me fedra, i cili nuk mund ta mbajë hekurin, duke e hedhur jashtë dhe duke e shtyrë. larg vetes.”

Ndoshta të lashtët vunë re se disa substanca, duke përfshirë grafitin, materiali më i fortë diamagnetik dhe më i përhapur në natyrë, zmbrapsen nga një magnet. Kush mund të pengonte dikë tjetër në kohët e lashta të kryente eksperimentin e thjeshtë të Brugmans duke vendosur një copë grafiti në një tapë ose dërrasë lundruese? Ky do të ishte fillimi i doktrinës së diamagnetit, i cili formoi bazën e legjendave për feamedes.

Rezultati i deklaratës autoritative të Hilbertit ishte se askush nuk i besonte Brugmans. Vërtetë, më vonë eksperimentet e tij u përsëritën nga shkencëtari francez Henri Becquerel (gjyshi i të famshmit Henri Becquerel, i cili zbuloi radioaktivitetin e uraniumit) dhe natyrisht erdhën në të njëjtin rezultat. Pak nga pak, shkencëtarët u mbështetën në idenë se bismuti ende zmbrapset nga një magnet, por ky është një përjashtim nga rregulli. Mendimi se vetëm tre metale - hekuri, nikeli dhe kobalti tërhiqen nga një magnet, dhe të gjitha substancat e tjera janë indiferente ndaj tij, mbizotëroi shkencën deri në vitin 1845. Sepse pikërisht në këtë vit shkencëtari i madh anglez Michael Faraday (1791-1867) vërtetuar se nuk ka substanca në natyrë që janë plotësisht indiferente ndaj një magneti. Faraday besonte se forcat natyrore janë një dhe vetitë magnetike janë të natyrshme në të gjitha substancat që ekzistojnë në natyrë.

Për të zbuluar edhe aftësinë e papërfillshme të trupave për t'u tërhequr ose zmbrapsur nga një magnet, Faraday i pezulloi këta trupa në një fije të hollë të gjatë midis poleve të një elektromagneti të fuqishëm. Sa më e gjatë të ishte filli, aq më pak forcë kërkohej për të devijuar - tërhequr ose zmbrapsur - trupin. Në fund të fundit, kur një trup i varur devijon, ai lëviz në një hark dhe ngrihet pak. Graviteti i Tokës tenton ta kthejë trupin në pozicionin e tij origjinal, më të ulët dhe parandalon devijimin. Por sa më e gjatë të jetë filli, aq më pak lakim i harkut dhe aq më pak përpjekje kërkohet për ta devijuar atë. Sado e rëndë të jetë ngarkesa, qoftë edhe qindra tonë, nëse është e varur në një litar të gjatë, puntorët e montimit e devijojnë lehtësisht me duar, duke synuar me saktësi vendin e uljes.

Me këtë metodë, Faraday testoi mijëra substanca dhe u sigurua që absolutisht të gjithë trupat e studiuar reagojnë ndaj një fushe magnetike në një mënyrë të ndryshme, në një masë të ndryshme. Disa metale dhe lidhje - feromagnet - tërhiqen fuqishëm nga një magnet. Një numër më i madh i substancave, të cilat Faraday i quajti paramagnetike, tërhiqen, dhe një numër i madh substancash - të gjitha substancat e tjera, përveç ferromagneteve dhe paramagneteve - zmbrapsen nga një magnet. Faraday i quajti ata diamagnet.

Fjalët "paramagnet" dhe "diamagnets" dallohen me parashtesat "para" dhe "dia". Këto parashtesa në greqisht do të thotë "përgjatë" dhe "përgjatë". Nëse merrni shufra nga një paramagnetik dhe një diamagnetik, i varni në një fije ose i vendosni në një gjilpërë dhe i futni në fushë midis dy poleve të një magneti, atëherë ata do të sillen ndryshe. Një shufër paramagnetike, si një shufër ferromagnetike, skajet e së cilës tërhiqen nga polet e magnetit, do të vendoset përgjatë linjat e forcës fusha - nga pol në pol (Fig. 338, a). Një shufër diamagnetike, skajet e së cilës, kur i afrohen polit të magnetit, fitojnë të njëjtin polaritet, do të priren të marrin një pozicion të tillë që skajet të jenë larg çdo pol të magnetit, domethënë pingul me linjat e fushës magnetike. (Fig. 338, b). Prandaj emri i këtyre magneteve. Numri i diamagnetëve është i madh, sigurisht që është më i madh se lista që Faraday përpiloi në bazë të eksperimenteve të tij: “Jod, dyll, çamçakëz arabe, fildish, qengj i tharë, viçi i thatë, viçi i freskët, gjak i freskët, gjak i tharë, bukë , bojë kineze, porcelan Berlini, krimb mëndafshi, qymyr druri… kjo listë mund të renditet për një kohë shumë të gjatë. Edhe vetë njeriu është gjithashtu një diamagnet.”

Oriz. 338. Pozicioni i shufrave paramagnetike (a) dhe diamagnetike (b) midis poleve të magneteve

"Nëse do të ishte e mundur të varesh një person në një pezullim mjaft të ndjeshëm," shkroi Faraday, "dhe ta vendosësh atë në një fushë magnetike, atëherë ai do të vendosej përtej linjave të forcës, pasi të gjitha substancat nga të cilat ai përbëhet, duke përfshirë gjak, keni këtë pronë”.

Për të theksuar se sa gjithëpërfshirës është diamagnetizmi, thuhet se të gjitha substancat në natyrë janë diamagnet; si përjashtim nga rregulli, ka paramagnet, dhe shumë rrallë - feromagnet. Por gjatë gjithë kohës besohej se vetëm këta feromagnetë "të rrallë" kanë veti magnetike!

Oriz. 339. Flaka e qiririt “shtyhet” nga fusha magnetike

Por në fund të fundit, Hilberti nuk mund të mos dinte se flaka e një qiri zmbrapset nga poli i një magneti, shtyhet nga fusha magnetike, pasi produktet e djegies janë diamagnetike (Fig. 339). Përveç kësaj, Hilberti shpesh vendoste copa hekuri dhe magnet në një tapë lundruese dhe vëzhgonte tërheqjen e tyre, zmbrapsjen e poleve me të njëjtin emër dhe orientimin e magnetit në polet e Tokës. Çfarë i kushtoi atij, duke dyshuar për zmbrapsjen e disa substancave në përbërjen e flakës nga magneti, të vendoste blozën, blozën apo edhe një copë qiri mbi një trap tape dhe t'i sillte një magnet të fortë? Kjo duhet të ishte bërë të paktën për t'u siguruar që feameds janë të pamundura. Hilberti kreu mijëra e mijëra eksperimente të ndryshme, por ai nuk filloi ta kryente këtë eksperiment, sepse nuk e pa pikën në të, duke qenë i bindur paraprakisht se nuk mund të kishte substanca të zmbrapsura nga një magnet. Por më kot!

Duke u rikthyer te "arkivoli i Mahometit" i bërë nga njeriu nga Dr. V. Brownback, duhet theksuar se ishin diamagnetët - bismut dhe grafiti - që ishin pezulluar në një fushë magnetike. E para peshonte 8 miligramë dhe e dyta peshonte 75. Fuqia e fushës magnetike midis poleve të magnetit ishte 23,000 oersteds, që është shumë.

Çfarë lloj pezullimi është magnetik?

Në vitin 1939, shkencëtari gjerman W. Braunbeck vërtetoi se, në parim, është e mundur të varet arkivoli i Muhamedit. Për këtë, do të ishte mirë ta bëni atë nga grafiti, megjithëse druri është i përshtatshëm, ai tashmë është diamagnetik. Por për të kryer këtë ndërmarrje është e vështirë: për të pezulluar objekte kaq masive, nevojitet një fushë magnetike me intensitet monstruoz me një vëllim të madh.

Dr. Brownback përdori një elektromagnet për eksperimentet e tij, përndryshe ai nuk do të ishte në gjendje të merrte një forcë kaq të lartë të fushës magnetike me ndihmën e magnetëve të përhershëm të kohës. Por elektromagneti kërkonte një furnizim të vazhdueshëm të rrymës. Nga pikëpamja e energjisë, doli edhe fyese - një elektromagnet i pangopur i aftë për të ngritur tonelata ngre miligramë.

Në vitin 1956, shkencëtari holandez A. Boerdik zbatoi një pezullim pa kontakt, dhe pa konsum të energjisë. Përvoja e Bourdick është si vijon: një magnet i përhershëm cilindrik është instaluar vertikalisht mbi një hemisferë të një diamagneti të fortë - grafit. Dhe në hendekun mes tyre vendoset një magnet i vogël, me peshë rreth 2 miligramë, një magnet në formën e një rondele mikroskopike me madhësinë e një koke gjilpëre. Magneti magnetizohet në mënyrë që një skaj i tij është Poli i Veriut, tjetri është Poli i Jugut.

Dhe magneti varet në këtë hendek (Fig. 340).

Oriz. 340. Përvoja e A. Boerdik - pezullimi në fushën e një magneti të përhershëm:

1 - hemisfera grafit; 2 - magnet i madh; 3 - magnet i vogël

Pse po ndodh kjo? Nga njëra anë, grafiti diamagnetik përpiqet të largojë rondele magnetike. Por top, edhe sikur forcat e diamagnetit të mjaftonin për këtë, përsëri do të binte ose do të kthehej në anën e tij. Diamagneti nuk mbështetej në këtë - ai thjesht ofron të gjithë ndihmën e mundshme për magnetin në mënyrë që të shkëpusë vetëm topin magnetik nga sipërfaqja e tij. Përveç kësaj, magneti e përqendron këtë rondele, e pengon atë të kthehet anash ose buzë.

Forcat e tërheqjes magnetike nuk janë të mjaftueshme për të shkëputur një objekt nga çdo sipërfaqe dhe për ta tërhequr atë drejt jush me shpejtësi rrufeje. Ato janë të mjaftueshme vetëm për të ngritur pak rondele me ndihmën e një diamagneti, pas së cilës forca e zmbrapsjes diamagnetike të grafitit do të ulet ndjeshëm. Pra, tufa magnetike varet, duke mos qenë në gjendje as të bjerë mbi grafit ose të tërhiqet nga poli i magnetit. Eshtë e panevojshme të thuhet, një magnet lundrues dhe një magnet i madh përballen me njëri-tjetrin me pole të kundërta.

Pezullimi i kujt ishte më i mirë - Brownback apo Boerdik? E veshtire per tu thene. Këtu më vjen ndërmend një krahasim shumë i saktë i këtyre pezullimeve me një helikopter dhe një tullumbace. Cili është më mirë të përdoret për të ngritur një ngarkesë? Helikopteri, duke mbajtur ngarkesën, shpenzon vazhdimisht energji për të rrotulluar helikën - është si një pezullim Brownback. Baloni nuk konsumon energji për këtë, por është shumë më i madh se një helikopter, dhe nëse është me të njëjtën madhësi, atëherë ngre shumë më pak ngarkesë - ky është pezullimi Boerdik.

Por, çka nëse përdorim një kombinim të një helikopteri dhe një tullumbace, d.m.th., të ndërtojmë një aeroplan magnetik? Një përpjekje e tillë u bë nga shkencëtari gjerman E. Shteingrover, dhe pezullimi i tij magnetik ishte fjalë për fjalë Hercules në krahasim me pezullimet Braunbeck dhe Boerdik. Pezullimi Steingrover, duke përdorur vetitë e ferromagnetit dhe diamagnetit, bëri të mundur varjen e një disku në një pajisje elektrike precize që peshon deri në 50 g! Kjo është 1000 herë më shumë se më parë.

Pesha kryesore në pezullimin e Steingrover "mbahet" nga një magnet i përhershëm në formë unaze, i cili përqendron magnetët e vegjël cilindrikë dhe i tërheq lart. Por meqenëse një pozicion i tillë është i paqëndrueshëm (kujtoni ndalimin e Earnshaw!), atëherë boshti i diskut, mbi të cilin janë montuar këto shufra, duhet menjëherë të kërcejë lart ose poshtë. Shpikësi e projektoi atë në mënyrë të tillë që të prirej të zbriste pak. Por këtu boshti mbështetet nga një kushinetë diamagnetike në formën e një unaze grafiti, të zmbrapsur nga një magnet i fortë i përhershëm. Dhe zmbrapsja është e vogël - vetëm 0,04 N, por kjo është e mjaftueshme për ta bërë pezullimin magnetik të qëndrueshëm (Fig. 341).

Oriz. 341. Varëse E. Steingrover:

1 - magnet i përhershëm në formë unaze; 2 – magnet cilindrikë; 3 - disk i pezulluar; 4 - unazë grafiti; 5 - magnet i poshtëm

Këto janë truket që duheshin përdorur për të varur një pjesë që peshon vetëm 50 g pa kontakt me sende të tjera!

Më shumë, dukej se mund të ëndërrohej vetëm. Megjithatë, disa vite më parë, sipas raportimeve të gazetave, shkencëtarët nga Universiteti i Nottingham-it në Angli vendosën një bretkocë të gjallë në një fushë magnetike aq të fuqishme sa ajo, si një diamagnet i zakonshëm, filloi të notonte në ajër!

Eksperimentet filluan me diamagnet të ngurtë - bismut, antimoni, vazhduan në ato të lëngshme - aceton, propanol dhe arritën në bimë dhe kafshë të gjalla - bretkosa dhe peshq. Dhe në vjeshtën e vitit 1997, përsëri, sipas raporteve të gazetave, në qytetin japonez të Osaka u hap atraksioni i parë i levitacionit në botë për kafshët. Kafshët shtëpiake arrijnë të fluturojnë lart

lartësia deri në 17 m Ata thonë se u pëlqen shumë të fluturojnë. Me sa duket, një fushë e fortë magnetike nuk i dëmton ata, të paktën për një moment.

Ata nuk guxojnë t'i vendosin njerëzit në një fushë magnetike kaq të fortë - studimet mbi efektet e fushave të tilla në organizmat e gjallë nuk kanë përfunduar ende. Fushat magnetike të përdorura për të ngritur lart qeniet e gjalla janë jashtëzakonisht të forta - mijëra herë më të forta se ato të krijuara nga magnetët e zakonshëm të përhershëm dhe shumë renditje të madhësisë më të forta se fusha e magnetizmit tokësor ku jetonin këto krijesa.

Epo, këta arkivole të Muhamedit fusha magnetike nuk do të dëmtojë, dhe për këtë arsye ngritja e tij nuk përjashtohet fare!

A është pezullimi "i nxehtë"?

Tani le të flasim për pezullimin e nxehtë. Kjo, natyrisht, nuk ka të bëjë me nxehtësinë. Nëse thjesht ngrohim ngarkesën ose mbështjelljen që e mban pezull, do të arrijmë pak. Efekti i ngrohjes këtu merret, si të thuash, në vetvete; është një efekt anësor.

Historia e pezullimit të nxehtë shkon prapa në vitet '90 të shekullit XIX, kur shpikësi amerikan Elihu Thompson tregoi përvojën e tij të famshme. Thelbi i përvojës ishte ky. Shpikësi vendosi një unazë alumini në një elektromagnet cilindrik me një bërthamë tela hekuri, dhe më pas lidhi një rrymë alternative me një frekuencë mjaft të lartë në dredha-dredha. Në të njëjtën kohë, unaza u ngrit lart mbi thelbin dhe fluturoi larg në anën (Fig. 342). Çfarë force e hodhi unazën lart?

Oriz. 342. Përvoja e E. Thompson:

1 - prizë; 2 - unazë alumini; 3 - elektromagnet

Kur drejtimi i rrymës në mbështjelljen e elektromagnetit ndryshon, polariteti i tij ndryshon, dhe për këtë arsye, induksioni magnetik në bërthamë ndryshon ndjeshëm si në madhësi ashtu edhe në shenjë. Nëse një elektromagnet i tillë vendoset pranë një mbështjelljeje përcjellësi të mbyllur, në të do të shfaqet një rrymë induksioni (e induktuar). Ai, nga ana tjetër, krijon fushën e tij magnetike, duke kundërshtuar fushën magnetike të elektromagnetit.

Dhe unaza e aluminit është e njëjta dredha-dredha, vetëm nga një kthesë.

Dhe elektromagneti kërkon të shtyjë shpejt fushën magnetike të unazës nga e vetja, dhe bashkë me të edhe vetë unazën. Çfarë ndodhi në eksperimentin e E. Thompson.

Në këtë rast, rryma alternative nuk është aspak e nevojshme. Një rrymë induktive mund të induktohet duke lëvizur një përcjellës pranë polit të një magneti. Për shembull, në njehsorët elektrikë, një disk alumini, që rrotullohet midis poleve të një magneti të fortë, ngadalësohet për shkak të rrymave të induksionit (vorbull) që ndodhin në disk.

Përvoja e diskut mund të paraqitet si të kujton eksperimentin e E. Thompson. Ne hapim një majë prej bakri ose alumini dhe afrojmë një magnet mjaft të fortë pranë tij nga ana (Fig. 343, a). Pjesa e sipërme do të largohet menjëherë nga magneti dhe do t'i shmanget me kokëfortësi, pavarësisht se nga e sjellim magnetin. Për më tepër, zmbrapsja e fushave magnetike të magnetit dhe rryma e induktuar mund të tejkalojë ndjeshëm forcën e tërheqjes nga magneti i një trupi ferromagnetik, të paktën në të njëjtën majë. Nëse rrotullojmë mjaft fort jo një alumin, por një majë hekuri, atëherë me një frekuencë të lartë rrotullimi ai do të sprapsë magnetin dhe në një frekuencë të ulët do të tërhiqet prej tij. Është vënë re se një volant metalik që rrotullohet mbi një magnet, si të thuash, humb peshë (Fig. 343, b).

Dhe tani në lidhje me efektin anësor të ngrohjes së trupave të pezulluar në një pezullim të tillë.

Në Panairin Botëror të Nju Jorkut në vitin 1939, ky suspension i mrekullueshëm i tiganit, atëherë thjesht një lodër, u shfaq në pavionin "Mrekullitë e Teknologjisë". Frekuenca e rrymës ishte vetëm 60 Hz - frekuenca e zakonshme industriale e rrymës në SHBA (në vendin tonë - 50 Hz), diametri i tiganit ishte 300 mm. Edhe pse autori nuk ishte në këtë ekspozitë, pasi kishte lindur pikërisht në vitin e hapjes së saj, ai pa një instalim të tillë dhe madje u kujdes që tigani i peshuar të nxehet. me rrymë induksioni. Autori pa një instalim të tillë në vitet '50. Shekulli 20 në vendin tonë në ... cirk. Po, po, u demonstrua me sukses në cirk nga një artist i quajtur Sokol, dhe tigani prej alumini ishte më i zakonshmi, vetëm pa dorezë, dhe elektromagneti u vendos në pjesën e sipërme të ... frigoriferit.

Efekti ishte i mahnitshëm: në një tigan të varur në ajër mbi frigorifer (Fig. 344), vezët e skuqura u skuqën dhe madje u trajtuan për audiencën! Dhe më pas kjo lodër filloi të funksionojë në teknologji, dhe doli të ishte shumë premtuese. Tani e ardhmja e metalurgjisë së lidhjeve speciale është e lidhur me të. Fakti është se gjatë shkrirjes së disa metaleve dhe lidhjeve, kontakti i tyre me krusinën në të cilën ato zakonisht shkrihen është i papranueshëm, prandaj, shkrirja në një gjendje të pezulluar doli të ishte një gjetje e vërtetë në prodhimin e lidhjeve të tilla, për shembull. , aliazhe ultra të pastra ose agresive që reagojnë me crucible.

Një instalim për shkrirjen e metaleve në pezullim u shfaq për herë të parë në 1952 dhe dukej pak më ndryshe nga lodra e përshkruar. Dredha-dredha janë bërë në formën e një mbështjelljeje të sipërme dhe të poshtme në formë hinke, të ushqyer nga një rrymë e frekuencës audio prej rreth 10,000 Hz. Në bobinën e poshtme u vendos një copë metali, e cila duhej të shkrihej dhe rryma u ndez. Metali notoi midis mbështjelljeve dhe filloi të nxehet (Fig. 345). Pasi u shkri, mori formën e një maje dhe zbriti. Metali i shkrirë mund të ftohet duke reduktuar rrymën, dhe më pas, me një ulje të mëtejshme të rrymës, të vendoset tashmë në një gjendje të ngurtë në spiralen e poshtme.

Kështu shkriheshin alumini, titani, argjendi, ari, indiumi, kallaji dhe metale të tjera dhe në një atmosferë gazesh inerte, hidrogjen dhe në vakum. Një shkrirje e tillë është veçanërisht e dobishme për titanin, i cili reagon lehtësisht me materialin e kutisë në gjendje të shkrirë.

Oriz. 345. Avullimi i metalit të shkrirë në një fushë elektromagnetike

Çfarë lloj trenash po fluturojnë?

Trenat fluturues konsiderohen si transporti i shekullit të 21-të, puna në to po kryhet në të gjitha vendet e zhvilluara teknikisht. Dhe gjithçka filloi në vitin 1910, kur belgu E. Bachelet - një punëtor montues i thjeshtë që nuk mori asnjë Edukim special, ndërtoi modelin e parë të trenit fluturues në botë dhe e testoi atë. E. Bachelet punoi shumë për të zbatuar idenë e tij për gati 20 vjet. Sigurisht, për transportin e pasagjerëve, modeli i tij ishte i vogël, por gjithsesi bëri një përshtypje mahnitëse për bashkëkohësit e tij. Akoma - një makinë 50 kilogramësh në formë puro e një treni fluturues u përshpejtua me një shpejtësi të padëgjuar në atë kohë - mbi 500 km / orë!

Rruga magnetike Bachelet ishte një zinxhir shtyllash metalike me bobina të montuara në majat e tyre. Ndërsa nuk kishte rrymë në këto mbështjellje, makina ishte e palëvizshme mbi to. Por pas ndezjes së rrymës, rimorkio u ngrit mbi mbështjellje dhe u var në ajër. Tani edhe një fëmijë mund ta lëvizte atë. Por nuk kishte nevojë të shtyhej kjo rimorkio - ajo u përshpejtua vetë, nga e njëjta fushë magnetike në të cilën ishte pezulluar.

Makina fluturuese e E. Bachelet bëri bujë në të gjithë botën, u quajt një mrekulli e shekullit të 20-të. Në Francë, ata vendosën të përdornin rimorkiot E. Bachelet në vend të postës së qytetit pneumatike të atëhershme popullore, në Angli do të ndërtonin një model të plotë të rrugës E. Bachelet me vagona të mëdhenj. Por më pas puna u ndal dhe dikur projektet e bujshme u harruan.

Pothuajse njëkohësisht me Bachelet - në 1911 - Profesori i Institutit Teknologjik Tomsk B. Weinberg zhvillon një pezullim shumë më ekonomik për një tren fluturues. Ndryshe nga E. Bachelet, Weinberg propozoi që të mos largoheshin rrugët dhe makinat nga njëra-tjetra, gjë që është e mbushur me kosto të mëdha energjie, por t'i tërhiqte ato me njëra-tjetrën me elektromagnet të zakonshëm. Sigurisht, rruga duhet të vendoset në majë të makinës në mënyrë që të kompensojë gravitetin e trenit me tërheqjen e tij.

Megjithatë, çdo magnet, duke përfshirë edhe atë elektrik, nëse, duke tërhequr, e ka lëvizur trupin nga vendi i tij, atëherë sigurisht që do ta tërheqë atë drejt vetes derisa të prekë. Për fat të mirë, elektromagneti mund të fiket me kohë dhe trupi do të ndalojë në çdo distancë të paracaktuar prej tij.

Por treni fluturues i Weinberg ishte më dinak. Vagoni i hekurit fillimisht ishte vendosur jo saktësisht nën elektromagnet, por disi pas tij. Njëkohësisht në “tavanin” e rrugës u pezulluan edhe elektromagnetët në të gjithë gjatësinë e saj me një interval të caktuar ndërmjet tyre.

Duke lënë rrymë në elektromagnetin e parë, ne shkaktuam ngritjen e rimorkios së hekurit dhe avancimin e saj drejt magnetit. Por një moment para se rimorkio të duhej të prekte elektromagnetin dhe të ngjitej në të, rryma ishte fikur dhe rimorkioja, duke vazhduar të fluturonte përpara për shkak të shpejtësisë që kishte fituar, filloi të zvogëlohej në lartësi. Pastaj elektromagneti tjetër u ndez dhe rimorkio, duke rënë në fushën e tij magnetike, u ngrit përsëri, duke rritur shpejtësinë përpara. Pra, përgjatë një trajektoreje të ngjashme me valën, rimorkio “vraponte” nga magneti në magnet pa i prekur ato (Fig. 346).

Oriz. 346. Pezullimi i makinës fluturuese B. Weinberg: 1 - elektromagnet; 2 - vagon

Profesor Weinberg doli të ishte më largpamës se Bachelet në një mënyrë tjetër. Duke ditur rezistencën e madhe të ajrit kur lëviz çdo trup, duke përfshirë një makinë, me shpejtësi të madhe, shpikësi e vendosi makinën e tij në një tub bakri jo magnetik, nga i cili pomponte ajrin. Dhe nëse Bachelet, për të zvogëluar rezistencën e ajrit, i dha rimorkios së tij një formë të efektshme në formë puro, atëherë për B. Weinberg rimorkio ishte e padobishme. Meqenëse praktikisht nuk kishte ajër brenda tubit, nuk kishte gjithashtu rezistencë - rimorkio kishte formën e një cilindri të zakonshëm. Në pjesën e sipërme të tubit u ngjitën elektromagnet, të cilët përshpejtuan rimorkio e B. Weinberg në një shpejtësi prej 800 km / orë! Vetëm predha të armëve me tytë të shkurtër të kalibrit të madh - mortaja dhe mortaja - fluturuan me një shpejtësi të tillë. Sigurisht, do të ishte edhe më ekonomike të përdorni magnet të fortë të përhershëm në vend të elektromagnetëve, por problemi është se ata nuk mund të fiken! Treni në mënyrë të pashmangshme do të tërhiqej nga tavani dhe do të ngjitej në të.

Këtu është e drejtë të kujtojmë se shkenca dhe teknologjia shumë herë u kthyen përsëri në zgjidhjet e vjetra, me sa duket, tashmë të vjetruara. Nuk është çudi që ata thonë se e reja është e vjetra e harruar mirë. E gjithë kjo është plotësisht e zbatueshme për pezullimin e trenave fluturues. Nëse nuk dëshironi që magneti të ngjitet në magnet, kthejeni polaritetin e njërit prej tyre dhe ata do të zmbrapsen (Fig. 347)!

Oriz. 347. Zmbrapsja e poleve të ngjashme të magneteve është parimi i pezullimit magnetik

Kështu që ekspertët e pezullimit të trenave fluturues erdhën sërish në idenë e Bachelet, por në vend të elektromagnetëve rrymë alternative përdoren magnete konvencionale të përhershme. Rruga mbi të cilën do të pezullohej treni ishte e shtruar me magnet në mënyrë që ata të ishin të kthyera lart me të njëjtat shtylla. Pjesa e poshtme e makinës ishte gjithashtu e mbuluar me magnet, gjithashtu e kthyer nga poshtë me të njëjtat shtylla, por në mënyrë të tillë që makina të largohej nga rruga (Fig. 348).

Oriz. 348. Makina e varur në magnet të përhershëm:

1 - pantofla; 2 - vagon; 3 – magnet i makinës; 4 - magnet rrugor

Këtu duhet të plotësohen të paktën dy kushte: magnetët duhet të jenë mjaftueshëm të fortë për ta hequr makinën nga rruga, dhe përveç kësaj, makina nuk duhet të bjerë anash - sepse pezullimi i përhershëm i magnetit, siç e dimë nga ndalimi i Earnshaw, është i paqëndrueshëm. .

Besohet se me shpejtësi mbi 500 km / orë është tashmë e rrezikshme përdorimi i rrotave konvencionale. Rrotat speciale të bëra nga materiale ultra të forta dhe të lehta lejojnë dyfishimin afatshkurtër të shpejtësisë, si në makinat me raketa rekord garash. Por këto janë rrota shumë jo të besueshme, dhe është për shkak të prishjeve të tyre që më shpesh ndodhin aksidente.

Ndërkohë, për testimin e raketave në tokë, shpesh përdoren sajë që rrëshqasin përgjatë shinave udhëzuese. Ata i rezistojnë shpejtësive disa herë më të mëdha se shpejtësia e zërit, megjithatë, me humbje të mëdha energjie - në fund të fundit, ju duhet të mbani barrën e pajisjeve të testuara. Pantoflat, të cilat mbrojnë makinën në shiritin magnetik nga rënia anash, praktikisht nuk mbajnë asnjë ngarkesë, kështu që konsumi i energjisë dhe konsumimi në to janë të papërfillshme.

Le t'i kthehemi pyetjes - a do të kenë magnetët e përhershëm forcë të mjaftueshme për ta mbajtur makinën mbi rrugë. Në kohën e Hilbertit vështirë se do të ishte e mundur të ndërtohej një rrugë e tillë. Por që atëherë, mundësitë e magnetëve të përhershëm janë rritur ndjeshëm.

Në fillim të shekullit XX. Çeliqet e kromit, tungstenit dhe kobaltit filluan të përdoren për magnet të përhershëm, dhe në vitet '30. – aliazhe të veçanta magnetike, të cilat bëjnë të mundur marrjen e magneteve shumë të fortë. Për më tepër, nuk është aspak e nevojshme që përbërësit e këtyre lidhjeve të jenë feromagnet. Duket paradoksale, por, për shembull, aliazhi Heusler, i përbërë nga dy paramagnet (mangan dhe alumin) dhe një diamagnet (bakër), është një ferromagnet i fortë. Ose një aliazh i mahnitshëm - silmanal. Gjithashtu nuk përmban asnjë ferromagnet: mangan, argjend dhe alumin. Silmanal jep magnet të përhershëm shumë të fortë, dhe ndryshe nga shumica e tyre, nuk është i brishtë. Magnetët Silmanal mund të përpunohen në vegla makinerie, të rrotullohen në një shirit dhe të bëhen tela.

Por aliazhi magnetik më praktik është alnico, i cili përbëhet nga alumini, nikeli dhe kobalti, dhe prej tij ende prodhohen shumë magnet të përhershëm. Në vitet 50. Shekulli 20 U morën magnet të lirë dhe të lehtë të bazuar në ferritet e bariumit, një material i lirë dhe shumë i zakonshëm në Rusi.

Vërtetë, ka magnet - kampionë në pronat e tyre, por ato janë shumë të shtrenjta. Për shembull, një aliazh platini me kobalt do të bëjë të mundur marrjen e një magneti të aftë të ngrejë një ngarkesë hekuri 2000 herë më shumë se pesha e tij.

Sidoqoftë, magnetët e përhershëm të shfaqur kohët e fundit të prodhuara nga materiale të rralla të tokës samarium, neodymium dhe praseodymium në lidhjen e tyre me kobalt dhe hekur janë më premtues. Magnetët e bërë nga elementë të rrallë të tokës, të tilla si samarium-kobalt, që kanë një forcë jo më pak se magnetet platin-kobalt, janë shumë më të lirë se ata. Çmimet moderne për këta magnet janë vetëm disa herë më të larta se ato të zakonshmet, por sa herë janë më të fortë se të fundit!

Por le të mos përqendrohemi në këta magnet premtues për momentin. Edhe ferritet e lira, me të cilat është shtruar një nga rrugët ekzistuese magnetike, me një hendek midis magneteve 10 mm, bëjnë të mundur marrjen e një force ngritëse prej 12,3 kN për metër katror të sipërfaqes së trasesë së asfaltuar. Masa e vetë magnetëve, për shembull, për një makinë me 100 vende, e projektuar për një shpejtësi prej 450 km/h, arriti në 18% të peshës totale të makinës. Avantazhi i një rruge të tillë magnetike është thjeshtësia e saj dhe mungesa e kostove të energjisë për pezullimin e trenit.

Nëse flasim për perspektivat, një shpejtësi më e madhe se 500 km / orë, vetëm rezistenca e ajrit na pengon të zhvillojmë. Ka vetëm një rrugëdalje nga kjo situatë - ajo që përdori profesor Weinberg. Duke vendosur një tren fluturues në një tub ose tunel, nga i cili pompohet ajri, mund të merrni jo vetëm supersonik, por edhe shpejtësi kozmike. Dhe vakuumi në tub nuk duhet të ketë frikë: avionët e sotëm me presion fluturojnë në një atmosferë që ndryshon pak në rrallim nga ajo në një tub për një tren maglev. Projekti premtues i rrugës Planetran, e cila duhet të lidhë brigjet lindore dhe perëndimore të Shteteve të Bashkuara, parashikon një tren maglev në një tunel tub vakum. Shpejtësia e trenit është 22.500 km/h, që është pothuajse e barabartë me shpejtësinë e parë kozmike!

Është i përshtatshëm për të lëvizur kaq shpejt, veçanërisht në të tilla vend i madh si Rusia. Vini re se në asnjë avion tjetër përveç raketë hapësinore, një shpejtësi e tillë nuk mund të zhvillohet. Dhe në një tub vakum - ju lutem. Dhe nuk nevojitet konsumi i karburantit me një oksidues - treni në tub do të përshpejtohet nga një fushë magnetike udhëtuese, si në motorët elektrikë, të cilët do të diskutohen më vonë. Dhe një i madh energjia kinetike, që do të grumbullojë ky tren, mund të merret prej tij në të njëjtën mënyrë, vetëm në modalitetin e frenimit. Ashtu si në ashensorë: kur ngrihet një ngarkesë energji potenciale grumbullohet dhe gjatë zbritjes kthehet në rrjet përmes motorit elektrik.

Më falni, por një tren i tillë mund të shërbejë si një pajisje e shkëlqyer për ruajtjen e energjisë në shkallë globale! Në fund të fundit, çdo kilogram masë që lëviz me një shpejtësi prej 8 km / s grumbullon energji prej 32 MJ, ose pothuajse 10 kWh. Ky është një kapacitet i padëgjuar i lartë specifik i ruajtjes së energjisë. Dhe me një masë treni, për shembull, 10 6 kg, që është një tregues mesatar, ai do të grumbullojë pothuajse 10 milion kWh energji. Energjia e akumuluar e këtij urdhri mund të përmirësojë ndjeshëm sistemin energjetik, jo vetëm vend i madh por edhe e gjithë bota. Në një pjesë të tokës është ditë, në një tjetër është natë. Energjia e akumuluar mund të furnizohet në atë pjesë të botës ku është më e nevojshme. Nëse fokusohemi te energjia diellore, atëherë teprica e saj në atë pjesë të botës ku është e lehtë duhet të grumbullohet edhe në bazë të motit me re ose gjatë natës. Në botën e zhvilluar, kostoja e energjisë elektrike gjatë natës është shumë më e ulët se gjatë ditës, dhe një pajisje ruajtëse mund të balancojë këtë kosto.

Një telash - treni erdhi në destinacionin përfundimtar, dhe ju pëlqen apo jo - shpërndani të gjithë energjinë e grumbulluar për të ndaluar! Por kjo mund të shmanget nëse një rrugë e tillë me shpejtësi të lartë mbyllet në një unazë. Llogaritjet tregojnë se për këtë nuk është aspak e nevojshme të shtrihet rruga në të gjithë globin, megjithëse kjo do të ishte më e mira. Autori llogariti se një unazë me madhësinë e Unazës së Moskës (100 km e gjatë) do të ishte mjaft e mjaftueshme, të paktën për nevojat e të gjithë vendit. Në të njëjtën kohë, vetë treni duhet të mbyllet në një unazë, dhe dimensionet e "makinave" përgjatë seksionit kryq mund të jenë vetëm 1 × 1 m. Natyrisht, tubi ku do të "fluturojnë" trena të tillë që grumbullojnë energji. si në sistemin Planetran, është vakum, dhe pezullimi është magnetik. Autori projektoi projektin e një "super-akumulatori" të tillë si një shpikje ruse, mbase një ditë në të ardhmen do t'ju vijë në ndihmë. Përsëri, rusët do të jenë të parët këtu.

Dhe nëse nuk flasim për projekte globale, atëherë pezullimi magnetik tashmë mund të ndihmojë sot si kushineta për volant të mëdhenj (përsëri, disqet!), Turbina dhe pjesë të ngjashme të rënda rrotulluese. Çfarë nuk shkon me kushinetat e rregullta? Po, sepse, së pari, ata kërkojnë lubrifikim dhe kujdes, gjë që, për shembull, është e vështirë në vakum. Së dyti, qëndrueshmëria e tyre lë shumë për të dëshiruar. Dhe së treti, - humbjet e energjisë për rrotullim, të cilat, nga rruga, shkojnë në shkatërrimin e të njëjtave kushineta.

Pezullimi magnetik, i bazuar në magnet të zakonshëm të përhershëm, i përqendruar në kushineta miniaturë, pothuajse të shkarkuara (për të mos humbur stabilitetin e Earnshaw!), Është në gjendje të sigurojë performancën "rekord" të mëposhtëm:

- qëndrueshmëri - dekada me pothuajse asnjë mirëmbajtje;

– humbje të ulëta të energjisë për rrotullim;

– shpejtësi të lartë, të paarritshme për kushinetat konvencionale.

Një diagram i një pezullimi të tillë magnetik është paraqitur në Fig. 349. Për të minimizuar humbjet dhe masën e magneteve, ato grupohen rreth qendrës në një kolonë ose bateri. U përdorën gjithashtu një numër mashtrimesh që përbëjnë shpikjen, përkatësisht, pjesët e trupit të pezullimit, të cilat më parë ishin vetëm çakëll, u përdorën si elementë aktivë. Përveç kësaj, është arritur një varësi optimale - e butë - e forcës ngritëse nga zhvendosjet vertikale. Kjo do të thotë, nëse forca ngritëse e pezullimit është 15 kN, atëherë nuk do të ndryshojë kur hendeku midis magnetëve ndryshon - nga një gabim montimi ose zgjerimi termik.

Një pezullim i tillë, i cili ka një raport të ulët rekord të masës së magnetit me masën e ngarkesës së pezulluar (më pak se 0.5%), u zhvillua nga autori për një nga kompanitë gjermane të energjisë dhe u prodhua në një ndërmarrje të specializuar në Moskë. Kapaciteti i ngarkesës 15 kN (pesha e volantit - 1,5 t); magnetet e bazuara në përbërjen "hekur - neodymium - bor" janë mjaft të lira.

Aktualisht, janë krijuar magnet të tillë të fortë të përhershëm dhe sisteme të tilla pezullimi "të zgjuara" që në të ardhmen e afërt duhet të presim një përdorim të gjerë të kushinetave magnetike në teknologji në vend të atyre konvencionale.

Oriz. 349. Pezullimi magnetik i volantit në formën e një "baterie" magnetësh:

1 - volant; 2 - magnet fiks; 3 - magnet lëvizës

Më derdh gjysmë litër ... magnet!

Për një kohë të gjatë, njerëzit janë përpjekur të prodhojnë lëngje magnetike duke trazuar pluhurat e imta të materialit ferromagnetik në ujë, vaj dhe lëngje të tjera. Por asgjë e mirë nuk erdhi prej saj, pezullimi i pluhurit në lëng - pezullimi - u shpërbë dhe pluhuri u vendos: grimcat e materialit doli të ishin shumë të mëdha dhe të rënda.

Por në vitet '60. Shekulli 20 pluhuri i ferritit ishte bluar aq mirë në një mulli me top, saqë, duke u derdhur në një përzierje vajguri dhe acidi oleik, ai pushoi së precipituari. Njerëzimi ka marrë një magnet të lëngshëm.

Çfarë është puna këtu? Rezulton se grimcat e pluhurit ishin tashmë aq të vogla sa lëvizja termike (Brownian) e molekulave nuk i lejonte ato të vendoseshin dhe u përftua një zgjidhje koloidale, e cila njihet tek ne si e bardha e vezës, ngjitës shkrimi dhe shumë substanca të ngjashme. . Përkthyer nga latinishtja, një zgjidhje e tillë quhet ngjitës, si ngjitës. Shumica e ngjitësve - zdrukthtari, silikati, etj. - janë gjithashtu zgjidhje koloidale.

Doli se lëngu magnetik ka veti të reja, shumë interesante. Para së gjithash, lëngu magnetik nuk është një ferromagnet, por paramagneti më i fortë - një superparamagnet. Nëse derdhni një lëng magnetik në një gotë dhe sillni një magnet nga poshtë, atëherë ai formon një antinyjë, e cila në shikim të parë është plotësisht e pamundur për lëngjet - një kodër, pothuajse e vështirë për t'u prekur (Fig. 350). Nëse e sillni magnetin anash, atëherë lëngu do të ngjitet në mur dhe mund të ngrihet aq lart sa të doni pas magnetit. Nëse derdhet mbi sipërfaqen e ujit, atëherë një magnet i ulur në ujë mund ta mbledhë shpejt atë në polin e magnetit. Është keq nëse është një magnet i përhershëm, nuk do të jetë aq e lehtë të "shqyer" lëngun e fortë nga magneti. Nëse lëngu magnetik derdhet me rrjedhje nga një gotë në tjetrën, atëherë është shumë e lehtë ta vjedhësh atë duke sjellë një magnet në anën e rrjedhës.

Kushdo që e sheh këtë lëng viskoz, të rëndë, kafe të errët për herë të parë, nuk beson se lëngjet mund të sillen në këtë mënyrë në prani të magneteve. Duket se është një mashtrim i zgjuar.

Tani janë shpikur shumë aplikacione të dobishme për lëngjet magnetike: për mbylljen e boshteve dhe pistonëve, për lubrifikimin "të përjetshëm", për mbledhjen e vajit të derdhur në ujë, për përpunimin e mineraleve, për trajtimin dhe diagnostikimin e shumë sëmundjeve, madje edhe për shndërrimin e drejtpërdrejtë të energjisë termike në energji mekanike.

Le të flasim për aplikimet më interesante dhe premtuese të lëngut magnetik për teknologjinë. Këtu duhet të futni surfaktantë dhe të aplikoni truke të tjera në mënyrë që lëngu të dalë i qëndrueshëm dhe të mos përkeqësohet, d.m.th., të mos mpikset (koagulohet si qumështi), të mos thahet, të mos shkrihet, etj.

Oriz. 350. Magnet nën një gotë me ferrofluid

Më në fund, lëngu magnetik është gati. Ku mund të përdoret?

Përdoret më gjerësisht për mbylljen - mbylljen e boshllëqeve midis pjesëve lëvizëse të makinave. Më shpesh është e nevojshme të mbyllni boshtet rrotulluese. Kur boshti është ferromagnetik (për shembull, çeliku), atëherë një magnet unazor me dy rondele vendoset në bosht me një hendek, boshllëqet e të cilit me boshtin - një ose të dy - janë të mbushura me lëng magnetik. Ajo nxiton menjëherë në hendek, ku forca e fushës magnetike është maksimale, dhe ngrin atje në një masë të trashë xhelatinoze (Fig. 351).

Oriz. 351. Grumbullim magnetik i boshtit të çelikut:

1 - këshilla; 2 - bosht; 3 – lëng magnetik; 4 - magnet

Boshti mund të jetë gjithashtu jo magnetik, si bronzi, titani dhe madje edhe qelqi. Pastaj rondelet afrohen me njëra-tjetrën, dhe hendeku midis tyre mbushet me lëng magnetik. I mbështjellë në një rrotull të dendur unazore, lëngu shtypet edhe kundër një boshti jomagnetik dhe e mbyll atë (Fig. 352).

Oriz. 352. Mbyllja magnetike e një boshti jomagnetik:

1 - bosht; 2 – lëng magnetik; 3 – magnet; 4 - këshilla

Lëngu magnetik, veçanërisht vaji, mund të përdoret me sukses si një lubrifikant "i përhershëm", duke e mbushur atë me kushineta rrëshqitëse dhe rrotulluese, madje edhe me kuti ingranazhesh dhe kuti shpejtësie, duke e mbajtur atë në vendin e duhur me magnet (Fig. 353). Për më tepër, mekanizma të tillë jo vetëm që vetë-vulosen me lëng magnetik, por edhe lubrifikohen.

Oriz. 353. Lubrifikimi "i përjetshëm" i një kushinete të thjeshtë:

1 - magnet; 2 - tufa; 3 - bosht; 4 - lëng magnetik

Shtrohet pyetja: a mundet lëngu magnetik në të cilin ndodhet pezullimi grimcat magnetike, të jetë një lubrifikant? A do të luajë ajo rolin e pluhurit të zmerile?

Doli që jo, dhe kjo është vërtetuar nga eksperimente të shumta. Përmasat e grimcave janë aq të vogla sa nuk ndikojnë në asnjë mënyrë në përfundimin e sipërfaqes së pjesëve të fërkimit, sikur të mos ekzistojnë.

Lëngu magnetik mund të luajë rolin jo vetëm të lubrifikimit, por edhe të vetë kushinetës. Nëse, gjatë rrotullimit të boshtit, ai vihet në rrotullim të shpejtë me ndihmën e pikave të veçanta në sipërfaqen e boshtit, atëherë në të do të notojnë edhe boshte të ngarkuara shumë (Fig. 354). Kushinetat e tilla quhen magnetohidrodinamike.

Oriz. 354. Kushinetat magnetohidrodinamike:

a - kushinetë radiale; b - kushineta e shtytjes; F - forcat

Lëngu magnetik ka një tjetër veti të mahnitshme, vërtet unike. Në të, si në çdo lëng, trupat më pak të dendur notojnë dhe trupat më të dendur se vetë fundosen. Por nëse aplikoni një fushë magnetike në të, atëherë trupat e mbytur fillojnë të notojnë. Për më tepër, sa më e fortë të jetë fusha, trupat më të rëndë ngrihen në sipërfaqe. Duke aplikuar një fushë magnetike me intensitet të ndryshëm, është e mundur që trupat të notojnë me një densitet të caktuar. Kjo veti e lëngut magnetik përdoret tani për të pasuruar mineralin. Ajo mbytet në një lëng magnetik, dhe më pas, me një fushë magnetike në rritje, shkëmbi bosh detyrohet të notojë, dhe më pas copa të rënda xehe.

Ka edhe pajisje printimi dhe hartimi që funksionojnë me lëng magnetik. Bojës i shtohet pak lëng magnetik dhe kjo bojë spërkatet në një rrjedhë të hollë mbi letrën e shtrirë përpara saj. Nëse avioni nuk devijohet nga asgjë, do të tërhiqet një vijë. Por elektromagnetët vendosen në rrugën e rrjedhës, si elektromagnetët devijues të një kineskopi televiziv. Roli i rrjedhës së elektroneve këtu luhet nga një rrjedhje e hollë e bojës me një lëng magnetik - elektromagnetët e refuzojnë atë, dhe shkronjat, grafika dhe vizatimet mbeten në letër.

Lëngu magnetik përdoret gjithashtu për grumbullimin e produkteve të ndryshme të naftës në sipërfaqen e deteve, oqeaneve, liqeneve. Ndodh shpesh që një person të mos jetë në gjendje të parandalojë ndotjen me naftë të sipërfaqes së ujit, për shembull, në rast të një aksidenti të cisternës së naftës, kur një njollë e madhe mbulon shumë kilometra katrorë të detit, duke ndotur gjithçka përreth. Pastrimi i ujit nga ndotës të tillë është një detyrë shumë e vështirë, e gjatë dhe jo gjithmonë e realizueshme. Por lëngu magnetik ndihmon edhe këtu.

Një sasi e vogël e lëngut magnetik spërkatet mbi njollën e derdhur nga një helikopter, e cila tretet shpejt në njollën e naftës, më pas magnete të forta zhyten në ujë dhe njolla fillon të tkurret deri në një pikë, këtu pompohet nga pompat. . Uji bëhet përsëri i pastër.

Dhe çfarë hapësire për lëngjet magnetike në mjekësi! Le të imagjinojmë se një pjesë e caktuar e trupit duhet të trajtohet me një lloj ilaçi, pa prekur pjesën tjetër të trupit. Për shembull, është e nevojshme që ajo të përqendrohet në ndonjë organ të një personi dhe gjaku ta bartë atë në të gjithë trupin. Pas përzierjes së ilaçit në lëngun magnetik, ai injektohet në gjak dhe më pas vendoset një magnet pranë vendit të lënduar. Natyrisht, lëngu magnetik, dhe bashkë me të edhe ilaçi, së shpejti do të mblidhen pranë magnetit dhe do të veprojnë vetëm në pjesën e sëmurë të trupit.

Pse të mos blini një nofull magnetike?

Biseda për vetitë shëruese të magneteve, si dhe metodat e trajtimit me to, ka vazhduar që nga kohërat e lashta.

Megjithatë, këto raporte ishin kontradiktore. Ja çfarë ka shkruar “babai i magnetizmit” Hilbert për këtë. “Dioscorides mëson se një magnet me ujë të përzier me mjaltë ... jepet për të kuruar lagështinë yndyrore. Galeni shkruan se një magnet ka një fuqi të ngjashme me atë të hematitit. Të tjerë thonë se magneti shkakton prishje mendore, i bën njerëzit melankolikë dhe më së shpeshti i vret. Thuhet nga indianët lindorë se një magnet, i marrë në sasi të vogla, ruan rininë, ndaj thuhet se mbreti i vjetër Zeylam ka urdhëruar që nga magneti të bëhen kupa në të cilat përgatiteshin ushqim për të.

Vetë Gilbert, për shembull, besonte se "në formën e tij të pastër, një magnet mund të jetë jo vetëm i padëmshëm, por gjithashtu të ketë aftësinë të rregullojë brendësinë shumë të lagësht dhe të kalbur dhe të përmirësojë përbërjen e tyre". Nuk është thënë shumë shkencërisht për mjekun e jetës së mbretëreshës Elizabeth dhe një nga shkencëtarët më të mëdhenj të kohës së saj, por ka disa të vërteta në këtë.

Jo më kot mjekët e famshëm të antikitetit, si themeluesi i mjekësisë Hipokrati, mjeku i lashtë romak Galeni dhe mjeku mesjetar Paracelsus, shkruan për magnetin si ilaç. Magnet për qëllime shërimi në kohët e lashta mbaheshin në gjoks, në rrip, të lidhur në krahë dhe këmbë. Egjiptianët e lashtë e shtypën magnetin në pluhur dhe e futën brenda, duke besuar se ruante rininë. Një bashkëkohës dhe mik i kompozitorëve Mozart, Haydn dhe Gluck, mjeku i famshëm nga Vjena, Franz Mesmer, trajtoi një sërë sëmundjesh me një magnet.

Gjithçka filloi me faktin se në 1774 Mesmer filloi të aplikonte magnet në vendin e lënduar të pacientëve të tij dhe papritur për të, shumë sëmundje që nuk ishin kuruar më parë filluan të zhdukeshin. Në 1775, Akademia bavareze zgjodhi Mesmerin si anëtar për këtë.

Mesmer besonte se i gjithë universi dhe qeniet e gjalla janë të ngopura me një lëng magnetik ose gaz - lëng. Një atmosferë magnetike përhapet rreth një personi dhe polet magnetike gjenden në trupin e tij. Nëse lëngu rrjedh në trupin e njeriut në drejtimin e duhur, atëherë gjithçka është në rregull, por nëse jo, atëherë personi sëmuret. Në këtë rast, në trup duhet të vendoset një magnet në një vend të caktuar, i cili korrigjon situatën me lëngun e tij dhe pacienti shërohet.

Çështja erdhi në kuriozitet. Për shembull, në 1780 u hap një zyrë mjekësore në Londër e quajtur Kalaja e Shëndetit. Pika kryesore e programit të shërimit në këtë kështjellë ishte "shtrati i yjeve" i vendosur mbi dyzet magnete të mëdhenj. Për para të mëdha - 100 paund - pacienti mund të kalonte natën në "shtratin e yjeve" dhe t'i nënshtrohej efektit terapeutik të magneteve.

Në 1777, Shoqëria Mbretërore Franceze e Mjekësisë organizoi një komision që testoi suksesin e trajtimit me magnet dhe arriti në përfundimin se "është e pamundur të mos njohësh efektin terapeutik të magnetit". Magneti rekomandohej veçanërisht për trajtimin e sëmundjeve nervore, konvulsioneve, konvulsioneve dhe dhimbjeve të kokës.

Oriz. 355. "Atmosfera magnetike" nga Dr. Durville (a) dhe magnetizmi njerëzor sipas tij (b) ("+" - poli jugor; "-" - veri)

Mjeku francez D'Urville magnetizoi ujin me një magnet të fortë patkoi dhe më pas trajtoi pacientët e tij me këtë ujë. Uji "magnetik" ndihmoi në shërimin e plagëve, shërimin e ulcerave.

Dr. Durville besonte se ekziston një lloj "atmosfere magnetike" rreth një personi (Fig. 355, a), dhe vetë personi ka magnetizëm me polet e tij veriore dhe jugore (Fig. 355, b).

Në shekullin e 19-të, farmacitë homeopatike në Shën Petersburg dhe Moskë shisnin në maksimum "magnetët shërues", për shembull, bishtajat magnetike (Fig. 356). Mjekët, duke reklamuar këto magnete, shkruan:

Oriz. 356. Gjurmët magnetike, të cilat në shek. Prodhohet në masë në përmasa të ndryshme

"Me ndihmën e magneteve, jeta, e cila po shuhet në një trup të rraskapitur nga një seri e gjatë vuajtjesh, ringjallet pikërisht nga fluksi i forcave të reja."

Kohët e fundit, kur filluan t'i kushtojnë vëmendje të shtuar efekteve anësore të ilaçeve kimike, mjekët përsëri tërhoqën metodat e vjetra të trajtimit, duke përfshirë magnetet - magnetoterapinë.

Oriz. 357. Byzylyk magnetik mjeksor antik

Tani janë mjaft të zakonshme byzylykët magnetikë (Fig. 357), të cilët shërbejnë për të barazuar presionin e gjakut dhe kanë një efekt qetësues te njeriu. Më besoni, edhe kjo është një e vjetër e harruar!

Autori dikur qepi një magnet të fortë për tokë të rrallë në pjesën e pasme të një kravate dhe e mbajti këtë kravatë rreth qafës së tij për një kohë të gjatë. Por presioni i gjakut dhe mirëqenia nuk kanë ndryshuar aspak. Por një miku, të cilin autori i dha hua për të mbajtur një kravatë, ai e ndihmoi. Sërish prova kontradiktore!

Vëmendje e veçantë janë eksperimentet për të identifikuar efektet e fushave të forta magnetike te njerëzit dhe kafshët.

Në vitin 1892, një qen u vendos midis poleve të një magneti të fortë në laboratorin e Edisonit dhe kur studiuesit u bindën se asgjë e dëmshme nuk kishte ndodhur, vendosën një djalë atje. (Një përvojë që sot do të konsiderohej krim!) Por as djalit nuk i ndodhi asgjë e keqe. U arrit në përfundimin se fushat e forta magnetike janë të padëmshme për trupin.

Një nga këto eksperimente "të pamatur" u përshkrua nga fizikani V.P. Kartsev në librin e tij mbi magnetizmin.

"Më kujtohet se si një inxhinier i ri, pasi kishte vendosur të provonte padëmshmërinë e një fushe magnetike, nguli kokën në hendekun e një elektromagneti të një makine të fuqishme atomike.

- Pra, si është? e pyetën.

- Asgje speciale. Vetëm kur dilni jashtë, si një lloj blic para syve, si nga një "blitz" fotografik.

Shkencëtarët e quajnë këtë flash fosfen. Me shumë mundësi, kjo është për shkak të faktit se kur fusha magnetike ndryshon (kur një person largohet nga sfera e veprimit të fushës magnetike ose hyn në të), në indet e trurit shkaktohen biokrryma "të jashtme", duke shtrembëruar pamjen e zakonshme.

Megjithatë, studimet e kujdesshme të organizmave të gjallë në fusha të forta magnetike kanë zbuluar ndryshime në gjak dhe një sërë fenomenesh të tjera të padëshirueshme. Prandaj, mjekët e njohën ekspozimin e zgjatur ndaj fushave të forta magnetike si të dëmshme.

Duke folur për ndikimin e magneteve në shëndetin e njerëzve, nuk mund të mos përmenden instrumentet magnetike dhe protezat. Të gjithë e dinë një shembull të një teksti shkollor kur një grimcë ose rroje çeliku hiqen nga syri me një elektromagnet. Ata dolën me këtë metodë më shumë se 100 vjet më parë në Angli. Për të njëjtin numër vitesh, është e njohur metoda e zbulimit dhe nxjerrjes së fragmenteve metalike nga plagët me elektromagnet. Në vitin 1887, kjo metodë u testua tek presidenti amerikan J. Garfield, i cili u qëllua gjatë atentatit.

Me sonda magnetike, është e lehtë të hiqni objektet e çelikut të gëlltitura aksidentalisht nga stomaku. Në fund të kësaj sondë është një elektromagnet i fortë i ushqyer nga jashtë përmes telave fleksibël të izoluar.

Gjatë Luftës së Parë Botërore, fragmentet e çelikut shpërthyen nga plagët me një elektromagnet dhe ata e ushqenin atë jo me rrymë të drejtpërdrejtë, por me rrymë alternative, gjë që lehtësoi procedurën.

Në të njëjtën kohë, në vitin 1915, në Amerikë u shpik një "krah magnetik", domethënë një krah protetik me një elektromagnet në fund. I mundësuar nga një bateri, ky elektromagnet lejonte një person me aftësi të kufizuara të mbante vegla të ndryshme me doreza hekuri.

Me interes është proteza magnetike e nofullës, në të cilën dhëmbët janë bërë nga magnet të fortë të drejtuar nga të njëjtat pole me njëri-tjetrin. Një nofull e tillë mban mirë në gojë për shkak të zmbrapsjes së dhëmbëve të magnetit. Një gjë është e keqe - ia vlen të hapesh, pasi goja të hapet automatikisht!

Ku shkoi Poli i Veriut?

Ndonjëherë, kur duan të theksojnë paprekshmërinë e diçkaje, e krahasojnë atë me një gjilpërë të busullës që tregon veriun. Shumica e njerëzve besojnë me naivitet se kjo shigjetë tregon me të vërtetë veriun, dhe gjithmonë ka qenë dhe do të jetë gjithmonë. Ndoshta kështu mendojnë edhe shumë nga lexuesit e këtij libri.

Rezulton se gjilpëra e busullës nuk tregon fare veriun, por një vend që, fare rastësisht sot, doli të jetë afër Polit të Veriut gjeografik - polit magnetik të Jugut. Polet gjeografike janë pikat e daljes së boshtit të rrotullimit të Tokës. Hera e fundit që Poli Magnetik i Jugut përkoi me Polin Gjeografik të Veriut ishte në vitin 1663. Më shumë do të thuhet se si shkencëtarët e kanë vërtetuar këtë. Dhe sa i përket poleve magnetike të Tokës, në veçanti Jugut, ai bën sot udhëtimet më të ndërlikuara dhe të paparashikueshme rreth globit.

700 milionë vjet më parë, ky pol ndodhej në brigjet e Kalifornisë moderne (pika A, Fig. 358). Pastaj filloi të zhvendoset në jug, kaloi praktikisht përgjatë ekuatorit në perëndim, 200-300 milion vjet më parë u gjend në brigjet e Japonisë (përsëri, moderne!), vetëm atëherë u kthye në veri dhe në 1663 përkoi me veriun gjeografik Poli i Tokës (pika AT).

Oriz. 358. "Udhëtimi" i Polit Magnetik të Jugut (rreshti AB - sipas shkencëtarëve evropianë; rreshti A? B? - sipas shkencëtarëve amerikanë)

Kjo është sipas shkencëtarëve evropianë. Me çështjen e “udhëtimit” të poleve magnetike të Tokës janë marrë edhe paleontologët amerikanë, por rezultatet e tyre janë shumë të ndryshme nga ato evropiane. Kështu, amerikanët besojnë se ky pol 700 milion vjet më parë filloi udhëtimin e tij nga mesi i Oqeanit Paqësor (pika A?), Më pas ai u zhvendos jo aq në jug sa në perëndim, kaloi përmes Kinës, Mongolisë dhe vendit tonë, përshkroi një lak pranë polit Gjeografik Verior dhe iu afrua mjaftueshëm me të (pika B?). Pozicioni aktual i Polit magnetik të Jugut nuk shkakton mosmarrëveshje midis paleontologëve amerikanë dhe evropianë.

Nëse shkencëtarët australianë ose afrikanë do ta kishin marrë çështjen e udhëtimit të poleve magnetike të Tokës, atëherë të dhënat e tyre gjithashtu nuk do të përputheshin me njëra-tjetrën.

Per Cfarë bëhet fjalë? Është e qartë se Toka ka vetëm dy pole magnetike dhe poli magnetik i jugut mund të lëvizë përgjatë vetëm një trajektoreje të vetme. Çfarë i shkaktoi mospërputhjet në dëshmitë e shkencëtarëve nga vende të ndryshme?

Para se t'i përgjigjemi kësaj pyetjeje, le të shohim se si shkencëtarët e gjejnë pozicionin e poleve magnetike të Tokës në të kaluarën e largët.

Studimi i fushës magnetike të Tokës në epokat e kaluara gjeologjike, ndonjëherë të ndarë nga ne me qindra miliona vjet, ose paleomagnetizmi i Tokës, është një shkencë e re - paleomagnetologjia, që do të thotë "shkenca e magnetizmit të lashtë". Hulumtimi i paleomagnetologëve bazohet në studimin e magnetizimit të mbetur të shkëmbinjve, që u ngritën gjatë formimit të tyre.

Kjo ndodhi gjatë shpërthimit të shkëmbinjve të shkrirë miliona vjet më parë. Lava e nxehtë që përmban grimca hekuri, duke u ftohur në fushën e magnetizmit tokësor, mori një magnetizim në varësi të pozicionit të poleve magnetike të Tokës. Ky magnetizim mbeti i pandryshuar për miliona vjet dhe u mat nga paleomagnetologët duke përdorur instrumente precize moderne. Duke ditur moshën e shkëmbit dhe drejtimin e magnetizimit të tij, nuk është e vështirë të përcaktohet pozicioni i poleve magnetike të Tokës gjatë kësaj periudhe.

Dhe është e mundur të gjurmohet lëvizja e poleve magnetike gjatë mijëvjeçarëve të fundit me saktësi shumë të lartë - një sasi e madhe e të dhënave për këtë u jepen shkencëtarëve nga qeramika e lashtë e djegur. Produktet qeramike, mosha e të cilave tashmë mund të përcaktohet me saktësi më të madhe, ruajnë magnetizmin e tyre, të marrë gjatë ftohjes pas pjekjes. Dhe nëse një produkt i tillë nuk ra në një zjarr aksidental pas prodhimit të tij, atëherë ai shërbeu si dëshmi e pakundërshtueshme e vendndodhjes së poleve magnetike të Tokës në lindjen e tij.

Shkëmbinjtë sedimentarë, që lindin nga depozitimi i ngadaltë i grimcave të vogla në ujë, janë gjithashtu dëshmitarë të mirë të ndryshimeve në magnetizmin tokësor. Këto grimca qëndrojnë në ujë për një kohë shumë të gjatë në gjendje të pezulluar, si shigjetat e një busull, ato orientohen në fushën magnetike të Tokës dhe vendosen në këtë pozicion. Kështu lind magnetizimi i shkëmbinjve sedimentarë të orientuar drejt poleve antike të Tokës.

Dhe së fundmi, pozicioni i poleve magnetike matet dhe regjistrohet me instrumente precize. Pra, për 20 vjet, nga 1928 deri në 1948. Poli magnetik jugor i Tokës është zhvendosur me 150 km! Nëse do të lëvizte gjatë gjithë kohës me një shpejtësi të tillë, përkatësisht 7.5 km në vit, atëherë në 100 milionë vjet do të udhëtonte përgjatë dhe në të gjithë sipërfaqen e Tokës.

Dhe tani, kur tashmë dimë për ndryshueshmërinë e vendndodhjes së poleve magnetike të Tokës, le të kthehemi në pyetjen se pse pozicionet e këtyre poleve, të llogaritura nga shkencëtarë nga kontinente të ndryshme, nuk përkojnë. Në të vërtetë, në të njëjtin moment, pozicioni i polit është një dhe i vetëm, dhe gabimi nuk mund të jetë kaq i madh, përveç nëse, natyrisht, vetë dëshmitarët e paleomagnetizmit zhvendosen qëllimisht. Por me çfarë forcash mund të transferohen artificialisht qindra e mijëra kilometra dhe të zgjerohen sasi të mëdha shkëmbinjsh vullkanikë dhe sedimentarë në të njëjtën kohë? Përfundimi i vetëm sugjeron vetveten: vetë kontinentet u zhvendosën së bashku me këta shkëmbinj, përshkuan distanca të mëdha, duke lundruar në qendrën e lëngshme dhe të nxehtë të Tokës, si luhatjet e akullit në oqean. Pra, nëse kontrolloni shtegun e kësaj lëvizjeje, lëvizni mendërisht figurën qindra miliona vjet mbrapa, atëherë kontinentet do të konvergojnë në një superkontinent të quajtur Gondwana, ose Pangea (Fig. 359).

Kush e "njolloi" Diellin?

Pra, Toka jonë është ende një magnet me dy pole të theksuara të Veriut dhe Jugut, ose një magnet dipol. Lërini këta pole të ecin si të duan, le të ndryshojnë vendet, magnetizmi i Tokës le të dobësohet ose forcohet, por Toka është magnet.

Por fqinji më i afërt i Tokës - Hëna - është pothuajse plotësisht i lirë nga magnetizmi. Kjo është vërtetuar si nga satelitët ashtu edhe nga instrumentet e instaluara drejtpërdrejt në Hënë. Kështu, një busull magnetik do të ishte i padobishëm në hënë.

Mërkuri, planeti më afër Diellit, ka një fushë magnetike dipole, të ngjashme me atë të Tokës, por rreth 100 herë më e dobët. Duke qenë se nuk është shumë i fortë as në Tokë, nuk është e lehtë ta zbulosh atë në Mërkur.

Planeti Venus doli të ishte pothuajse plotësisht i lirë nga një fushë magnetike, të paktën ekzistuese në thellësitë e bërthamës. Është 10,000 herë më e dobët se toka. Sigurisht, atmosfera e fuqishme e Venusit reagon ndaj rrjedhave të plazmës diellore dhe magnetizmi i induktuar lind në të. Por vetë planeti rrotullohet shumë ngadalë dhe mungesa e çdo lloj rryme në thelbin e tij, të cilat gjenerojnë një fushë magnetike, shoqërohet me këtë.

Marsi ka një fushë magnetike të dobët, e cila mund të thuhet se është pak më e fortë se ajo e Venusit dhe ka një karakter dipol.

Kanë mbetur edhe pesë planetë. Deri më tani nuk mund të thuhet asgjë përfundimtare për fushat magnetike të Uranit, Neptunit dhe Plutonit, por Jupiteri dhe Saturni kanë kompensuar më shumë se sa pak informacionin rreth fushave magnetike të planetëve të tjerë.

Në Jupiter - planeti gjigant - fusha magnetike më gjigante. Ajo, si Toka, është bipolare - dipole, por pothuajse 200 herë më e fortë. Është interesante se në Jupiter, ndryshe nga Toka, polet magnetike janë afër atyre gjeografike me të njëjtin emër, domethënë, poli magnetik i jugut është në hemisferën jugore, dhe ai i veriut është në veri.

E njëjta pamje vërehet edhe në Saturn. Vetë ky planet është më i vogël se Jupiteri, bërthama e tij e lëngshme është gjithashtu e vogël, kështu që fusha magnetike e Saturnit është e ngjashme me fushën e Jupiterit, por më e dobët.

Pra, ekziston një tjetër, trupi kryesor sistem diellor- qendra e tij, vetë Dielli. Dhe megjithëse ky yll, më i afërti me ne, ndodhet shumë larg - pothuajse 150 milion km nga Toka, fusha magnetike e Diellit ka një ndikim jashtëzakonisht të madh tek ne. Fenomeni më interesant në Diell për sa i përket magnetizmit të tij janë njollat ​​në sipërfaqen e tij.

Njollat ​​e diellit u vunë re për herë të parë në 1611 nga prifti jezuit Scheiner, i cili, duke parë ndriçuesin përmes një teleskopi të ndërtuar së fundmi nga Galileo, pa njolla të errëta në sipërfaqen e tij. Siç ishte zakon në një urdhër jezuit me disiplinën e tij më të rreptë, Scheiner i raportoi vëzhgimet e tij gjeneralit të urdhrit. Ai nuk ka dashur as të kontrollojë mesazhin e Shayner, duke e këshilluar atë të heshtë për hir të tij. Koha ishte e tillë që ishte e mundur të kënaqej zjarri.

Qëndrimi ndaj Diellit, si diçka ideale, ishte aq i fortë sa as Galilei i madh nuk e besoi mesazhin e Scheiner dhe deklaroi: "Dielli është syri i botës dhe nuk mund të vuajë nga gjemba!"

Kështu ndodhi që për gati 70 vjet, nga 1645 deri në 1715. njollat ​​në Diell praktikisht nuk u shfaqën, gjë që minoi shumë besueshmërinë e zbulimit të Scheiner. Por nuk mund të fshehësh një fëndyell në një çantë, ata filluan të shikojnë Diellin me vëmendje përmes teleskopëve dhe, më në fund, pas një pushimi të gjatë, ata përsëri panë pika atje. Nuk mbetej gjë tjetër për të bërë veçse t'i falni Diellit, duke e rregulluar këtë me thënien: "Ka njolla në Diell!"

Njerëzit filluan të pyesin veten: si të shpjegohen njollat ​​e errëta në sipërfaqen e nxehtë të yllit?

Në vitin 1800, astronomi i famshëm anglez W. Herschel propozoi një hipotezë fantastike, nga e cila bashkëkohësi ynë mund të shqetësohet. Në thellësi të Diellit ka jetë inteligjente, atje është e freskët dhe njollat ​​janë zona të errëta të kores së ftohtë që shfaqen përmes reve të nxehta. Dhe kjo ide u konsiderua si një hipotezë pune për gati një shekull!

Më në fund, në vitin 1908, shkencëtari amerikan D. Hale zbuloi se ekziston një fushë magnetike e fortë në njollat ​​e diellit - rreth 3,000 oersteds. Në pjesën tjetër të sipërfaqes, fusha është mijëra herë më e vogël, gjë që dha arsye për të parë në pika polet e magnetit që doli në sipërfaqen e Diellit.

Rezulton se në zorrët e Diellit ka unaza tub magnetike paralele me ekuatorin, të formuar nga i njëjti proces dinamo si në zorrët e Tokës. Vetëm në Diell, për arsye të ndryshme që lidhen me madhësinë e tij dhe proceset që ndodhin në thellësi, këto tuba mund të kenë drejtime të ndryshme. fushë force, dhe ekzistuese në të njëjtën kohë. Duke u ngritur ngadalë në sipërfaqen e Diellit, këta tuba hapen, duke formuar skajet e hapura të poleve të magnetit.

Fusha magnetike totale e Diellit ndryshon në një cikël 11-vjeçar, kështu që për 11 vjet poli magnetik i Veriut është në hemisferën veriore, dhe jugu - në jug. Për 11 vitet e ardhshme, polariteti i poleve magnetike është i kundërt me atë gjeografik. Por gjëja më e mahnitshme është se ky "ndryshim i polaritetit" nuk ndodh njëkohësisht, dhe për disa muaj ose një vit Dielli kthehet në një monopol të madh - një magnet misterioz me vetëm një pol të vetëm.

Oriz. 360. Dalja e tubave të vijave në sipërfaqen e Diellit

Kur tubi magnetik "dalë" nga zorrët e Diellit, në sipërfaqen e tij zhvillohen njolla diellore për disa ditë (Fig. 360). Së pari, në dalje të skajeve të tubit, shfaqen një ose disa pika të zeza të dukshme përmes një teleskopi me një diametër prej qindra kilometrash, dhe më pas në një ose dy ditë ato rriten në një vend me madhësi dhjetëra mijëra kilometra.

Rrjedhimisht, magnetizmi "njolloi" Diellin. Dhe, duke parë përpara, le të themi se këto pika të fuqisë magnetike në dukje të largëta në yll luajnë një rol të madh në jetën tonë!

Jehona tokësore e stuhive diellore

Momenti i shfaqjes së njollave në Diell karakterizohet nga maksimumi i aktivitetit diellor, i cili gjithashtu ka një periudhë 11-vjeçare. Aktiviteti diellor, ose stuhitë diellore, është i lidhur me një sërë ngjarjesh tokësore që luajnë një rol të madh në jetën tonë. Kjo lidhje u vu re, u studiua dhe u përshkrua më plotësisht nga shkencëtari rus A. L. Chizhevsky. Shkencëtari vuri re se proceset më të ndryshme në planetin tonë zakonisht kanë një natyrë ciklike dhe ndodhin njëkohësisht, dhe këto procese janë të lidhura ngushtë me ndryshimet në aktivitetin magnetik të Diellit.

Kështu, për shembull, frekuenca e shpërthimeve të epidemive, sëmundjeve të kafshëve dhe bimëve përkon me periudhën e aktivitetit diellor. Chizhevsky shprehu publikisht mendimet e tij të para për këtë çështje që në vitin 1915 (Fig. 361).

“Një astronom që lexon epidemiologjinë e kolerës habitet pa dashje nga fakti se vitet e stuhive diellore dhe uraganeve të njohura për të shkaktojnë fatkeqësi kaq të mëdha dhe, përkundrazi, vitet e qetësisë dhe paqes diellore përkojnë me vitet. të çlirimit të njeriut nga tmerri i pakufi i këtij armiku të padukshëm të papërmbajtshëm”.

Për të verifikuar vërtetësinë e lidhjes midis epidemive dhe periodicitetit të aktivitetit diellor, Chizhevsky përdori një metodë të quajtur më vonë metoda e mbivendosjes së epokës. Shkencëtari mori një kurbë mesatare të aktivitetit diellor për nëntë periudha dhe më pas futi të dhëna statistikore për sëmundjet e kolerës në Rusi në të njëjtat periudha ndër vite. Dhe para syve tanë u shfaq një pamje e një paralelizmi të jashtëzakonshëm të dy serive fenomenesh: aktiviteti diellor dhe zhvillimi i epidemive të kolerës në Rusi mbi 100 vjet (shih Fig. 361, b). E njëjta lidhje u gjurmua për epidemitë e gripit (shih Fig. 361, c) dhe një sërë sëmundjesh të tjera. U bë e mundur parashikimi i këtyre epidemive dhe përballja me to të armatosur plotësisht.

Çfarë e shpjegon këtë lidhje misterioze midis fenomeneve të tilla në dukje të ndryshme si magnetizmi diellor dhe jeta në Tokë? Chizhevsky zbuloi se funksionet vitale të baktereve patogjene, si dhe rezistenca e njerëzve, kafshëve dhe bimëve ndaj tyre, lidhen drejtpërdrejt me shqetësimet elektromagnetike në atmosferën e Diellit dhe në Tokë.

Në mënyrë të pavetëdijshme këtë e kanë ndjerë edhe të lashtët, prandaj edhe kanë pasur shenjat – shenjat përkatëse. Por të lashtët nuk mund të shpjegonin lidhjen midis fenomeneve natyrore dhe fatkeqësive të ndryshme në Tokë. Ata ishin të dhënë pas poezisë së krahasimeve, ranë në misticizëm. Dhe shkencëtarët e asaj kohe, duke kritikuar të gjitha llojet e shenjave natyrore, nuk morën parasysh lidhjen e tyre reale me sëmundjet masive, fatkeqësitë natyrore dhe fenomenet e tjera në Tokë.

Është e mahnitshme se sa shumë aspekte të jetës sonë nuk ndikohen nga njollat ​​e diellit! Frekuenca e stuhive dhe stuhive, korrja e drithërave dhe bimëve të tjera, madje edhe lindshmëria e fëmijëve janë në një lidhje të qartë me aktivitetin e fushës magnetike të Diellit - njollat ​​e diellit.

Këtu është një listë e shkurtër e fenomeneve kryesore në Tokë që lidhen qartë me shfaqjen e njollave të diellit:

1. Madhësia e të korrave të drithërave (shih Fig. 361, e) dhe çmimi i drithit.

2. Vjelja dhe cilësia e rrushit.

3. Rritja e drurit (trashësia e unazave vjetore).

4. Koha e lulëzimit dhe shkëlqimit të bimëve të lulëzuara.

5. Sëmundjet masive të njerëzve, kafshëve, bimëve.

6. Riprodhimi i kafshëve, insekteve, peshqve.

7. Nataliteti i fëmijëve (shih Fig. 361, a)

8. Koha e ardhjes pranverore të shpendëve.

9. Frekuenca e stuhive (shih Fig. 361, d) zjarret dhe qeniet njerëzore të goditura nga rrufeja.

10. Frekuenca e aksidenteve dhe krimeve.

11. Frekuenca e përkeqësimeve të sëmundjeve dhe vdekjeve të papritura.

Të gjitha këto dukuri lidhen me numrin dhe sipërfaqen e njollave të diellit, të karakterizuara nga numrat e Ujkut të prezantuara nga astronomi zviceran R. Wolf. Për më tepër, maksimumi i një fenomeni nuk gjeneron gjithmonë maksimumin e një tjetri. Kështu, çmimet e grurit bëhen maksimale gjatë viteve të numrit minimal të Ujkut - njollave diellore.

Duke folur për sëmundjet njerëzore dhe lidhjen e tyre me njollat ​​e diellit, Chizhevsky paralajmëron se do të ishte krejtësisht e gabuar të besohet se sëmundjet shkaktohen nga këto njolla. Bëhet fjalë për vetëm për një shtytje nga jashtë, ndikimin e aktivitetit magnetik të Diellit, rrjedhën e grimcave dhe rrezatimit elektromagnetik që arrijnë në Tokë gjatë kësaj periudhe, në trupin e njeriut. Dhe nëse për një person të shëndetshëm dhe të ri ky ndikim është i papërfillshëm, atëherë për një person të dobësuar nga një sëmundje ose infeksion i gjatë, ai mund të jetë vendimtar.

Chizhevsky jo vetëm që zbuloi këtë ndikim në pjesët dhe departamentet individuale të trupit të njeriut, por gjithashtu mësoi se si të mbrohej nga ky ndikim. “Shkenca mund të flasë mjaftueshëm këtu. Po, fizika njeh mënyra për të mbrojtur një person nga këto lloj ndikimesh të dëmshme të Diellit ose të ngjashme me to, ngado që vijnë. Metali është shpëtimtari këtu: hekuri, çeliku, plumbi… Është e lehtë të llogaritet trashësia e atij ekrani metalik që do të mbrojë organizmat e sëmurë dhe të vjetër.”

Rezulton se fletët e holla metalike, një pjesë e një milimetri të trasha, janë të mjaftueshme. Chizhevsky propozon që të mbulohen muret, dyshemeja dhe tavani i reparteve spitalore, ku shtrihen pacientë të sëmurë rëndë, me fletë të tilla metalike që mbrojnë nga efektet e rrezatimit elektromagnetik nga dielli. Në një sinjal nga observatori astronomik për një stuhi magnetike që po afrohet në diell, pacientët duhet të vendosen në reparte të tilla të mbrojtura, ku do të qëndrojnë një, dy ose tre ditë, derisa të kalojë kriza e sëmundjes ose të ketë rënë aktiviteti. dukuritë magnetike ne diell.

Dhe, së fundi, për ndikimin absolutisht fantastik të aktivitetit diellor në ngjarjet tona ruse të së kaluarës së afërt. Sipas llogaritjeve të astronomit anglez D. Whitehouse, të cilat u botuan në vitet 80 të shekullit XX, numri maksimal njollat ​​e diellit duhet të kishin ardhur në gusht 1991. Ajo që kishim në Rusi në atë kohë, ndoshta të gjithë e mbajnë mend: më 19-21 gusht pati një grusht shteti nga Komiteti Shtetëror i Emergjencave. Kështu, llogaritja e Whitehouse doli të ishte jashtëzakonisht e saktë ...

Në kërkim të një monopoli magnetik

Disi, në fëmijëri, autori doli me një ide të pazakontë: të marrë një magnet me një pol - një monopol. Autori kishte një magnet të madh në formë patkoi dhe njëra nga skajet e saj, si gjysma e gjilpërës së busullës, siç besonte autori, priret në jug dhe tjetra në veri. Mesi i magnetit nuk tërheq hekurin, dhe për këtë arsye nuk ka tendencë të shkojë askund. Dhe dukej se nëse thyeni magnetin dhe vendosni copat në rrota, ose edhe më mirë në dërrasat në ujë, atëherë një pjesë e magnetit do të notojë në jug, dhe tjetra në veri! Pasi të keni bërë gjysma të mëdha të magnetit dhe duke i vendosur ato në një kamion ose varkë, do të jetë e mundur të arrini edhe në Polin e Veriut, madje edhe në Jug pa motor!

Natyrisht, magneti u thye dhe gjysma e kuqe u vendos në një copë dërrase që notonte në një legen me ujë.

Por copa e magnetit nuk lundroi kurrë askund. Ai vetëm ngadalë u kthye, kështu që e gjithë skaji i saj filloi të drejtohej nga jugu, dhe ai i thyer - në veri! Duke e afruar busullën me skajin e thyer, autori, për habinë e tij, ishte i bindur se mbi të ... Poli i Jugut. Dhe në pjesën tjetër, skaji i thyer u bë Poli i Veriut. Gozhda filloi të tërhiqej po aq fort në çdo skaj të pjesëve, sikur të mos ishte i njëjti gozhdë që refuzonte të tërhiqej kur copat ishin së bashku. Këtu janë mrekullitë!

Ku shkuan polet? Në fund të fundit, gozhda tërhiqej fort nga secili prej tyre. Dhe në vend që të tërhiqej dy herë më shumë, ai nuk donte ta bënte fare. Autori u ndje plotësisht i mashtruar: edhe magneti është thyer, edhe udhëtimi në veri është anuluar, dhe nuk ka asnjë mënyrë për të ndarë Polin e Veriut të magnetit nga Jugu ...

Një magnet me një pol të vetëm, ose, siç quhet, një monopol, rezulton, nuk kundërshton aspak shkencën. Dhe është për t'u habitur që ne ende nuk e kemi atë, ashtu siç nuk kemi, megjithatë, dëshmi të pamundësisë së saj. Le të flasim për këtë magnet të mahnitshëm në më shumë detaje.

Në vitin 1931, fizikani i shquar P. Dirac (1902-1984) vërtetoi matematikisht mundësinë e ekzistencës së një grimce me ngarkesë magnetike - një monopol, domethënë se mund të ketë ngarkesa magnetike "veriore" dhe "jugore" veçmas. Në mënyrë të ngjashme, Diraku parashikoi ekzistencën e elektronit me ngarkesë pozitive- pozitroni, dhe tashmë në 1932 u zbulua në natyrë.

Por ka kaluar kaq shumë kohë dhe monopoli është ende një fantazmë që ekziston vetëm në letër. Fakti është se ekzistenca e një monopoli jep një shpjegim të natyrshëm për disa fenomene fizike që nuk mund të shpjegohen ndryshe përveçse me ndihmën e një monopoli.

Herë pas here, fizikanët niseshin në kërkim të një monopoli, por deri më tani çdo herë pa sukses. Dukuritë magnetike dhe elektrike janë të ngjashme pothuajse në çdo mënyrë, përveç një gjëje. Ngarkesat elektrike - pozitive dhe negative - janë të mjaftueshme për të krijuar energji elektrike dhe magnetizëm (ky i fundit ndodh kur ngarkesat lëvizin). Por energjia elektrike ka një burim të ekzistencës së saj - një ngarkesë elektrike, por magnetizmi nuk ka ngarkesë. Ka asimetri, elektriciteti ka disa përparësi ndaj magnetizmit.

Dhe vetëm Diraku vërtetoi se energjia elektrike nuk ka dhe nuk mund të ketë një avantazh të tillë. Dukuritë magnetike dhe elektrike duhet të jenë plotësisht të ngjashme, simetrike. Në këtë rast, u mor një portret mjaft i saktë i monopolit. Ngarkesa njësi e monopolit është 38.5 herë më e madhe se ngarkesa njësi e elektronit. Ndërveprimi i dy monopoleve është 4700 herë më i fortë se bashkëveprimi i dy elektroneve; prandaj, me të njëjtën shpejtësi si një elektron, një monopol magnetik jonizon atomet 4700 herë më të fortë. mjedisi. Një ngarkesë kaq e madhe magnetike e bën të lehtë kontrollin e monopolit edhe në fusha të dobëta magnetike, për ta përshpejtuar atë drejt energjive gjigante të paarritshme për elektronet. Monopoli mund të bëjë mrekulli në elektronikë, fizikë dhe së fundi, të përdoret, për shembull, në televizion, teknologjinë e përshpejtuesit dhe kushedi ku tjetër.

Ata kërkuan për monopole në një rreze grimcash të përshpejtuara gjatë përplasjes së tyre me materien, në rrezet kozmike. Nuk ishte e mundur të nxirreshin me ndihmën e magneteve të fuqishëm nga shkëmbinjtë dhe meteoritët hekurmbajtës, ku monopolet me origjinë kozmike mund të mbërtheheshin dhe të grumbulloheshin gjatë miliona viteve. Monopoli duhet të jetë shumë i qëndrueshëm, nuk do të zhduket derisa të përplaset me një tjetër monopol të shenjës së kundërt. Edhe në tokën hënore ata kërkuan për një monopol magnetik, por pa rezultat.

Aty-këtu dalin raportime të bujshme për “kapjen” e një monopoli misterioz, por pas verifikimit të kujdesshëm, rezultojnë të paqëndrueshme. Rreth 30 vjet më parë, shkencëtarët kinezë ishin të sigurt se kishin zbuluar një monopol, por, mjerisht, zbulimi nuk u bë. Në vitin 1982, në Universitetin e njohur Stanford (SHBA), dukej se ata tashmë kishin "kapur" një monopol me ndihmën e një magneti superpërçues. Por eksperimentet e përsëritura, më të sakta, nuk dhanë asgjë.

Më në fund, në vitin 1985, në Universitetin e Londrës, me ndihmën e sensorëve më të ndjeshëm, do të dukej se ata zbuluan një monopol. Por konfirmimi i këtij zbulimi nuk ka ardhur ende.

Cila është arsyeja e një dështimi kaq të gjatë të kërkimit për një monopol? Ndoshta është shumë e rrallë? Apo nuk po e kërkojnë? Apo Diraku bëri një gabim dhe përcaktoi gabimisht ngarkesën e monopolit? Në këtë rast, rezulton se ata nuk po kërkojnë diçka?

Por nuk ka asnjë provë për pamundësinë e monopolit, dhe vërtetimi i kësaj pamundësie nuk është më i lehtë se sa të gjesh vetë monopolin.

Nxitoni, lexues, kërkoni dhe gjeni monopolin tuaj. Do të ishte turp nëse do ta bënte dikush tjetër!

Qelibar me magnet - vëllezër?

Doli se kjo është afër së vërtetës dhe rrufeja e tyre u "vëllazëroi". Në të vërtetë, kur qelibari elektrizohet, lindin shkëndija dhe shkëndijat janë rrufe të vogla.

Por rrufeja është rrufe dhe çfarë lidhje ka magneti me të? Ishte rrufeja që doli të ishte ajo që bashkoi qelibarin dhe magnetin, të “ndara” më parë nga Gilbert. Këtu janë tre fragmente nga një përshkrim i një goditje rrufeje që tregojnë një lidhje të ngushtë midis elektricitetit të qelibarit dhe tërheqjes së një magneti.

“... Në korrik 1681, anija Quick u godit nga rrufeja. Kur erdhi nata, doli, sipas pozicionit të yjeve, se nga tre busullat ... dy, në vend që të tregonin veriun, si më parë, drejtoheshin nga jugu, skaji verior i dikurshëm i busullës së tretë drejtohej në perëndim.

“... Në qershor të vitit 1731, një tregtar nga Wexfield vendosi në cep të dhomës së tij një kuti të madhe të mbushur me thika, pirunë dhe sende të tjera prej hekuri dhe çeliku... Rrufeja hyri në shtëpi pikërisht nga ky cep në të cilin kutia qëndroi, e theu dhe shpërndau të gjitha gjërat që ishin në të. Të gjitha ato pirunë dhe thika… dolën të magnetizuara shumë…”

“... Një stuhi e fortë kaloi në fshatin Medvedkovë; fshatarët panë se si rrufeja goditi një thikë, pas një stuhie thika filloi të tërheqë gozhdë hekuri ... "

Goditjet e rrufesë, sëpatat magnetizuese, pirunët, thikat, objektet e tjera prej çeliku, gjilpërat e busullës që çmagnetizojnë ose rimagnetizojnë, u vëzhguan aq shpesh sa shkencëtarët filluan të kërkonin një lidhje midis shkëndijave elektrike dhe magnetizmit. Por as kalimi i rrymës nëpër shufrat e hekurit, as ndikimi mbi to i shkëndijave nga kavanoza Leyden nuk dhanë rezultate të prekshme - hekuri nuk u magnetizua, megjithëse instrumentet e sakta moderne ndoshta do ta ndjenin këtë.

Gjilpëra e busullës devijoi pak në eksperimentet e fizikanit Romagnosi nga qyteti i Trentit, kur ai afroi busullën me kolonën voltaike - një bateri elektrike. Dhe atëherë vetëm kur një rrymë kalonte nëpër kolonën voltaike. Por Romagnosi më pas nuk i kuptoi arsyet e kësaj sjelljeje të gjilpërës së busullës.

Nderi i zbulimit të lidhjes midis elektricitetit dhe magnetizmit i ra fizikanit danez Hans Christian Oersted (1777-1851), dhe madje edhe atëherë rastësisht. Ndodhi më 15 shkurt 1820, kështu. Oersted po jepte një leksion mbi fizikën atë ditë për studentët në Universitetin e Kopenhagës. Leksioni ishte i dedikuar veprim termik rryma, me fjalë të tjera, ngrohja e përçuesve nëpër të cilët rrjedh elektricitet. Tani ky fenomen përdoret gjatë gjithë kohës - në soba elektrike, hekura, kaldaja, madje edhe në llambat elektrike, spiralja e të cilave është e bardhë e nxehtë nga rryma. Dhe në kohën e Oersted, ngrohja e tillë e një përcjellësi nga rryma konsiderohej një fenomen i ri dhe interesant.

Oriz. 362. Përvoja e H. K. Oersted:

a - bateria është shkëputur, gjilpëra e busullës është paralele me përcjellësin; b - bateria është e ndezur, shigjeta kthehet pingul me përcjellësin

Pra, aksidenti i parë konsistonte në faktin se pranë njërit prej përcjellësve të nxehtë kishte një busull, i cili ishte krejtësisht i panevojshëm në eksperimente të tilla. Pastaj ndodhi një aksident tjetër - një nga studentët që rrethonte Oersted vuri re se gjilpëra e busullës devijon kur përcjellësi lidhet me një burim rrymë - një bateri elektrike (Fig. 362). Dhe aksidenti i tretë përfundoi lindjen e zbulimit - studenti vendosi t'i tregojë profesorit të shquar një fenomen në dukje krejtësisht të jashtëm që nuk kishte asnjë lidhje me temën e leksionit, dhe shkencëtari dëgjoi vërejtjen e studentit.

Është për të ardhur keq që ne nuk e dimë emrin e atij studenti - në fund të fundit, ai është një bashkautor i plotë i zbulimit të madh - lidhjes midis elektricitetit dhe magnetizmit, autori zyrtar i të cilit ishte profesor Oersted.

Oersted kreu një seri të tërë eksperimentesh duke shpjeguar ligjet e sjelljes së një gjilpëre magnetike. U vu re se rrjedha e rrymës nëpër përcjellës në drejtime të ndryshme shkakton një ndryshim në drejtimin e devijimit të gjilpërës së busullës. Oersted gjithashtu vuri re se asnjë izolim nuk ndërhynte në këtë sjellje të shigjetës. Shkencëtari vendosi një sërë materialesh izoluese midis përçuesit dhe busullës, por shigjeta devijoi gjithsesi, dhe devijimi i saj varej vetëm nga drejtimi dhe forca e rrymës që kalonte përmes përcjellësit.

Dhe pastaj, me shumë nxitim, Oersted botoi "pamfletin" e tij të famshëm - katër faqe tekst latinisht e kuptueshme për shumicën e shkencëtarëve. Ky pamflet bëri një përshtypje befasuese akademinë. Eksperimentet e Oersted filluan të përsëriten në shumë laboratorë dhe nuk kishte kufi për habinë dhe kënaqësinë e të pranishmëve. Dëshmitarët kujtojnë se një nga të pranishmit në një eksperiment të tillë u ngrit në këmbë dhe i emocionuar tha: "Zotërinj, ka një revolucion ..."

Çmimet dhe nderimet ranë mbi Oersted. Ai zgjidhet akademik i Akademisë Franceze dhe i jepet një çmim i vendosur në një kohë nga Napoleon Bonaparte për zbulimet e mëdha në fushën e energjisë elektrike - 3 mijë franga ari, ai emërohet anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës dhe shumë të tjera shkencore. shoqëritë. Në atdheun e Oerstedit, Mbreti Frederiku VI i dha atij Kryqin e Madh të Urdhrit Dannebrog, çmimin më të lartë të Danimarkës, dhe e lejoi të themelonte Institutin Politeknik. Oersted hap një shoqëri në Danimarkë për të "inkurajuar kërkimet shkencore" dhe madje fillon të botojë një revistë letrare. Nga rruga, dashuria e shkencëtarit të nderuar për letërsinë nuk ishte e kotë për vetë letërsinë: Oersted patronizoi "hans Christianin e vogël" - tregimtari i madh i ardhshëm Andersen.

Oersted bëhet një hero kombëtar në Danimarkë dhe shkencëtari më popullor në Evropë. Hans Christian Oersted vdiq në 1851 në kulmin e famës së tij.

Si fitoi forcë elektromagneti?

Një zbulim sjell një tjetër. Sapo Oersted vuri re lidhjen midis elektricitetit dhe magnetizmit, në shtator të të njëjtit 1820, fizikani francez D. Arago vuri re se teli përmes të cilit rrjedh rryma tërheq tallash hekuri dhe magnetizon gjilpërat e çelikut njësoj si një magnet. A.M. Ampère, një shkencëtar të cilin ne të gjithë e njohim të paktën me njësinë e rrymës që mban emrin e tij, një herë hyri në laboratorin e Aragos. Amperi propozoi të rrotullohej tela në një spirale dhe të vendosej gjilpëra brenda spirales. Shkencëtarët e kryen menjëherë eksperimentin dhe u shpërblyen më shumë për të - gjilpëra u magnetizua shumë më e fortë se më parë. Spiralja ose tubi që rezulton, i quajtur më vonë solenoid, tani është i njohur mirë për çdo nxënës. Fjala "solenoid" është përkthyer nga greqishtja dhe do të thotë - "tubular", "në formën e një tubi". Por gjeniu i Ampere nuk u ndal vetëm në krijimin e pajisjes. Pasi kapi lidhjen midis magnetit dhe solenoidit, Ampere sugjeroi që brenda magnetit të ketë një numër të madh unazash të vogla që mbartin rrymë. Tani dihet me siguri se ideja e Amperi ishte e saktë - roli i unazave me rrymë luhet nga elektronet që rrotullohen rreth bërthamave të atomeve (Fig. 363).

Oriz. 363. Solenoidi dhe analogjia e tij në një ferromagnet

Filloi një epokë e re në kuptimin e shumë fenomeneve dhe proceseve fizike, ku rryma dhe magneti luanin rolin kryesor. Dhe, ndoshta, këto dy koncepte askund nuk e tregojnë lidhjen e tyre aq ngushtë sa në një elektromagnet. Solenoidi i Amperit nuk ishte ende një elektromagnet në kuptimin e drejtpërdrejtë të fjalës - nuk kishte bërthamë hekuri, e cila u bë një magnet i vërtetë kur rryma kalonte nëpër kthesat e telit. Kjo bërthamë e rriti shumë veprimin e solenoidit, duke e bërë elektromagnetin shumë më të fortë se magnetët më të mirë natyrorë.

Dhe për të futur thjesht bërthamën në solenoid, u deshën 5 vjet, dhe zbulimi u bë nga mekaniku anglez William Sturgeon (1783-1850) në 1825.

Biografia e Sturgeon tregon edhe një herë se një person krijues nuk do të zhduket, pavarësisht kushteve në të cilat kalon fëmijëria dhe rinia e tij. Shembuj të tillë janë gjerësisht të njohur për ne në mesin e shkrimtarëve, artistëve, muzikantëve dhe midis shpikësve dhe shkencëtarëve.

Askush nuk ishte i angazhuar në edukimin e William-it të vogël. Babai i tij, një person mjaft joserioz, nuk bënte gjë tjetër veçse peshkonte dhe argëtohej me grindjet e gjelave. Duke filluar të mësonte prodhimin e këpucëve, Uilliam shpejt iku nga mësuesi i tij i ashpër, i cili e la nga uria. I riu ka punuar në polici, dhe më pas ka shërbyer në ushtri. Por gjatë shërbimit, ai arriti të bënte eksperimente të thjeshta në fizikë dhe kimi.

Aty, në ushtri, ndodhi një ngjarje që pati një ndikim të madh te ushtaraku i ri. Sturgeon ishte dëshmitar i një stuhie jashtëzakonisht të fortë. Rrufeja e madhe verbuese dhe bubullima e goditën atë dhe ai vendosi të studionte energjinë elektrike.

Por për të lexuar libra, duhet të jesh i shkolluar, dhe Sturgeon filloi të studiojë leximin, shkrimin dhe gramatikën e vështirë, gradualisht zotëroi matematikën, fizikën, gjuhët, dhe përveç kësaj, ai vizatonte dhe riparonte orët me kënaqësi. Dhe e gjithë kjo në ushtri me disiplinën e saj, kryesisht natën!

Pasi kreu shërbimin ushtarak, Sturgeon i ri bleu një torno dhe filloi të prodhojë pajisje fizike dhe elektrike. Kjo ndodhi në vitin 1820, kur u bënë zbulimet e mëdha të Oersted, Arago dhe Ampère. Dhe më 23 maj 1825, Sturgeon prezantoi elektromagnetin e parë që kishte ndërtuar në Shoqërinë e Arteve.

Ishte një shufër në trajtë patkoi, e llakuar për izolim elektrik, me gjatësi 30 cm dhe me diametër 1,3 cm, në këtë shufër ishte mbështjellë vetëm një shtresë teli bakri të zhveshur, i cili lidhej me një bateri elektrike (Fig. 364). Me një masë prej 0,2 kg, elektromagneti i Sturgeon ngriti një ngarkesë hekuri, pothuajse 20 herë më të rëndë. Elektromagneti i parë doli menjëherë të ishte më i fortë se magnetët natyrorë me të njëjtën masë.

Oriz. 364. Elektromagnetët e parë të Sturgeon

Bordi i Shoqërisë së Arteve ishte në gjendje të vlerësonte punën e Sturgeon. Atij iu dha një medalje dhe një çmim në para, dhe pajisja u ekspozua në muze. Sidoqoftë, pavarësisht arritjeve të jashtëzakonshme të mëvonshme të Sturgeon, fama dhe suksesi nuk i erdhën kurrë. Ai vdiq në varfëri dhe privim në 1850 dhe nuk është ruajtur as një portret i shpikësit të elektromagnetit të parë.

Për një kohë të gjatë, deri në vitin 1840, elektromagnetët e Sturgeon ishin më të fortët në botë. Dhe pastaj studenti i Sturgeon, fizikani i madh i ardhshëm D. Joule, doli përpara. Duke rritur numrin e shtyllave të elektromagnetit dhe duke i vendosur ato në mënyrë racionale në ngarkesë, ai krijon një strukturë të aftë për të ngritur 1.2 tonë me peshën e vet prej 5.5 kg! Është e rëndësishme në të njëjtën kohë që polet të jenë çift dhe numri i tyre të jetë çift.

Duhet thënë se asnjë rritje e numrit të poleve nuk është e dobishme. Kështu, për shembull, një magnet "me tre këmbë" (Fig. 365, a) është më i keq se ai i zakonshëm me dy pole (Fig. 365, b), sepse magnetizmi i secilit prej shufrave ndërhyn me të tjerët. Është gjithashtu e padobishme të krijoni një magnet të madh nga ato të vogla të plagosur veçmas.

Oriz. 365. Elektromagnet "me tre këmbë" (a) dhe elektromagnet me dy pol (b)

Elektromagnetët janë përdorur gjerësisht në industri për ngritjen e ngarkesave të rënda të çelikut (Fig. 366). Në vitin 1864, në Nju Jork u ndërtua një elektromagnet me peshë 260 kg, "i cili ngriti një herë shtatë njerëz dhe askush nuk e di se sa mund të ngrejë më shumë".

Oriz. 366. Elektromagnet i ngarkesave

Vini re se elektromagneti nuk ishte një pajisje ngritëse shumë e sigurt. Sapo rryma ndaloi, elektromagneti humbi menjëherë fuqinë e tij dhe një ngarkesë e tmerrshme ra "nga qielli" mbi çdo gjë dhe këdo. Dhe mund të ketë shumë arsye për ndërprerjen e rrymës - teli u prish, siguresa u rrëzua, ndodhi një aksident në stacion, etj. Prandaj, në të ardhmen ata filluan të veprojnë ndryshe.

Bobinat e telit filluan të mbështillen jo në hekur të thjeshtë, por në një material të magnetizuar - një magnet i përhershëm, dhe në atë mënyrë që kur të kalonte rryma, të demagnetizohej. Për të ngritur ngarkesën, rryma u mbyll dhe një magnet i përhershëm (dhe tani ka magnet të përhershëm shumë të fortë) tërhoqi objekte çeliku, hekuri dhe gize, të cilat u ngritën dhe u vendosën në vend. Dhe për të liruar ngarkesën, rryma u aplikua në mbështjellje, dhe magneti u demagnetizua përkohësisht - polet e magnetit të përhershëm dhe mbështjelljet solenoid ishin të kundërta! Ngarkesa ishte shkëputur. Kur magneti nuk kishte nevojë të punonte, rryma, natyrisht, fiket duke e larguar magnetin nga objektet hekuri, për shembull, duke e ngritur në ajër.

Vinçat me një magnet të tillë janë bërë shumë më të sigurt, ata nuk kanë më frikë nga ndërprerjet në furnizimin me rrymë.

Në gjysmën e parë të shekullit XX. u ndërtuan elektromagnet që ngrinin ngarkesa deri në 75 tonë.Dukej se forca e elektromagnetëve mund të rritej pafundësisht ... Megjithatë, doli që përfitimi i futjes së një shufre hekuri në dredha-dredha nga Sturgeon filloi të zhdukej gradualisht. Ndërsa bobinat ishin të vogla (kujtoni mbështjelljen me një shtresë të elektromagnetit të parë), hekuri rriti shumë forcën ngritëse të magnetit. Por më pas krijuesit e elektromagnetëve vunë re se me një rritje të forcës së magnetit, hekuri i tij duket se është i ngopur dhe nuk e ndihmon më elektromagnetin. Ata filluan të ndërtojnë magnet me shtylla të shkurtra të mprehura, një zgjedhë masive dhe mbështjellje të mëdha, pasi këto masa, siç doli, e rritën edhe më shumë forcën ngritëse.

Është e mundur, sigurisht, që sasia e hekurit në elektromagnet të bëhet aq e madhe sa të mos çohet në "super-ngopje". Shpikësi amerikan Edison, për shembull, propozoi të ndërtohej elektromagneti më i madh në botë duke mbështjellë tela rreth një shkëmbi mineral hekuri magnetik në qytetin amerikan të Ogden, që peshon më shumë se 100 milion ton!

Fatkeqësisht, ky projekt i guximshëm dhe i zgjuar nuk u realizua, përndryshe legjenda e një mali magnetik që nxjerr gozhdë nga anijet do të ishte realizuar!

Truket dhe mashtrimet elektromagnetike

Le të flasim për aplikime "të pavlera" të elektromagnetëve.

Para së gjithash, këto janë truket e cirkut. Gjithashtu në fundi i XIX në. një trajner i caktuar tregoi një elefant "shkencor", i cili gjoja mund të bënte llogaritje komplekse matematikore në mendjen e tij dhe të jepte përgjigjet e sakta. Trajneri i bëri me zë të lartë pyetjet elefantit në lidhje me ndonjë veprim matematikor. Pas kësaj, ai mori një tregues me trungun e tij dhe me të vërtetë e drejtoi atë në një numër në tabelën përballë tij. Kjo shifër doli gjithmonë e saktë, gjë që duhet të tregonte aftësinë e lartë matematikore të elefantit dhe faktin që ai e kupton pyetjen e shtruar në gjuhën njerëzore.

Zgjidhja për këtë truk është e thjeshtë. Një elektromagnet ishte ngjitur poshtë çdo numri në tabelë. Veprimet matematikore të caktuara për elefantin u kryen nga vetë traineri ose ndihmësi i tij, i cili mbylli mbështjelljen e elektromagnetit të shtrirë nën numrin përkatës. Elefantit iu desh të merrte vetëm një tregues hekuri në bagazhin e tij dhe ta çonte pranë tabelës me numra. Kur treguesi iu afrua elektromagnetit të ndezur, ai vetë, pa pjesëmarrjen më të vogël të elefantit, u tërhoq nga figura e duhur. Tani çdo nxënës i shkollës do të kishte marrë me mend për mashtrimin, por më shumë se njëqind vjet më parë, elektromagnetët dhe vetitë e tyre nuk ishin aq të njohura, gjë që shkaktoi suksesin e bujshëm të elefantit matematik.

Për më tepër, fenomenet elektromagnetike ishin plotësisht të panjohura për popujt e Afrikës në atë kohë. Kjo i lejoi evropianët t'i mistifikonin lehtësisht me truke të thjeshta. Një nga këto marifete, “duke vërtetuar” avantazhin e të bardhëve ndaj popullsisë vendase, u tregua nga magjistari francez Robert Goodin. Ky truk jo i padëmshëm, i cili i ndihmoi mjaft francezët në pushtimin e Algjerisë, tregohet plot ngjyra nga vetë Robert Goodin.

“Në skenë është një kuti e vogël hekuri e farkëtuar me një dorezë në kapak.

Unë e quaj një person më të fortë nga publiku. Në përgjigje të sfidës sime, del një arab me gjatësi mesatare, por me trup të fortë, që përfaqëson një Herkul arab. Ai del me një vështrim të gëzuar dhe mendjemadh dhe duke buzëqeshur paksa tallës ndalet pranë meje.

"Eja këtu," thashë, "dhe merr kutinë.

Arabi u përkul, mori kutinë dhe me arrogancë pyeti:

- Asgje tjeter?

-Ti je tani femrat më të dobëta. Provoni ta ngrini sërish kutinë, iu përgjigja.

Burri i fortë, disi pa frikë nga hijeshitë e mia, përsëri kapi kutinë, por kësaj radhe kutia rezistoi dhe, megjithë përpjekjet e dëshpëruara të arabit, mbeti i palëvizur, si i lidhur me zinxhirë për vendin. Arabi përpiqet të ngrejë kutinë me forcë të mjaftueshme për të ngritur një peshë të madhe, por më kot.

Një elektromagnet i fortë ishte instaluar nën tapetin mbi të cilin qëndronte kutia, dhe vetë kutia, ose të paktën fundi i saj, ishte prej hekuri. Francezi e ngriti lehtësisht kutinë sepse elektromagneti u fiku në atë kohë. Duke ditur se çfarë po ndodhte, arabi mund ta turpëronte me lehtësi francezin: duke e marrë kutinë për herë të parë, e vendosi në një vend tjetër, larg magnetit. Por injoranca e la të fortë njeriun.

Dhe këtu është rasti kur një departament ushtarak i huaj doli i mashtruar dhe një shpikës i caktuar sharlatan e mashtroi. Ai, ndryshe nga sharlatanët e tjerë, nuk e fshehu shpikjen e tij dhe ofroi ta kontrollonte atë në punë në çdo kohë.

Përvoja që shpikësi tregoi ishte si më poshtë. Një shufër e rëndë hekuri ishte vendosur në një majë të vogël të eksplozivit super të fortë të supozuar të shpikur prej tij. Maja u dëmtua nga një shkarkesë elektrike, për të cilën autori ndezi çelësin dhe shpërthimi hodhi shufrën e rëndë në tavan.

Përvoja krijoi një ndjesi - megjithatë, askush nuk kishte parë ndonjëherë eksplozivë të një fuqie të tillë. Shpikësit iu dha një shumë e madhe parash për të vazhduar eksperimentet dhe ai iku.

Dhe sekreti u shpjegua thjesht - një elektromagnet shumë i fortë u instalua fshehurazi mbi shufrën në laboratorin ku u krye eksperimenti. Duke ndezur çelësin, shpikësi dinak lëshoi ​​rrymë në mbështjelljen e magnetit - dhe ngarkesa fluturoi lart, gjoja nga forca e shpërthimit. Nëse çelësi fiket për një moment, shufra do të "ngjiste" në magnet dhe të gjithë do të kuptonin se çfarë po ndodhte. Por shpikësi, me sa duket, ishte i shkathët në dorë ...

Vetë autori në rininë e tij duhej të luante një shaka të ngjashme me të njohurit e tij, natyrisht, më të padëmshëm. Fëmijëria dhe rinia e autorit kaluan në Tbilisi, ku loja orientale e tavëllit ishte ndoshta edhe më e njohur se "dhia" jonë tradicionale. Nuk kishte oborr ku në mbrëmje, madje edhe ditën, të rrethuar nga një turmë tifozësh, lojtarët të mos luanin tavëll. Loja është e thjeshtë, por e gjithë lumturia e lojtarit varet nga numri i zareve të hedhura. Vlerësohen veçanërisht dy gjashtëshe, ose du shash, siç quhen në Lindje. Madje, një fjalë e urtë lindore thotë: "Çfarë duhet të bëjë një lojtar i mirë tavëll nëse doo shash nuk bie në kohë?"

Autori nuk ishte një lojtar i mirë, për më tepër, ai ishte, me sa duket, një lojtar i keq, sepse vendosi të fitonte jo me koston e stërvitjeve të panumërta, por ... me njohuri të fizikës. Megjithëse një aplikim i tillë i njohurive mund të quhet një fjalë mjaft e ashpër, por dëshira për të fituar e bëri punën e saj.

Autori hapi vrima në zare nën prerjet e lyera me të zezë pikërisht përballë gjashtë, futi copa gozhdë atje dhe përsëri i mbushi pikat me bojë. Askush nuk mund ta shihte mashtrimin. Dhe në tavëllin e tij, autori futi një elektromagnet të vogël të mundësuar nga një bateri nën mes të tabelës. Autori pranoi të luante vetëm në tavëllin e tij "të lumtur". Kështu, autori mund të hedhë jashtë record doo shash në çdo kohë, duke i garantuar vetes një fitore. I gjithë mashtrimi konsistonte në shtypjen e padukshme të një butoni të fshehur në tavëll - kockat u bënë fort në pozicionin e shpirtrave. Eshtë e panevojshme të thuhet - autori fitoi një famë të madhe. Tavëllistët më të mirë të tremujorit erdhën për të luftuar dhe u larguan të turpëruar. Dinakëria e tavëllit "magnetik" nuk ishte vetëm se autori mund të organizonte një dush për vete në çdo moment. Në tavëll, ka edhe momente të tilla kur është e pamundur të mendosh për një rezultat më të keq - patate të skuqura nuk vendosen në pozicionin e duhur dhe lëvizja përgjithësisht humbet, lojtari bëhet i pambrojtur. Është e nevojshme vetëm të imagjinohet dëshpërimi i lojtarit - armikut, të cilit autori "rrëshqiti" një shpirt të pakët në një kohë kur nuk i duhej fare.

Si e ndihmoi i ftohti magnetin?

Në fund të XIX - fillimi i shekujve XX. shkencëtarët arritën të shndërrojnë të gjitha gazrat pa përjashtim në lëng, madje edhe kampionin midis tyre - heliumin. Pika e tij e vlimit është vetëm 4,2°C mbi zero absolute, që është minus 273,16°C. Tani është zakon që shkencëtarët dhe inxhinierët të matin temperaturën jo në gradë Celsius, por në gradë Kelvin, të cilat numërohen nga zero absolute, ndërsa 0 K = - 273,16 ° C. Prandaj, pika e vlimit të heliumit të lëngshëm do të jetë 4.2 K (simboli "°" kur matet në gradë Kelvin, ndryshe nga gradë Celsius, nuk shkruhet).

Nderi i marrjes së heliumit të lëngshëm i takon shkencëtarit holandez Geike Kammerling-Onnes dhe me emrin e tij lidhet një fenomen që lidhet drejtpërdrejt me magnetët, fenomeni i superpërçueshmërisë. Superpërcjellshmëria duhet të bëjë një revolucion të vërtetë në teknologji, një rol domethënës në të cilin do t'i përkasin magnetët superpërçues.

Në fillim të shekullit të 20-të, ose më saktë, deri në vitin 1911 dhe zbulimi i superpërcjellshmërisë, shkencëtarët nuk e dinin fare se si do të silleshin përçuesit aktualë, kryesisht metalet, kur të ftoheshin.

Disa studiues besonin se rezistenca elektrike përcjellësit me ulje të temperaturës do të bien vazhdimisht, dhe në një temperaturë zero absolute mund të zhduket fare. (Ky fenomen quhet superpërcjellshmëri). Por meqenëse zeroja absolute është praktikisht e paarritshme, atëherë superpërçueshmëria, pra, nuk mund të merret me të vërtetë. Të tjerë këmbëngulën se edhe në zero absolute, njëfarë rezistence do të mbetej për shkak të defekteve në kristalet metalike. Dhe akoma të tjerë madje argumentuan se kur i afrohemi zeros absolute, rezistenca e përcjellësve rritet. Dhe e gjithë kjo u vërtetua teorikisht.

Dhe Kammerling-Onnes, me eksperimentin e tij të famshëm, tregoi se të dy, dhe të tjerët, e kanë gabim, dhe rezultati është ai që ishte e vështirë të pritej.

Në pranverën e vitit 1911, shkencëtari vendosi të ngrinte merkurin në heliumin e lëngshëm që kishte marrë së fundmi. Ky helium ruhej në një enë, e cila u shpik nga anglezi Dewar dhe që më vonë u emërua pas tij.

Si objektet e ftohta ashtu edhe ato të nxehta, përfshirë lëngjet, ruhen po aq mirë në enët Dewar, pasi ato mbrohen mirë nga vakumi nga nxehtësia që hyn nga jashtë dhe del nga brenda. Dhe shtresa e pasqyrës e bën të pamundur transferimin e nxehtësisë nga rrezet.

Pra, një tub me merkur u vendos në një enë Dewar që përmbante helium të lëngshëm, i cili ngriu menjëherë atje, dhe më pas Kammerling-Onnes kaloi një rrymë përmes merkurit dhe mati rezistencën elektrike, ashtu siç bëjnë sot inxhinierët e radios dhe elektricistët. Rezistenca e kolonës së merkurit zvogëlohej me uljen e temperaturës, derisa kjo temperaturë zbriti në 4,12 K. Në këtë temperaturë, rezistenca u zhduk krejt papritur! Po, askush nuk dyshoi për këtë!

Një shkencëtar i ndërgjegjshëm ndryshoi vazhdimisht kushtet e eksperimentit: ose mori merkur të kontaminuar, ose holloi dhe zgjati kolonën e merkurit në mënyrë që rezistenca të bëhej më e dukshme, por rezultati ishte ende i njëjtë: rezistenca është zero!

Dhe së fundi, dy vjet më vonë, Kammerling-Onnes bën një eksperiment vendimtar, për të cilin saktësia nuk është më e rëndësishme instrumente matëse. Ai bën një dredha-dredha nga tela plumbi dhe jep një puls aktual. Plumbi gjithashtu doli të ishte një superpërçues, dhe tashmë në 7.2 K. Nëse ka të paktën një rezistencë, madje të papërfillshme, atëherë rryma në dredha-dredha do të shuhet shumë shpejt, në një pjesë të sekondës. Rryma në dredha-dredha nuk u zbeh fare!

Pra, superpërcjellshmëria është e hapur! Dhe jo në një zero absolute të paarritshme, por në temperatura reale.

Për ata që nuk besojnë se rezistenca e një superpërcjellësi është me të vërtetë zero, mund të flasim për një eksperiment interesant dhe udhëzues të vendosur nga fizikan amerikan S. Collins.

Ai bëri një unazë superpërcjellëse, si Kammerling-On-nes, e vendosi në helium të lëngshëm dhe kaloi një rrymë nëpër të. Në një unazë argjendi, për shembull, kjo rrymë do të shuhej në disa të dhjetat e sekondës, dhe argjendi është përcjellësi më i njohur. Dhe në unazën Collins, zhdukja e rrymës për 10 vjet nuk mund të vendosej. Duhen të paktën 100 mijë vjet për ta vërejtur këtë zhdukje me instrumentet më të sakta!

Fizikanët e përpiktë kanë llogaritur se para se rryma të zbutet plotësisht, kur nuk mund të matet më me instrumente, do të kalojë koha, miliarda miliarda herë më e gjatë se koha e ekzistencës së Universit tonë! A nuk është kjo një mungesë totale rezistence? Dhe madje edhe atëherë ata thonë se shkencëtarët bënë një përfundim të tillë në mënyrë të paarsyeshme - vërehet një dobësim i papërfillshëm i rrymës për shkak të shtrirjes së unazës përmes së cilës rrjedh kjo rrymë. Dihet se rryma që rrjedh nëpër unazë krijon forca magnetike që tentojnë të thyejnë unazën.

Pra, kjo shtrirje dhe rënia e lidhur me forcën e fushës magnetike u morën gabimisht për zbutjen e rrymës. Në fakt, rryma në unazën superpërcjellëse do të rrjedhë përgjithmonë, dhe ne do të marrim një elektromagnet të përjetshëm!

Skandal dhe ndjesi në fizikën e superpërçueshmërisë

Autoritetet shkencore, rezulton, mund ta çojnë shkencën jo vetëm përpara dhe prapa, por edhe ta ndalojnë atë në vend për dekada. Kjo është pikërisht ajo që ndodhi në vitet 1930. Shekulli 20 me studimin dhe përdorimin praktik të një dukurie kaq të rëndësishme si superpërcjellshmëria.

Në vitin 1911, shkencëtari holandez G. Kammerling-Onnes zbuloi papritur fenomenin e superpërcjellshmërisë, kur, me ftohje të fortë, pothuajse në zero absolute, rezistenca elektrike e disa metaleve bie në zero.

Por natyra, e cila aq shumë e përkëdheli shkencëtarin me një zbulim të papritur, përgatiti një surprizë të pakëndshme për të këtu. Për sa kohë që rryma në spiralen superpërcjellëse ishte e vogël, gjithçka ishte në rregull. Por sapo rryma u rrit, ajo shkatërroi vetë superpërçueshmërinë. Dhe kjo nuk është ajo. Fusha magnetike e gjeneruar nga rryma në dredha-dredha, qoftë edhe e vogël, 1000 - 1500 eersteds, vrau gjithashtu superpërçueshmërinë. Dhe këtu ndodhi, ndoshta, historia më e pafat, fjalë për fjalë një skandal në studimin dhe aplikimin e superpërçuesve. Fizikani i njohur dhe i respektuar i asaj kohe, W. Keesom, vërtetoi teorikisht se në prani të një fushe magnetike, edhe rrymat më të vogla do të "fikin" superpërcjellshmërinë. Ishte gabim i Keezom.

Autoriteti i fizikanit të famshëm luajti rolin e tij, dhe të gjithë besonin se nuk bëhej fjalë për magnete superpërçues pak a shumë të përshtatshëm. Puna në këtë drejtim u ndërpre dhe shkencëtarët morën probleme të tjera, më praktike, nga këndvështrimi i tyre. Por më kot! Kanë humbur dhjetëra vite dhe humbja në para është e vështirë edhe për t'u vlerësuar. Por në të ardhmen, natyra na dha një surprizë të këndshme.

Një ndjesi e vërtetë ndodhi në vitin 1986, kur fizikanët zviceranë D. Bednorz dhe K. Müller njoftuan se kishin krijuar superpërçues në temperatura mbi pikën e vlimit të azotit të lëngshëm (77.4 K!). Mesazhi ishte aq tronditës sa revistat shkencore fillimisht refuzuan ta botonin.

Azoti i lëngshëm është jashtëzakonisht i lirë, siç thonë ata, edhe më i lirë se limonada, është një nënprodukt në prodhimin e oksigjenit, dhe thjesht shpesh derdhet dhe hidhet. Marrja e superpërçueshmërisë në temperaturat "azoti" ishte një ëndërr e studiuesve dhe inxhinierëve, dukej e parealizueshme. Prandaj bumi që u ngrit pas këtij mesazhi. Tani shkencëtarët kanë kaluar tashmë nga entuziazmi në veprim, kërkime sistematike kanë filluar në fushën e superpërçueshmërisë së temperaturës së lartë, përfshirë edhe në vendin tonë. Si rezultat, u përftuan materiale që fituan vetinë e superpërcjellshmërisë në 100-110 K. Ka pasur raporte për materiale që kanë humbur rezistencën elektrike në temperatura pothuajse të zakonshme të brezit tonë të mesëm - nga -20 në +10 °C. Por, siç doli, nuk ishte superpërçueshmëri, por thjesht një rënie e fortë, me qindra e mijëra herë, e rezistencës, e cila, megjithëse e mirë, është thelbësisht e ndryshme nga superpërçueshmëria.

Cilat janë këto materiale që kanë veti kaq joshëse?

Ndryshe nga superpërcjellësit me temperaturë të ulët, këto nuk janë metale, por qeramikë, më së shpeshti të bazuara në elementet ittrium dhe barium. Vetë procedura për prodhimin e qeramikës superpërcjellëse është jashtëzakonisht e thjeshtë dhe, siç tha një fizikant i njohur, "çuditërisht e pagabueshme".

Vetë përbërësit që përbëjnë superpërçuesit e rinj, megjithëse quhen tokë të rrallë, nuk janë aspak të rrallë. Janë pjesë e xeheve polimetalike, por në mungesë të kërkesës ende nuk janë nxjerrë prej andej, por kanë shkuar në deponi. Pra, tani duhet të organizojmë përpunimin e deponive të këtyre xeheve.

Ku mund të përdoren superpërçuesit e rinj? Aplikimet e fuqisë së superpërçuesve do të duhet të presin tani për tani. Por veçoritë unike të superpërçueshmërisë, të cilat nuk lidhen me rryma të larta, tashmë mund të përdoren. Për shembull, në mikroelektronikë dhe teknologji kompjuterike, superpërçuesit e rinj mund të përdoren tani, pasi nuk kërkohen rryma të mëdha atje.

Ka pasur përpjekje të mëparshme për të përdorur superpërçues për nevojat e mikroelektronikës dhe teknologjisë kompjuterike, madje u zhvilluan disa elementë (një çelës superpërcjellës, një qelizë memorie superpërcjellëse - një kriotron), por shpërndarja e tyre e gjerë u pengua cmim i larte duke u ftohur për të temperatura e funksionimit. Nevoja për të ftohur në temperaturën e azotit nuk është problem. Për më tepër, është madje e dobishme, pasi në të njëjtën kohë niveli i zhurmës zvogëlohet.

Natyra, me dhuntitë e saj, nuk e ka shlyer ende plotësisht gabimin arrogant të Keesom dhe admirimin tonë për autoritetet e shkencës. Ne mund të presim me besim shfaqjen e afërt të superpërçuesve tashmë "fuqi" që veprojnë në temperatura që janë të zakonshme për ne. Çfarë mund të marrim nga kjo, ndërkohë që është edhe e vështirë të imagjinohet!

Si e mposhti Faraday Amperin?

Këtu duhet të kthehemi përsëri në shekullin e 19-të, në eksperimentet e famshme të Faradeit (1791-1867). Menjëherë pas eksperimenteve të Oersted, ku elektriciteti shkaktoi magnetizmin, Faraday shkroi në ditarin e tij moton: "Kthejeni magnetizmin në elektricitet". Për 11 vjet, Faraday nuk ia doli. Për shumë vite me radhë, shkencëtari mbante vazhdimisht me vete një spirale me tela bakri dhe një bërthamë hekuri, duke bërë manipulimet më të pabesueshme me këto objekte. Por asgjë e mirë nuk doli prej saj dhe në ditarin e tij laboratorik "Për ngacmimin e elektricitetit me anë të magnetizmit" u shfaq përsëri hyrja: "Asnjë rezultat". Faraday i kushtoi një paragraf të veçantë çdo eksperimenti, dhe paragrafi i fundit në ditar është shënuar me numrin 16041!

Performanca përrallore dhe obsesioni i Faradeit më në fund u shpërblye dhe më 29 gusht 1831, ai "sulmoi gjurmët". I gjithë shtatori dhe tetori ishin një përsëritje e vazhdueshme në versione të ndryshme të të njëjtit eksperiment, i cili hodhi themelet për të gjithë inxhinierinë elektrike. Ja se si vetë Faraday e përshkroi këtë përvojë në ditarin e tij:

"Unë mora një shirit magnetik cilindrik dhe futa një skaj të tij në lumenin e një spiraleje me tela bakri të lidhur me një galvanometër. Më pas, me një lëvizje të shpejtë, e shtyva magnetin brenda spirales në të gjithë gjatësinë e saj dhe gjilpëra e galvanometrit përjetoi një shtytje (Fig. 367). Pastaj nxora shpejt magnetin nga spiralja dhe shigjeta u lëkundur përsëri, por në drejtim të kundërt. Këto lëkundje të shigjetës përsëriteshin sa herë që magneti shtyhej ose nxirrej jashtë ... ”Pas përfundimit të shkëlqyer të shkencëtarit:“ Kjo do të thotë që një valë elektrike lind vetëm kur magneti lëviz, dhe jo për shkak të vetive të natyrshme në të në pushoni.

Oriz. 367. Përvoja e Faradeit:

1 - galvanometër; 2 - shirit magnetik; 3 - një spirale me tela bakri

Tani ne e dimë mirë se nëse vendosni një magnet pranë dredha-dredha, ose madje e shtyni atë në një spirale dhe e lini atje, atëherë të presësh që një rrymë të shfaqet me një magnet të palëvizshëm është e barabartë me besimin në shfaqjen e energjisë nga asgjëja. Në të vërtetë, një magnet shtrihet brenda dredha-dredha, nuk humbet asgjë dhe rryma rrjedh atje, duke bërë punë të paktën për të ngrohur këtë dredha-dredha. Pra, nuk është larg nga "makina e lëvizjes së përhershme"! Vërtetë, siç e kemi parë tashmë, një rast i tillë është i mundur kur dredha-dredha është superpërçuese - atje rryma që u ngrit gjatë futjes së magnetit do të rrjedhë përgjithmonë - nuk ka humbje! Por i njëjti efekt pritej në ato ditë, dhe jo nga askush, por nga vetë Ampere dhe, ndoshta, në fillim, nga Faraday.

Njëkohësisht me Faraday-in, Ampère u kryen gjithashtu eksperimente për shtyrjen e bërthamave magnetike në një spirale teli. Për të shmangur ndikimin e magnetit në galvanometrin e ndjeshëm, si Faraday ashtu edhe Ampère e vendosën pajisjen në një dhomë tjetër. Në të njëjtën kohë, Amperi fillimisht vendosi bërthamën brenda spirales dhe më pas shkoi në dhomën tjetër për të kontrolluar nëse rryma ishte shfaqur. Por, mjerisht, spiralja nuk ishte bërë nga një superpërçues, por nga një tel i zakonshëm bakri, dhe rryma pothuajse u zbeh menjëherë sapo bërthama ndaloi së lëvizuri. Dhe Faraday ia besoi mbikëqyrjen e pajisjes një asistenti, i cili vuri re shfaqjen e rrymës gjatë lëvizjes së magnetit. Duket se ia vlente Amperi të përdorte ndihmën e dikujt ose, në rastin më të keq, të vendoste një galvanometër në një cep tjetër të së njëjtës dhomë dhe ta shikonte vetë!

Raste të tilla fatkeqe janë mjaft të shpeshta në historinë e shkencës, gjë që bëri që fizikani i madh gjerman Hermann Helmholtz të thërriste: "Dhe një zbulim i madh varej nga këto rrethana aksidentale!"

Kjo thënie e Helmholtz-it vlen plotësisht për vetë Faradein. Edhe 9 vjet para hapjes së induksioni elektromagnetik(domethënë, kështu ata filluan të quajnë ngacmimin e energjisë elektrike nga një magnet) Faraday ishte jashtëzakonisht afër tij.

Duke vëzhguar telin me rrymë, duke bërë manipulime të ndërlikuara me të, Faraday zbuloi papritur se magneti fillon të lëvizë pranë telit me rrymë. Një vizatim i shkruar me dorë nga Faraday që ilustron këtë eksperiment është ruajtur (Fig. 368). Një magnet noton në një tas të mbushur me merkur. Mërkuri është i lidhur me njërin pol të burimit aktual, dhe në të njëjtin merkur është fundi i telit të lidhur me polin tjetër. Kur një objektiv elektrik shkurtohej përmes merkurit, magneti ose fundi i telit do të rrotullohej. Kjo ishte makina e parë elektrike unipolare, parimin e së cilës vetë autori nuk e kuptonte në atë kohë. Dhe kjo nuk është pika - shkencëtarët ishin në gjendje të shpjegonin funksionimin e një makine të tillë vetëm shumë më vonë.

Oriz. 368. Vizatimi i Faradeit që filloi inxhinierinë elektrike

Por në një mënyrë apo tjetër, ishte Faraday ai që lidhi magnetin dhe lëvizjen, pasi kishte marrë motorin e parë elektrik - magneti rrotullohet kur kalon rryma - dhe gjeneratorin e parë elektrik - dredha-dredha jep rrymë kur magneti lëviz rreth tij. U hodh fillimi i epokës së inxhinierisë elektrike, pa të cilën teknologjia moderne është e paimagjinueshme!

Çfarë rrotullon një vetë-rotator?

Pas zbulimeve të jashtëzakonshme të Faradeit, kishte mbetur vetëm një hap për të krijuar makina elektrike.

Çfarë është një makinë elektrike? Këta janë motorë që shndërrojnë rrymën elektrike në lëvizje mekanike dhe gjeneratorë që kryejnë detyrën e kundërt të shndërrimit të lëvizjes mekanike në rrymë elektrike.

Motori i parë elektrik në botë u krijua nga Faraday, dhe parimi i funksionimit të tij mbeti i pakuptueshëm për një kohë të gjatë, dhe madje edhe tani vetëm specialistët në makinat unipolare e kuptojnë atë. Por tashmë vetë-rotatori elektromagnetik i shpikësit hungarez Anjos Jedlik, i ndërtuar prej tij në 1828, i ngjan motorëve elektrikë kolektorë modernë, që zakonisht funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë. Një rrymë e tillë jepet, për shembull, nga bateritë galvanike ose akumulatorët.

Parimi i funksionimit të vetë-rotatorit Jedlik është të rimagnetizojë automatikisht një elektromagnet në atë mënyrë që polet e tij të ndryshojnë vendet, në varësi të pozicionit të këtij elektromagneti. Jedlik vendosi një elektromagnet me një bërthamë në majën e një mbështetëse, si një gjilpërë busull, dhe uli të dy skajet e mbështjelljes së tij në dy gota gjysmërrethore me merkur, të izoluara nga njëra-tjetra. Poli pozitiv i baterisë ishte i lidhur me një filxhan, dhe poli negativ me tjetrin. Kupat me merkur luanin rolin e mbledhësve të zakonshëm të rrymës, vetëm me shumë më pak fërkime. Mbi elektromagnet ishte një dredha-dredha e lidhur me një burim rryme. Në parim, kjo dredha-dredha mund të zëvendësohet me një magnet të zakonshëm të përhershëm, të cilin do ta bëjmë për thjeshtësi. Ishte e mundur të bëhej fare pa këtë magnet, duke pasur parasysh se vetë Toka është gjithashtu një magnet, dhe se gjilpëra e busullës dhe elektromagneti në vendin e saj do të instaloheshin në një pozicion krejtësisht të caktuar - nga një pol në tjetrin.

Nëse elektromagneti i Jedlik ishte tashmë në këtë pozicion kur u aplikua rryma në të, asgjë nuk do të ndryshojë - ai vetëm do të vendoset edhe më shumë në këtë pozicion dhe do të jetë e vështirë ta zhvendosni atë nga vendi i tij. Por nëse elektromagneti ishte në një pozicion arbitrar, atëherë kur të aplikohet rryma në të, ai do të kthehet për të marrë një pozicion të qëndrueshëm - nga poli në pol. Sidoqoftë, gotat me merkur janë të vendosura në atë mënyrë që, pasi iu afruan pozicionit të tyre të qëndrueshëm, elektromagneti doli të ishte i ndezur. Skajet e dredha-dredha u hodhën në gota të tjera, polet e elektromagnetit ndryshuan vende dhe, pasi rrëshqiti në një pozicion të qëndrueshëm nga inercia, ai përsëri u përpoq ta zinte atë, por tashmë një të ri, në një kënd prej 180 ° me e mëparshme. Kur i afroheshim këtij pozicioni të ri të qëndrueshëm, gjithçka përsëritej dhe elektromagneti rrotullohej vazhdimisht (Fig. 369).

Oriz. 369. “Vetërrotuesi” A. Edlik:

1 - elektromagnet; 2 - dredha-dredha; 3 - izolim

Më pas, gjysmë unazat e merkurit u zëvendësuan nga pllaka bakri, skajet e mbështjelljes mbanin kontakte grafiti - furça, por parimi i funksionimit të motorit elektrik mbeti i njëjtë. Nëse numri i poleve të një elektromagneti rrotullues - një armaturë ose një rotor - nuk u rrit, numri i pllakave të bakrit në skajet e mbështjelljes gjithashtu u rrit, dhe ato filluan të kombinohen në një kolektor. Vetëm motorët me fuqi të ulët për lodra ose modele mbetën me dy pllaka në kolektor. Pastaj magnetët e përhershëm në pjesën e palëvizshme të motorit elektrik - statorit - u zëvendësuan me elektromagnet dhe morën pothuajse atë që shohim në makinat elektrike sot. Në disa nga makinat rrymë e vazhdueshme, megjithatë, magnetët e përhershëm mbetën - ku për thjeshtësi, ku për efikasitet - ata nuk kanë nevojë të fuqizohen nga rryma (Fig. 370).

Oriz. 370. Skema e makinës elektrike DC

Nëse aplikojmë rrymë në një makinë të tillë elektrike, rotori ose armatura fillon të rrotullohet, duke transferuar rrotullimin në bosht. Nëse ne vetë e rrotullojmë boshtin e makinës elektrike, mund të heqim rrymën nga furçat ose nga mbështjelljet e statorit. Jo të gjitha makinat elektrike punojnë njësoj mirë si në modalitetin e motorit elektrik ashtu edhe në atë të gjeneratorit. Për shembull, motori i makinës për ndezjen e një motori është një motor elektrik tipik, por nuk është i mirë si gjenerator. Një gjenerator modern i makinave është i njëjti motor elektrik i papërdorshëm. Por ka makina elektrike që punojnë njësoj mirë si motor dhe si gjenerator, quhen të kthyeshme.

Më shpesh, këto janë makina elektrike DC. Le të lidhim një motor të vogël elektrik me një magnet të përhershëm, të paktën nga një lodër e elektrizuar për fëmijë, në një bateri. Rotori i tij do të rrotullohet, duke bërë punë, për shembull, duke ngritur një ngarkesë. Dhe tani ne do të lidhim një llambë nga një elektrik dore në motor në vend të një baterie dhe do ta lëmë ngarkesën të bjerë. Duke rënë, ngarkesa rrotullon rotorin e motorit, i cili është bërë gjenerator për një kohë, dhe llamba ndizet (Fig. 371, a). Në këtë eksperiment u shfaq vetia e kthyeshmërisë së makinave elektrike. Kjo pronë përdoret gjerësisht në teknologji, në veçanti, në akumulimin dhe çlirimin e energjisë, rikuperimin e saj.

Oriz. 371. Shndërrimi i energjisë mekanike në energji elektrike duke përdorur një gjenerator elektrik (a) dhe gjeneratorin e parë Faraday (b)

Makinat elektrike, si motorë ashtu edhe gjeneratorë të përshtatshëm për përdorim praktik, u shfaqën menjëherë pas zbulimit të Faraday (Fig. 371, b). Për më tepër, krijimi i gjeneratorit të parë të një lloji pothuajse modern lidhet me një ngjarje që ngjan më shumë me një legjendë sesa një histori të vërtetë. Megjithatë, ky rast ishte real.

Disa javë pas zbulimit të fenomenit të induksionit elektromagnetik, dikush solli në zyrën e patentave një dizajn të një gjeneratori me magnet të përhershëm, duke nënshkruar vetëm inicialet P. M. Për atë kohë, ky dizajn ishte i papritur dhe i ri. Në fund të fundit, ata u përpoqën t'i bënin makinat e para elektrike të duken si motorë me avull - me krahë lëkundëse, bobina, fiksime dhe shufra lidhëse. Por dizajni i makinës së P.M., tiparet kryesore të tij, sipas akademikut M.P. Kostenko, "... ishin aq të sakta sa për shumë vite ata përcaktuan modelet e makinave të shpikësve të mëvonshëm". Fatkeqësisht, nuk u arrit të konstatohej identiteti i këtij misterioz P.M.

Në 1838, motorët elektrikë u shfaqën në makinën e parë elektrike, e cila lindi shumë më herët se makina e parë me motor. djegia e brendshme. Është ndërtuar nga anglezi R. Davidson në Londër dhe është testuar atje.

Në të njëjtin 1838, inxhinieri rus B.S. Yakobi instaloi një motor elektrik të dizajnit të tij në një varkë 8,5 m të gjatë dhe 2,1 m të gjerë, e cila strehonte 16 persona. Varka bëri sensacion kur u testua në Neva në Shën Petersburg, pasi mund të lëvizte jo vetëm përgjatë lumit, por edhe kundër tij. Nuk duhet harruar se fuqia e motorit ishte vetëm 0.5 kW, e papërfillshme për standardet e sotme. Varka elektrike, ashtu si makina elektrike, ushqehej nga qeliza galvanike.

Që atëherë, bazat e dizajnit të makinave elektrike DC nuk kanë ndryshuar rrënjësisht.

Ku shkon fusha magnetike?

Pavarësisht se sa të mirë ishin motorët elektrikë DC, të cilët, nga rruga, ende përdoren tani në shumë raste, por jo në të gjitha. Asambleja e kolektorit me furça ishte shumë jo e besueshme: ndezi, shpesh dështonte dhe nuk ishte e lirë. Kjo i shtyu shkencëtarët të kërkonin një mënyrë për funksionimin "pa furçë" të motorëve dhe gjeneratorëve, dhe një metodë e tillë u gjet. Kjo ndihmoi për të krijuar një rrymë alternative dhe një fushë magnetike udhëtuese.

Në fillim, kur merrej rryma nga bateritë galvanike, nuk u dëgjua për rrymë alternative. Por eksperimenti i famshëm i Faraday bëri të mundur marrjen e saktë të një rryme alternative: kur magneti filloi të shtyhej në spirale, u ngrit rryma dhe më pas, kur magneti ndaloi së lëvizuri, rryma ndaloi. Nëse e lëvizni magnetin përpara dhe mbrapa vazhdimisht, ne marrim një rrymë të vërtetë alternative, dhe pa asnjë kolektor, direkt nga spiralja. Kjo është mirë, por ka edhe shqetësime - nuk është shumë e lehtë të lëvizësh magnetin përpara dhe mbrapa, është shumë më e lehtë ta rrotullosh atë (Fig. 372).

Oriz. 372. Skema e gjeneratorit më të thjeshtë të rrymës alternative; kur korniza rrotullohet midis poleve të magneteve, në të shfaqet një rrymë alternative

Dhe kështu u bë. Ata morën tre mbështjellje me bërthama, i vendosën në një rreth në një kënd prej 120 ° dhe brenda rrethit filluan të rrotullojnë një magnet - të përhershëm ose elektrik, i cili, megjithatë, jep të njëjtin rezultat. Kur poli i magnetit iu afrua spirales, një rrymë lindi (i induktuar) në të, ashtu si në eksperimentin e Faradeit. Magneti mund të rrotullohej shumë shpejt, gjë që bëri të mundur marrjen e rrymave mjaft të mëdha. Kështu u shpik një gjenerator i rrymës alternative trefazore - çdo spirale jepte fazën e vet (Fig. 373). Rryma në këto faza rritej dhe zvogëlohej në mënyrë alternative, gjithashtu me një zhvendosje prej 120°. Sa i përket motorit, i cili mund të mundësohet nga një rrymë e tillë trefazore, në thelb nuk ndryshon nga një gjenerator. Të njëjtat mbështjellje, i njëjti magnet - rotori. Bobinat e gjeneratorit lidhen me tela (të mundshme për mijëra kilometra!) Me bobinat e motorit dhe ndodh si më poshtë.

Oriz. 373. Skema e një gjeneratori të rrymës trefazore

Kur poli i magnetit të gjeneratorit kalon pranë ndonjë spirale, në të lind rryma më e madhe, e cila magnetizon spiralen përkatëse të motorit. Është tek kjo spirale që i njëjti pol i magnetit të motorit priret, dhe nëse nuk është shumë i shqetësuar, atëherë saktësisht do të përsërisë rrotullimin e magnetit të gjeneratorit. Ne morëm një motor sinkron (motor), d.m.th një në të cilin rotori-magnet lëviz në mënyrë sinkrone me rotor-magnetin e gjeneratorit (Fig. 374). Në disa raste, kur, për shembull, është e nevojshme të transmetohet me saktësi rrotullimi i boshtit të gjeneratorit në distancë e madhe, një motor i tillë është shumë i dobishëm. Por më shpesh rrotullimi i rotorit-magnet ndeshet me rezistencë të madhe, dhe ai mund të ndalet, të humbasë ritmin e tij.

Oriz. 374. Gjilpëra magnetike rrotullohet në të njëjtin drejtim si rrotullohet magneti - ky është parimi i funksionimit të motorëve sinkron

Për të parandaluar që kjo të ndodhë, inxhinieri rus elektrik M. O. Dolivo-Dobrovolsky në 1888 doli me një motor josinkron, ose, siç quhet tani, asinkron, ku rotori mund të mbetet prapa fushës magnetike rrotulluese. Imagjinoni që në vend të një magneti të përhershëm, rotori përbëhet nga një spirale, ashtu si një motor DC, vetëm me një kolektor me qark të shkurtër. Në fakt, kolektori thjesht nuk është i nevojshëm këtu, dhe kthesat e spirales mund të thjeshtohen aq shumë sa të mund të bëhen në formën e shufrave të lidhura me unaza në skajet. Dizajni i një rotori të tillë u përdor më gjerësisht dhe u quajt me qark të shkurtër, pasi në të vërtetë çdo rrotullim i shufrës së tij është me qark të shkurtër (Fig. 375, a). Dhe gjithashtu për shkak të ngjashmërisë së jashtme të habitshme të një rotori të tillë me një rrotë me kafaz ketri, e cila gjithashtu rrotullohet kur një ketër shkon përgjatë tij, rotori u quajt kështu - një rrotë ketri (Fig. 375, b, c, d). Këta dy emra kanë zënë rrënjë njëlloj në rotorin e një makine asinkrone, e cila është jashtëzakonisht e përhapur në teknologji. Më pak të zakonshme janë makinat ku rotori në të vërtetë ka mbështjellje spirale.

Oriz. 375. Rotor motor induksioni: a - parimi i veprimit; b – trupi i rotorit; c - rrota ketri; g - montimi i rotorit

Pra, fusha magnetike rrotulluese e mbështjelljeve të statorit të fiksuar të motorit fillon të nxisë energji elektrike në mbështjelljet ose shufrat e rotorit fiks, duke i kthyer ato në elektromagnetë. Ata, nga ana tjetër, sillen ashtu siç supozohet të sillet një magnet-rotor - ai largohet nga fusha magnetike e statorit dhe fillon të rrotullohet.

Këtu është i dukshëm ndryshimi midis motorëve sinkron dhe asinkron. Nëse në të parën magnet-rotori përsërit saktësisht rrotullimin e fushës magnetike, atëherë në të dytën një përsëritje e tillë është e pamundur në parim. Nëse rotori me mbështjellje fillon të rrotullohet me të njëjtën shpejtësi si fusha magnetike, atëherë do të vijë një moment kur rryma nuk do të induktohet më në mbështjellje, pasi nuk do të ketë lëvizje relative të fushës magnetike dhe mbështjelljeve. Rotori më pas, pasi është demagnetizuar plotësisht, fillon të mbetet prapa fushës magnetike rrotulluese, por nuk ishte kështu. Kur mbetet prapa, rrotullimi relativ i rotorit dhe fushës fillon përsëri, rotori përsëri bëhet një magnet dhe përsëri fillon të arrijë fushën magnetike.

Si rezultat, rotori i një motori asinkron mbetet gjithmonë pas fushës magnetike rrotulluese, dhe kjo vonesë është sa më e madhe, aq më e madhe është rezistenca ndaj rrotullimit të rotorit. Por në përgjithësi, kjo vonesë është e vogël dhe për motorët e kafazit të ketrit nuk i kalon disa përqind. Diagrami i lidhjes në rrjet dhe detajet kryesore të motorit asinkron janë paraqitur në fig. 376.

Oriz. 376. Skema e lidhjes së një motori elektrik trefazor me rrjetin (a) dhe pjesët kryesore të këtij elektromotori (b)

Statori mund të jetë si cilindrik ashtu edhe unazor. Mund ta “preni” rrotën e ketrit, ta drejtoni, duke e vendosur përgjatë vijës së drejtë, ashtu si shinat me traversa. Fjetësit në këtë rast do të luajnë rolin e shufrave, dhe binarët - unazat që i mbyllin ato. Le të vendosim një karrocë në këto shina, në të cilat do të instalojmë mbështjellje të një statori të prerë dhe të drejtuar në të njëjtën mënyrë. Le ta lëmë rrymën në mbështjelljet e statorit dhe do të marrim jo një fushë magnetike rrotulluese, por rrjedhëse, e cila do të tentojë të lëvizë përpara ose prapa shufrat e traversave të rotorit të drejtuar. Dhe meqenëse është gjithmonë më e vështirë të lëvizësh shtegun sesa të shkosh vetë përgjatë kësaj shtegu, karroca me mbështjellje do të shkojë përgjatë shtegut, e drejtuar nga një fushë magnetike udhëtuese.

Kështu, u krijua një motor elektrik linear, i cili është bërë i përhapur tani dhe shumë premtues për të ardhmen - në fund të fundit, të gjithë trenat maglev drejtohen pikërisht nga motorë elektrikë linearë, dhe kështu supozohet të jetë në të ardhmen. Motorët elektrikë linearë lëvizin ashensorët me shpejtësi të lartë të rrokaqiejve, mekanizmat e saktë për lëvizjen e veglave të makinerive, përshpejtojnë avionët për nisjen e tyre të përshpejtuar nga transportuesit e avionëve.

Energjia elektrike pa makina?

Rezulton se makinat elektrike nuk janë aspak të nevojshme për prodhimin e energjisë elektrike. Dhe, si pothuajse gjithmonë në inxhinierinë elektrike, gjithçka filloi me Faraday ...

Një ditë në 1832, londinezët që ishin në urën e Waterloo u interesuan për një spektakël të pazakontë. Një grup njerëzish mes të cilëve mund të shihej fizikan i famshëm Faraday, ishte i angazhuar në zhytjen e dy fletëve të bakrit në ujin e Thames, të lidhura me tela në një galvanometër. Pajisja qëndronte në një tavolinë në mes të urës, dhe pranë saj ishte vetë shkencëtari, duke u dhënë urdhra ndihmësve të tij. Faraday besonte se nëse ujërat e një lumi që rrjedh nga perëndimi në lindje kalojnë, të paktën pjesërisht, fushën magnetike të Tokës, atëherë ato janë si përcjellës që kalojnë fushën magnetike të një magneti. Dhe në këtë rast, siç vërtetoi vetë Faraday, një rrymë elektrike lind në përcjellës. Fletët e bakrit, midis të cilave, si midis brigjeve metalike, rrjedh uji i Thames, duhej të lidhnin këta përçues uji me një galvanometër dhe të transferonin rrymën që rezulton në të.

Megjithatë, mjerisht, eksperimenti dështoi. Megjithatë, në 1832, kur Faraday konceptoi dhe vërtetoi këtë eksperiment, me me arsye të mirë mund të konsiderohet viti i lindjes së gjeneratorit magnetohidrodinamik. Emri i këtij gjeneratori përbëhet nga tre fjalë - magnet, hidro (ujë) dhe dinamikë (lëvizje) - dhe nënkupton gjenerimin e energjisë elektrike kur uji lëviz në një fushë magnetike.

Pse dështoi eksperimenti i Faradeit? Para së gjithash, sepse uji i Thames nuk ishte një përcjellës aq i mirë i energjisë elektrike. Kishte, natyrisht, arsye të tjera - intensiteti i fushës magnetike të Tokës është shumë i ulët.

Por përdorimi praktik i gjeneratorëve magnetohidrodinamikë (shkurtuar si MHD) ishte ende larg.

Vërtetë, në 1907-1910. u lëshuan patentat e para për përdorimin e prodhimit të energjisë elektrike MHD duke përdorur gaz jonizues në vend të lëngut. Ky është një hap i madh përpara, sepse gazi i jonizuar, që zakonisht nxehet në një temperaturë prej 2,500 - 3,000 ° C, është një produkt i përhapur i djegies së shumë lëndëve djegëse. Prandaj, ekzistonte një shpresë për shndërrimin e drejtpërdrejtë të nxehtësisë së djegies së karburantit në energji elektrike, pa makina komplekse me shumë pjesë lëvizëse. Por gjërat nuk shkuan përtej patentave - shkencëtarët nuk i imagjinuan plotësisht proceset në vazhdim dhe nuk kishte materiale të afta të vepronin në një mjedis të gaztë në një temperaturë prej 2,500 - 3,000 ° C.

Por në vitin 1944, shkencëtari suedez Hannes Alven, duke studiuar sjelljen e plazmës kozmike që mbush hapësirën ndëryjore në një fushë magnetike, nxori ligjet bazë të shkencës së re - magnetohidrodinamikës. Dhe shkenca hapësinore u zotërua menjëherë në Tokë dhe u përdor për të krijuar gjeneratorë MHD të zbatueshëm.

Në shikim të parë, këta gjeneratorë janë mjaft të thjeshtë. Karburanti digjet në dhomën e djegies, dhe në një grykë të ngjashme me një raketë, produktet e djegies (gazrat), duke u zgjeruar, rrisin shpejtësinë e tyre në supersonike. Kjo grykë ndodhet midis poleve të një elektromagneti të fortë, dhe brenda grykës, në rrugën e gazrave të nxehtë, janë instaluar elektroda (Fig. 377).

Oriz. 377. Skema e gjeneratorit MHD: a - formë e përgjithshme; b – pamje përgjatë shigjetës A

Fusha magnetike "rrjedh" elektronet e ngarkuara negativisht dhe jonet e gazit të ngarkuar pozitivisht, duke i drejtuar ato përgjatë trajektoreve të ndryshme. Këto rryma grimcash të ngarkuara shkaktojnë shfaqjen ngarkesat elektrike në elektrodat përkatëse, dhe nëse ato janë të lidhura, atëherë një rrymë elektrike.

Në të vërtetë, nuk ka pjesë lëvizëse në një gjenerator MHD, përveç nëse, natyrisht, vetë gazi konsiderohet pjesë e makinës. Por ka edhe shumë pengesa.

Para së gjithash, një gaz që nxehet edhe deri në 2500 °C është ende një plazmë me temperaturë të ulët. Ai jonizohet plotësisht në rreth katër herë temperaturën. Kjo plazmë e përcjell rrymën një miliard herë më keq se bakri dhe madje më keq se uji në Kanalin Anglez. Por kjo vështirësi doli të kapërcehej me ndihmën e aditivëve të metaleve alkali, veçanërisht kaliumit. Pak, rreth 1% e kaliumit i shtohet gazit të nxehtë në formën e përbërjes së tij të lirë - potas, dhe përçueshmëria elektrike e plazmës rritet me dhjetëra mijëra herë.

Me tutje. Në fund të fundit, muret e hundës, dhe më e rëndësishmja, elektroda, duhet të punojnë për një kohë të gjatë në 2500 - 3000 ° C, dhe elektrodat, përveç kësaj, gjithashtu kryejnë mirë rrymën elektrike. Materialet që mund t'i rezistojnë temperaturave të tilla për një kohë të gjatë, madje edhe në prani të avullit agresiv të kaliumit, nuk janë krijuar ende.

Pse janë kaq tërheqës gjeneratorët MHD, nëse përballen me vështirësi të dukshme në krijimin e tyre? Rezulton se një raport i lartë veprim i dobishëm. duke ngritur efikasiteti termik termocentralet me të paktën 1% është një ngjarje e tërë. Për funksionimin më ekonomik të motorëve me nxehtësi, së pari është e nevojshme të rritet temperatura e lëngut të punës: në termocentralet moderne, është avulli. Por tashmë është e lartë - rreth 700 ° C, dhe çdo shkallë shtesë jepet nga puna e dëshpëruar. Akoma - tehet dhe disqet e turbinave me avull, gati për të shpërthyer nga rrotullimi i tyre, nxehen në 700 ° C. Nga kjo, forca e tyre nuk rritet fare. Dhe krijimi i materialeve edhe më rezistente ndaj nxehtësisë është shumë, shumë i vështirë. Prandaj, efikasiteti maksimal i termocentraleve tani është vetëm 45-47%. Rritja e temperaturës së lëngut të punës (gazit) në 2,500 - 3,000 °C do të sigurojë një rritje të efikasitetit me të paktën 20%. Ky është një revolucion në energji! Ka diçka për të luftuar, për hir të së cilës të krijohen materiale rezistente ndaj nxehtësisë për muret e hundës dhe elektrodave!

Në fillim të punës, do të jetë e dobishme të jepni disa përkufizime dhe shpjegime. Nëse, në një vend, trupat lëvizës me ngarkesë ndikohen nga një forcë që nuk vepron në trupa të palëvizshëm ose të pa ngarkuar, atëherë ata thonë se në këtë vend ka një fushë magnetike - një nga format e fushës elektromagnetike më të përgjithshme. Ka trupa që mund të krijojnë një fushë magnetike rreth tyre (dhe një trup i tillë ndikohet edhe nga forca e fushës magnetike), thuhet se janë të magnetizuar dhe kanë një moment magnetik, i cili përcakton vetinë e trupit për të krijuar një fushë magnetike. Trupa të tillë quhen magnet. Duhet të theksohet se materiale të ndryshme reagojnë ndryshe ndaj një fushe magnetike të jashtme. Ka materiale që dobësojnë veprimin e fushës së jashtme brenda vetes - paramagnet dhe rrisin fushën e jashtme brenda vetes - diamagnet. Ka materiale me një aftësi të madhe (mijëra herë) për të përmirësuar fushën e jashtme brenda vetes - hekuri, kobalti, nikeli, gadolinium, lidhjet dhe komponimet e këtyre metaleve, ato quhen ferromagnet. Midis feromagneteve, ka materiale që, pas ekspozimit ndaj një fushe magnetike të jashtme mjaft të fortë, bëhen magnet vetë - këto janë materiale të forta magnetike. Ka materiale që përqendrojnë një fushë magnetike të jashtme në vetvete dhe, ndërsa ajo vepron, sillen si magnet; por nëse fusha e jashtme zhduket, ato nuk bëhen magnete - këto janë materiale të buta magnetikisht.HYRJE. Jemi mësuar me magnetin dhe e trajtojmë pak me përbuzje si një atribut të vjetëruar të mësimeve të fizikës shkollore, ndonjëherë edhe duke mos dyshuar se sa magnet ka rreth nesh. Ka dhjetëra magnet në apartamentet tona: në makina rroje elektrike, altoparlantë, magnetofon, në orë, në kavanoza me gozhdë, më në fund. Ne vetë jemi gjithashtu magnet: biokrrymat që rrjedhin në ne krijojnë rreth nesh një model të çuditshëm të linjave magnetike të forcës. Toka ku jetojmë është një magnet gjigant blu. Dielli është një top plazmatik i verdhë - një magnet edhe më madhështor. Galaktikat dhe mjegullnajat, që mezi dallohen nga teleskopët, janë magnet të pakuptueshëm në madhësi. Shkrirja termonukleare, gjenerimi i energjisë magnetodinamike, përshpejtimi i grimcave të ngarkuara në sinkrotrone, rikuperimi i anijeve të fundosura - të gjitha këto janë zona ku kërkohen magnete madhështore, të paparë më parë. Problemi i krijimit të fushave magnetike të forta, super të forta, ultra të forta dhe akoma më të forta është bërë një nga problemet kryesore në fizikën dhe teknologjinë moderne. Magneti ka qenë i njohur për njeriun që nga kohra të lashta. Përmendjet e magneteve dhe vetitë e tyre kanë ardhur deri tek ne në shkrimet e Talesit të Miletit (c. 600 para Krishtit) dhe Platoni (427-347 p.e.s.). Vetë fjala "magnet" lindi për faktin se magnetët natyrorë u zbuluan nga grekët në Magnezi (Thesali). Magnetët natyrorë (ose natyrorë) gjenden në natyrë në formën e depozitave të xeheve magnetike. Universiteti i Tartu ka magnetin më të madh natyror të njohur. Masa e tij është 13 kg dhe është në gjendje të ngrejë një ngarkesë prej 40 kg. Magnetët artificialë janë magnet të krijuar nga njeriu në bazë të feromagneteve të ndryshme. Të ashtuquajturit magnet "pluhur" (të bërë nga hekuri, kobalti dhe disa aditivë të tjerë) mund të mbajnë një ngarkesë më shumë se 5000 herë më shumë se pesha e tyre. Ka dy magnet artificialë tipe te ndryshme : Disa janë të ashtuquajturit magnet të përhershëm, të prodhuar nga materiale "magnetike të forta". Vetitë e tyre magnetike nuk lidhen me përdorimin e burimeve ose rrymave të jashtme. Një lloj tjetër përfshin të ashtuquajturit elektromagnet me një bërthamë prej hekuri "magnetik të butë". Fushat magnetike të krijuara prej tyre janë kryesisht për shkak të faktit se një rrymë elektrike kalon nëpër telin e mbështjelljes që mbulon bërthamën. Në vitin 1600, një libër nga mjeku mbretëror W. Gilbert "Për magnetin, trupat magnetikë dhe magnetin e madh - Toka" u botua në Londër. Kjo punë ishte përpjekja e parë e njohur për ne për të studiuar fenomenet magnetike nga pikëpamja e shkencës. Kjo vepër përmban informacionin e atëhershëm të disponueshëm për elektricitetin dhe magnetizmin, si dhe rezultatet e eksperimenteve të vetë autorit. Nga gjithçka që has një person, ai para së gjithash kërkon të nxjerrë përfitime praktike. Magneti nuk e kaloi këtë fat. Në punën time do të përpiqem të gjurmoj se si magnetët përdoren nga njeriu jo për luftë, por për qëllime paqësore, duke përfshirë përdorimin e magneteve në biologji, mjekësi dhe në jetën e përditshme. PËRDORIMI I MAGNETEVE. Më poshtë është një përmbledhje e shkurtër e pajisjeve dhe fushave të shkencës dhe teknologjisë ku përdoren magnet. KOMPAS, një pajisje për përcaktimin e drejtimeve horizontale në tokë. Përdoret për të përcaktuar drejtimin në të cilin lëviz deti, avioni, mjeti tokësor; drejtimi në të cilin ecën këmbësori; udhëzime për ndonjë objekt ose pikë referimi. Busullat ndahen në dy klasa kryesore: busulla magnetike si shigjetat, të cilat përdoren nga topografët dhe turistët, dhe jomagnetike, si xhirobusulla dhe radiobusulla. Deri në shekullin e 11-të i referohet mesazhit të kinezëve Shen Kua dhe Chu Yu për prodhimin e busullave nga magnet natyrorë dhe përdorimin e tyre në lundrim. Nëse një gjilpërë e gjatë e bërë nga një magnet natyror është e balancuar në një bosht që e lejon atë të rrotullohet lirshëm në një plan horizontal, atëherë ajo është gjithmonë përballë veriut me një skaj dhe jugut me tjetrin. Duke shënuar fundin që tregon veriun, mund të përdorni një busull të tillë për të përcaktuar drejtimet. Efektet magnetike u përqendruan në skajet e një gjilpëre të tillë, dhe për këtë arsye ato u quajtën pole (përkatësisht në veri dhe jug). Aplikimi kryesor i magnetit është në inxhinierinë elektrike, radio-inxhinierinë, instrumentet, automatizimin dhe telemekanikën. Këtu, materialet ferromagnetike përdoren për prodhimin e qarqeve magnetike, reletë, etj. Në 1820, G. Oersted (1777-1851) zbuloi se një përcjellës me rrymë vepron në një gjilpërë magnetike, duke e kthyer atë. Fjalë për fjalë një javë më vonë, Ampere tregoi se dy përçues paralelë me rrymë në të njëjtin drejtim tërheqin njëri-tjetrin. Më vonë, ai sugjeroi se të gjitha fenomenet magnetike janë për shkak të rrymave, dhe vetitë magnetike të magneteve të përhershëm lidhen me rrymat që qarkullojnë vazhdimisht brenda këtyre magneteve. Ky supozim është plotësisht në përputhje me idetë moderne. Gjeneratorët e makinave elektrike dhe motorët elektrikë janë makina të tipit rrotullues që konvertojnë ose energji mekanike në elektrike (gjeneratorë), ose elektrike në mekanike (motorë). Funksionimi i gjeneratorëve bazohet në parimin e induksionit elektromagnetik: në një tel që lëviz në një fushë magnetike, forca elektromotore(EMF). Veprimi i motorëve elektrikë bazohet në faktin se një forcë vepron në një tel që mbart rrymë të vendosur në një fushë magnetike tërthore. Pajisjet magnetoelektrike. Në pajisje të tilla përdoret forca e bashkëveprimit të fushës magnetike me rrymën në kthesat mbështjellëse të pjesës lëvizëse e cila tenton të kthejë të fundit.Matësat e energjisë elektrike me induksion. Një matës induksioni nuk është asgjë më shumë se një motor AC me fuqi të ulët me dy dredha-dredha - një dredha-dredha aktuale dhe një dredha-dredha e tensionit. Një disk përçues i vendosur midis mbështjelljeve rrotullohet nën veprimin e një çift rrotullues proporcional me fuqinë hyrëse. Ky moment balancohet nga rrymat e induktuara në disk nga magneti i përhershëm, në mënyrë që shpejtësia e rrotullimit të diskut të jetë proporcionale me fuqinë e konsumuar. Orët e dorës elektrike mundësohen nga një bateri miniaturë. Ata kërkojnë shumë më pak pjesë për të funksionuar sesa orët mekanike; për shembull, një orë tipike e lëvizshme elektrike ka dy magnet, dy induktorë dhe një transistor. Një bllokim është një pajisje mekanike, elektrike ose elektronike që kufizon mundësinë e përdorimit të paautorizuar të diçkaje. Kyçja mund të aktivizohet nga një pajisje (çelës) që mbahet nga një person i caktuar, informacion (kodi dixhital ose alfabetik) i futur nga ky person ose ndonjë karakteristikë individuale (për shembull, modeli i retinës) i këtij personi. Bllokimi zakonisht lidh përkohësisht dy nyje ose dy pjesë me njëra-tjetrën në një pajisje. Më shpesh, bravat janë mekanike, por bravat elektromagnetike po përdoren gjithnjë e më shumë. Brava magnetike. Flokët e cilindrave të disa modeleve përdorin elementë magnetikë. Kyçja dhe çelësi janë të pajisur me grupe kodesh me magnet të përhershëm. Kur çelësi i saktë futet në vrimën e çelësit, ai tërheq dhe vendos elementët magnetikë të brendshëm të bllokimit në pozicion, gjë që lejon hapjen e bllokimit. Dinamometri - mekanik ose pajisje elektrike për të matur forcën tërheqëse ose çift rrotullues të një makinerie, vegle makinerie ose motori. Dinamometrat e frenave vijnë në një larmi modelesh; këto përfshijnë, për shembull, frenat Prony, frenat hidraulike dhe elektromagnetike. Një dinamometër elektromagnetik mund të bëhet në formën e një pajisjeje miniaturë e përshtatshme për matjen e karakteristikave të motorëve të vegjël. Një galvanometër është një pajisje e ndjeshme për matjen e rrymave të dobëta. Galvanometri përdor çift rrotulluesin e krijuar nga ndërveprimi i një magneti të përhershëm në formë patkoi me një spirale të vogël që mbart rrymë (elektromagnet i dobët) i pezulluar në hendekun midis poleve të magnetit. Çift rrotullimi, dhe si rrjedhim devijimi i spirales, është proporcional me rrymën dhe induksionin total magnetik në hendekun e ajrit, kështu që shkalla e instrumentit është pothuajse lineare me devijime të vogla të spirales. Pajisjet e bazuara në të janë lloji më i zakonshëm i pajisjeve. | | | | | | | | Gama e pajisjeve të prodhuara është e gjerë dhe e larmishme: pajisje centrale për rrymë direkte dhe alternative (magnetoelektrike, magnetoelektrike me ndreqës dhe sisteme elektromagnetike), pajisje të kombinuara, amper-voltmetra, për diagnostikimin dhe rregullimin e pajisjeve elektrike të makinave, matjen e temperaturës së sipërfaqe të sheshta, pajisje për pajisjen e klasave të shkollave, testues dhe matës të parametrave të ndryshëm elektrikë Prodhimi i gërryesve - grimca të vogla, të forta, të mprehta të përdorura në formë të lirë ose të lidhur për përpunimin mekanik (përfshirë formësimin, qërimin, bluarjen, lustrimin) të materialeve dhe produkteve të ndryshme prej tyre (nga dërrasat e mëdha të çelikut deri te fletët e kompensatës, syzet optike dhe patate të skuqura kompjuteri). Lëndët gërryese janë natyrale ose artificiale. Veprimi i gërryesve është heqja e një pjese të materialit nga sipërfaqja e trajtuar. Gjatë prodhimit të gërryesve artificialë, ferrosiliku i pranishëm në përzierje vendoset në fund të furrës, por sasi të vogla të tij futen në gërryes dhe më vonë hiqen nga një magnet. Vetitë magnetike të materies përdoren gjerësisht në shkencë dhe teknologji si një mjet për të studiuar strukturën e trupave të ndryshëm. Kështu u ngritën shkencat: Magnetokimia (magnetokimia) - seksioni kimia fizike, i cili studion marrëdhëniet ndërmjet magnetike dhe vetitë kimike substancat; Përveç kësaj, magnetokimia heton ndikimin e fushave magnetike në proceset kimike. magnetokimia bazohet në fizikën moderne të dukurive magnetike. Studimi i marrëdhënieve midis vetive magnetike dhe kimike bën të mundur sqarimin e veçorive të strukturës kimike të një substance. Zbulimi i defekteve magnetike, një metodë për kërkimin e defekteve bazuar në studimin e shtrembërimeve të fushës magnetike që ndodhin në vendet e defekteve në produktet e bëra nga materiale feromagnetike. . Teknologjia e mikrovalës rrezatimi elektromagnetik (100h300 000 milion hertz), i vendosur në spektrin ndërmjet frekuencave televizive ultra të larta dhe komunikimit me frekuenca të largëta infra të kuqe. Radiovalët me mikrovalë përdoren gjerësisht në teknologjinë e komunikimit. Përveç sistemeve të ndryshme të radios ushtarake, ekzistojnë lidhje të shumta tregtare me mikrovalë në të gjitha vendet e botës. Meqenëse valë të tilla radio nuk ndjekin lakimin e sipërfaqes së tokës, por përhapen në një vijë të drejtë, këto lidhje komunikimi zakonisht përbëhen nga stacione rele të instaluara në majat e kodrave ose në kullat radio në intervale prej rreth 50 km. Trajtimi termik i produkteve ushqimore. Rrezatimi me mikrovalë përdoret për trajtimin termik të produkteve ushqimore në shtëpi dhe në industrinë ushqimore. Energjia e gjeneruar nga tubat e fuqishëm vakum mund të përqendrohet në një vëllim të vogël për gatim shumë efikas të produkteve në të ashtuquajturat. furrat me mikrovalë ose mikrovalë, të karakterizuara nga pastërtia, pa zhurmë dhe kompaktësi. Pajisjet e tilla përdoren në galerat e avionëve, makinat e ngrënies hekurudhore dhe makinat shitëse ku kërkohet përgatitja dhe gatimi i ushqimit të shpejtë. Industria prodhon gjithashtu furra me mikrovalë shtëpiake. Përparimi i shpejtë në fushën e teknologjisë së mikrovalëve është i lidhur kryesisht me shpikjen e pajisjeve speciale elektrovakum - magnetron dhe klystron, të afta për të gjeneruar sasi të mëdha të energjisë mikrovalore. Një oshilator i bazuar në një triodë konvencionale me vakum, i përdorur në frekuenca të ulëta, rezulton të jetë shumë joefikas në gamën e mikrovalëve. Magnetron. Në magnetronin, i shpikur në Britaninë e Madhe para Luftës së Dytë Botërore, këto mangësi mungojnë, pasi si bazë merret një qasje krejtësisht e ndryshme për gjenerimin e rrezatimit të mikrovalëve - parimi i një rezonatori të zgavrës. Magnetroni ka disa zgavra të zgavrës në mënyrë simetrike të vendosura rreth katodës që ndodhet në qendër. Instrumenti vendoset midis poleve të një magneti të fortë. Llamba me valë udhëtimi (TWT). Një tjetër pajisje elektrovakuumi për gjenerimin dhe përforcimin e valëve elektromagnetike në rangun e mikrovalëve është një llambë me valë udhëtuese. Është një tub i hollë i evakuuar i futur në një spirale magnetike fokusuese. Përshpejtuesi i grimcave, një pajisje në të cilën rrezet e drejtuara të elektroneve, protoneve, joneve dhe grimcave të tjera të ngarkuara me një energji shumë më të madhe se energjia termike merren duke përdorur fusha elektrike dhe magnetike. Lloje të shumta dhe të ndryshme pajisjesh përdoren në përshpejtuesit modernë, përfshirë. magnet i fuqishëm me precizion. Përshpejtuesit luajnë një rol të rëndësishëm praktik në terapinë mjekësore dhe diagnostikimin. Shumë spitale në mbarë botën sot kanë në dispozicion përshpejtues të vegjël linearë elektronikë që gjenerojnë rreze x intensive që përdoren për terapinë e tumorit. Në një masë më të vogël, përdoren ciklotronet ose sinkrotronet që gjenerojnë rreze protonike. Avantazhi i protoneve në terapinë e tumorit ndaj rrezeve X është një çlirim më i lokalizuar i energjisë. Prandaj, terapia me proton është veçanërisht efektive në trajtimin e tumoreve të trurit dhe syve, kur dëmtimi i indeve të shëndetshme përreth duhet të jetë sa më minimal. Përfaqësuesit e shkencave të ndryshme marrin parasysh fushat magnetike në kërkimin e tyre. Një fizikan mat fushat magnetike të atomeve dhe grimcat elementare, një astronom po studion rolin e fushave kozmike në formimin e yjeve të rinj, një gjeolog është në kërkim të depozitave të xeheve magnetike nga anomalitë e fushës magnetike të Tokës, dhe së fundmi edhe biologjia është përfshirë në mënyrë aktive në studimin dhe përdorimin e magneteve. shkenca biologjike gjysma e parë e shekullit të 20-të përshkruante me siguri funksionet jetësore, duke mos marrë aspak parasysh ekzistencën e ndonjë fushe magnetike. Për më tepër, disa biologë e konsideruan të nevojshme të theksojnë se edhe një fushë magnetike e fortë artificiale nuk ka asnjë efekt në objektet biologjike. Në enciklopedi, asgjë nuk thuhej për ndikimin e fushave magnetike në proceset biologjike. AT literaturë shkencore Në të gjithë botën çdo vit kishte konsiderata të vetme pozitive për këtë apo atë efekt biologjik të fushave magnetike. Megjithatë, ky përrua i dobët nuk mundi të shkrinte ajsbergun e mosbesimit as në formulimin e vetë problemit... Dhe befas përroi u shndërrua në një përrua të turbullt. Orteku i botimeve magnetobiologjike, sikur të shkëputej nga ndonjë kulm, është rritur vazhdimisht që nga fillimi i viteve '60 dhe ka mbytur deklaratat skeptike. Nga alkimistët e shekullit të 16-të e deri në ditët e sotme, veprimi biologjik i magnetit ka gjetur shumë herë admirues dhe kritikë. Në mënyrë të përsëritur gjatë disa shekujve, u vërejtën rritje dhe recesione me interes në efektin terapeutik të magnetit. Me ndihmën e tij, ata u përpoqën të trajtonin (dhe jo pa sukses) sëmundjet nervore, dhimbje dhëmbi, pagjumësi, dhimbje në mëlçi dhe stomak - qindra sëmundje. Për qëllime mjekësore, magneti filloi të përdoret, ndoshta më herët sesa për përcaktimin e pikave kardinal. Si një ilaç i jashtëm lokal dhe si një amulet, magneti ishte shumë i popullarizuar me kinezët, hindutë, egjiptianët dhe arabët. GREKËT, Romakët etj. Vetitë e tij shëruese përmenden në shkrimet e tyre nga filozofi Aristoteli dhe historiani Plini. Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, byzylykët magnetikë u përhapën, duke pasur një efekt të dobishëm tek pacientët me çrregullime të presionit të gjakut (hipertension dhe hipotension). Përveç magnetëve të përhershëm, përdoren edhe elektromagnetët. Ato përdoren gjithashtu për një gamë të gjerë problemesh në shkencë, teknologji, elektronikë, mjekësi (sëmundje nervore, sëmundje vaskulare të ekstremiteteve, sëmundje kardiovaskulare, kancere). Mbi të gjitha, shkencëtarët priren të mendojnë se fushat magnetike rrisin rezistencën e trupit. Ka matës elektromagnetik të shpejtësisë së gjakut, kapsula miniaturë, të cilat, duke përdorur fusha magnetike të jashtme, mund të lëvizen nëpër enët e gjakut për t'i zgjeruar ato, për të marrë mostra në pjesë të caktuara të shtegut ose, anasjelltas, për të hequr në mënyrë lokale ilaçe të ndryshme nga kapsulat. Metoda magnetike e heqjes së grimcave metalike nga syri përdoret gjerësisht. Shumica prej nesh janë të njohur me studimin e punës së zemrës me ndihmën e sensorëve elektrikë - një elektrokardiogram. Impulset elektrike të prodhuara nga zemra krijojnë një fushë magnetike të zemrës, e cila në vlerat maksimale është 10-6 e forcës së fushës magnetike të Tokës. Vlera e magnetokardiografisë është se jep informacion për zonat elektrike "të heshtura" të zemrës. Duhet të theksohet se tani biologët po kërkojnë nga fizikanët të japin një teori të mekanizmit parësor të veprimit biologjik të fushës magnetike, dhe fizikanët si përgjigje kërkojnë më shumë fakte biologjike të verifikuara nga biologët. Është e qartë se bashkëpunimi i ngushtë i specialistëve të ndryshëm do të jetë i suksesshëm. Një lidhje e rëndësishme që bashkon problemet magnetobiologjike është reagimi i sistemit nervor ndaj fushave magnetike. Truri është i pari që reagon ndaj çdo ndryshimi në mjedisi i jashtëm. Është studimi i reaksioneve të tij që do të jetë çelësi për zgjidhjen e shumë problemeve të magnetobiologjisë. Përfundimi më i thjeshtë që mund të nxirret nga sa më sipër është se nuk ka asnjë fushë të aktivitetit të aplikuar njerëzor ku nuk do të përdoreshin magnet. Referencat: 1) TSB, botimi i dytë, Moskë, 1957. 2) Kholodov Yu.A. "Njeriu në rrjetin magnetik", "Dituria", Moskë, 1972 3) Materiale nga Enciklopedia e Internetit 4) Putilov K.A. "Kursi i fizikës", "Physmatgiz", Moskë, 1964.

Kthehu përpara

Kujdes! Pamja paraprake e rrëshqitjes është vetëm për qëllime informative dhe mund të mos përfaqësojë shtrirjen e plotë të prezantimit. Ne qofte se je i interesuar kjo pune ju lutemi shkarkoni versionin e plotë.

Lloji i. Shpjegimi i materialit të ri.

Golat.

• arsimore. Jepni konceptin e një magneti të përhershëm, fushës magnetike të Tokës; të eksplorojë bashkëveprimin e poleve të dy magneteve, të njihet me vetitë e fushës magnetike; për të formuar aftësinë për të zbatuar njohuritë e marra për të zgjidhur problemet dhe për të kryer detyra praktike, zgjerojnë horizontet e nxënësve në fushën e dukurive magnetike.
• arsimore. Mësoni të vlerësoni punën tuaj në mënyrë objektive.
• Duke u zhvilluar. Zhvillimi i vëmendjes vullnetare të studentëve, të menduarit (aftësia për të analizuar, krahasuar, ndërtuar analogji, për të nxjerrë përfundime.), Interesi njohës (bazuar në një eksperiment fizik); formimi i koncepteve të botëkuptimit për njohshmërinë e botës.

GJATË KLASËVE

Përshëndetje, uluni.

Djema, le të kujtojmë atë që dini për fushën elektrike.

Punë e pavarur

Le të kontrollojmë punën dhe të vlerësojmë veten.

Te lumte! Sot do të zhytemi në botën e shkencës së magnetizmit, kërkimit, fakteve interesante që lidhen me magnetizmin.

Shkruani në fletore datën dhe temën e mësimit “Manetet e përhershëm. Fusha magnetike e Tokës”.

Historia e magnetit ka më shumë se dy mijë e gjysmë vjet. Në shekullin VI. para Krishtit e. Shkencëtarët e lashtë kinezë zbuluan një mineral që mund të tërheqë objekte hekuri në vetvete. Kinezët e quajtën atë "chu-shih", që do të thotë "gur i dashur".

Emri "magnet" u krijua nga dramaturgu i lashtë grek Euripidi (shek. V para Krishtit), i cili përshkroi vetitë e tij në një nga veprat e tij: ishte shumë shekuj më parë. Në kërkim të një dele, bariu shkoi në vende të panjohura, në male. Rreth e qark kishte gurë të zinj. Vuri re me habi se shkopi i tij me majë hekuri po tërhiqej drejt gurëve, sikur një dorë e padukshme po e kapte dhe e mbante. I goditur nga fuqia e mrekullueshme e gurëve, bariu i solli ata në qytetin më të afërt - Magnes. Prandaj emri i këtyre gurëve. Magnet do të thotë "gur nga Magnezia".

Trupat që qëndrojnë të magnetizuar për një kohë të gjatë quhen magnet të përhershëm ose thjesht magnete.

Magnetët vijnë në forma të ndryshme: shirit, hark, unazë. Çdo magnet, si një gjilpërë magnetike, duhet të ketë dy pole: veriore(N) dhe jugore(S).

(demonstrimi i një gjilpëre magnetike, shiriti dhe magneti me hark)

Dhe tani ju djema, gjatë kryerjes së detyrave eksperimentale, do të eksploroni disa veti të magneteve. Takëmet janë tashmë në tavolinat tuaja. Duke kryer detyrat, do të nxirrni përfundimet e duhura.

Ushtrimi 1.

Pajisjet: kapëse metalike, magnet me shirita.

Merrni një magnet shiriti, silleni së pari te kapëset e letrës dhe më pas te vidhosja e bakrit. Çfarë po vëzhgoni? Bëni një përfundim. ( Nxënësit përfundojnë Jo të gjitha substancat tërhiqen nga magnet.)

Detyra 2.

Merrni një magnet me shirita, sillni disa kapëse letre pikërisht në mes të magnetit, ku kalon kufiri midis gjysmës së kuqe dhe blu. A i tërheq një magnet kapëse letre?

Zhvendosni kapëset në vende të ndryshme në magnet, duke filluar nga mesi. Cilat vende tregojnë veprimin më të fortë magnetik? Përsëriteni të njëjtën gjë me magnetin e harkut.

Bëni një përfundim. ( Nxënësit përfundojnë- ka zona me veti magnetike më të forta)

Magnet natyrorë gjenden në natyrë - mineral hekuri (i ashtuquajturi mineral hekuri magnetik). Tashmë dihet se magnetët natyrorë janë copa minerali hekuri magnetik (magnetiti), i përbërë nga FeO (31%) dhe Fe 2 O 3 (69%). Ka depozita të pasura mineral hekuri magnetik në Urale, në Ukrainë, në Karelia, në rajonin e Kurskut dhe në shumë vende të tjera.

Në kohët e lashta, ata u përpoqën të shpjegonin vetitë e një magneti duke i atribuar atij një "shpirt të gjallë". Magneti, sipas ideve të njerëzve të lashtë, "vraponte" në hekur për të njëjtën arsye si qeni në copën e mishit.

Detyra 3.

Merrni një magnet me shirita, sillni disa kapëse letre pranë magnetit, por mos i prekni. Çfarë po vëzhgoni? Bëni një përfundim. ( Nxënësit arrijnë në përfundimin se ndërveprimi ndodh në distancë)

Tani e dimë se gjithçka ka të bëjë me fushën e veçantë të krijuar nga magneti. Çdo magnet ka një fushë magnetike rreth tij.. Kjo fushë tërheq hekurin në magnet.

Fusha magnetike është një lloj i veçantë i materies që ndryshon nga materia dhe ekziston rreth trupave të magnetizuar.

Magnetiti ka veti jo shumë të forta magnetike. Aktualisht, është e mundur të krijohen magnet artificialë me një fushë magnetike shumë më të fortë. Materiali për to janë lidhjet e bazuara në hekur, nikel, kobalt dhe disa metale të tjera. Në një fushë magnetike të jashtme, ato magnetizohen, pas së cilës ato mund të përdoren si magnet të pavarur të përhershëm.

Detyra 4.

Pajisjet: gozhdë hekuri, kapëse letre, magnet.

Merrni një gozhdë dhe silleni në kapëse letre. A ngjiten kapëse te thonjtë?

Fërkojeni gozhdën kundër magnetit në një drejtim, më pas afrojeni te kapëset e letrës. A ngjiten kapëset?

Bëni një përfundim. ( Nxënësit nxjerrin përfundime- gozhda fitoi vetitë e një magneti të përhershëm)
konkluzioni. Hekuri, çeliku, nikeli, kobalti dhe disa lidhje të tjera fitojnë veti magnetike në prani të mineralit magnetik të hekurit.

Video "Ferromagnets" (Prezantim)

Nëse një gjilpërë magnetike afrohet me një shigjetë tjetër të ngjashme, atëherë ato do të kthehen dhe do të vendosen përballë njëri-tjetrit me pole të kundërta ( tregojnë nga përvoja).

Pajisjet: magnet dhe gjilpërë magnetike.

Sillni një magnet në ngjyrën blu dhe më pas në skajin e kuq të gjilpërës magnetike. Çfarë mund të thuhet për bashkëveprimin e një gjilpëre magnetike dhe një magnet?

Në cilin rast gjilpëra magnetike tërhiqet, dhe në cilin rast ajo zmbrapset.

konkluzioni. Ashtu si polet e një magneti dhe një gjilpërë magnetike që sprapsin, polet e kundërta tërhiqen.

Video "Ndërveprimi i magneteve" (Prezantimi)

I njëjti model është i vërtetë për çdo magnet: polet e kundërta tërhiqen, ashtu si polet sprapsin.

(Zgjidhja nr. 103 e tekstit “Fizika 9” e S.V. Gromov, N.A. Rodina)

Një magnet i bërë në formën e një shigjete përdoret në busulla. Busulla u shpik rreth dy mijë vjet më parë në Kinë. Quhej shenja e jugut

Demonstrimi i busullës, përcaktimi i pikave kardinal

Toka është gjithashtu një magnet. Ajo ka polet e veta magnetike dhe fushën e saj magnetike. Kjo është ajo që e bën gjilpërën e busullës të orientohet gjatë gjithë kohës në një drejtim të caktuar.

Nuk është e vështirë të kuptosh se ku duhet të tregojë saktësisht: në fund të fundit, polet e kundërta tërhiqen. Rrjedhimisht, poli verior i shigjetës tregon drejtimin e polit magnetik jugor të tokës. Ky pol ndodhet në veri të globit, disi larg nga Poli Gjeografik i Veriut (në ishullin e Princit të Uellsit).

Video "Polet magnetike të Tokës" (Prezantimi)

Lexoni paragrafin e fundit në faqen 57 të librit shkollor dhe flisni për përdorimin e magnetëve të përhershëm.

Përgjigju pyetjeve:

1. Çfarë do të thotë fjala “magnet”?

2. Çfarë janë magnetët natyrorë?

3. Si fitohen magnetet artificiale?

4. Çfarë quhen polet magnetike?

5. Si ndërveprojnë polet e magneteve me njëri-tjetrin?

6. Si mund të përcaktoni polet e një shufre çeliku të magnetizuar duke përdorur një gjilpërë magnetike?

7. Nën ndikimin e çfarë orientohet gjilpëra e busullës në një drejtim të caktuar? Ku tregon ajo?

8. Ku përdoren magnetët?

9. Pse minerali magnetik i hekurit që ekziston në natyrë rezulton i magnetizuar? Çfarë e magnetizoi atë?

10. Çfarë quhet fushë magnetike?

1. Si do të ndërveprojnë magnetët?

2. Shënoni në figurë polet gjeografike dhe magnetike të Tokës.

3. Nr. 1472, 1473, 1474, 1475, 1476 (“Përmbledhja e problemave në fizikë 7-9” V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)

Bravo djema, punë e shkëlqyer! Le të shkruajmë detyrat tona të shtëpisë.

Paragrafi 21 nr 104

Mbështetje metodologjike

1. “Fizika 9” S.V. Gromov, N.A. Mëmëdheu
2. “Përmbledhja e problemave në fizikë 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
3. Videoklipe, vizatime, të cilat janë në domenin publik të internetit

Magnet natyral dhe artificial

Ndër mineralet e hekurit të nxjerra për industrinë metalurgjike, ekziston një mineral i quajtur mineral hekuri magnetik. Ky mineral ka aftësinë të tërheqë objekte hekuri në vetvete.

Një copë si kjo mineral hekuri thirrur magnet natyral, dhe vetia e tërheqjes që manifeston është magnetizmi.

Në ditët e sotme, fenomeni i magnetizmit përdoret jashtëzakonisht gjerësisht në instalime të ndryshme elektrike. Megjithatë, tani ata përdorin jo natyrore, por të ashtuquajturat magnet artificial.

Magnetët artificialë janë bërë nga klasa të veçanta çeliku. Një copë çeliku e tillë magnetizohet në një mënyrë të veçantë, pas së cilës fiton veti magnetike, domethënë bëhet.

Forma e magneteve të përhershme mund të jetë më e ndryshme, në varësi të qëllimit të tyre.

Në një magnet të përhershëm, vetëm polet e tij kanë forcat e tërheqjes. Fundi i magnetit, me pamje nga veriu, pranoi të thirrej poli verior i një magneti, dhe fundi me pamje nga jugu - poli jugor i një magneti. Çdo magnet i përhershëm ka dy pole: veri dhe jug. Poli verior i një magneti shënohet me shkronjën C ose N, poli i jugut me shkronjën Y ose S.

Magneti tërheq hekur, çelik, gize, nikel, kobalt. Të gjithë këta trupa quhen trupa magnetikë. Të gjithë trupat e tjerë që nuk tërhiqen nga një magnet quhen trupa jomagnetikë.

Struktura e një magneti. Magnetizimi

Çdo trup, duke përfshirë edhe atë magnetik, përbëhet nga grimcat më të vogla - molekulat. Ndryshe nga molekulat e trupave jomagnetikë, molekulat e një trupi magnetik kanë veti magnetike, që përfaqësojnë magnet molekularë. Brenda trupit magnetik, këta magnet molekularë janë të vendosur me boshtet e tyre në drejtime të ndryshme, si rezultat i të cilave vetë trupi nuk shfaq asnjë veti magnetike. Por nëse këta magnet detyrohen të rrotullohen rreth boshteve të tyre në mënyrë që polet e tyre të veriut të kthehen në një drejtim dhe polet e tyre të jugut në tjetrin, atëherë trupi do të fitojë veti magnetike, d.m.th., do të bëhet magnet.

Procesi me të cilin një trup magnetik fiton vetitë e një magneti quhet magnetizimi. Në prodhimin e magneteve të përhershëm, magnetizimi kryhet duke përdorur një rrymë elektrike. Por ju mund ta magnetizoni trupin në një mënyrë tjetër, duke përdorur një magnet të zakonshëm të përhershëm.

Nëse një magnet drejtvizor sharrohet përgjatë një linje neutrale, atëherë do të merren dy magnet të pavarur dhe polariteti i skajeve të magnetit do të ruhet, dhe polet e kundërta do të shfaqen në skajet e marra si rezultat i sharimit.

Secili nga magnetet që rezultojnë mund të ndahet edhe në dy magnet, dhe sado ta vazhdojmë këtë ndarje, gjithmonë do të marrim magnet të pavarur me dy pole. Është e pamundur të marrësh një shufër me një pol magnetik. Ky shembull konfirmon pozicionin se trupi magnetik përbëhet nga shumë magnet molekularë.

Trupat magnetikë ndryshojnë nga njëri-tjetri në shkallën e lëvizshmërisë së magnetëve molekularë. Ka trupa që magnetizohen shpejt dhe po aq shpejt çmagnetizohen. Dhe, anasjelltas, ka trupa që magnetizohen ngadalë, por ruajnë vetitë e tyre magnetike për një kohë të gjatë.

Pra, hekuri magnetizohet shpejt nën veprimin e një magneti të jashtëm, por po aq shpejt çmagnetizohet, domethënë humbet vetitë e tij magnetike kur magneti hiqet. Çeliku, pasi është magnetizuar një herë, ruan vetitë e tij magnetike për një kohë të gjatë, domethënë bëhet një magnet i përhershëm.

Vetia e hekurit për të magnetizuar dhe çmagnetizuar shpejt shpjegohet me faktin se magnetët molekularë të hekurit janë jashtëzakonisht të lëvizshëm, ato kthehen lehtësisht nën veprimin e forcave magnetike të jashtme, por po aq shpejt kthehen në pozicionin e tyre të çrregullt të mëparshëm kur trupi magnetizues është. hequr.

Megjithatë, në gjëndër, një pjesë e vogël e magneteve, edhe pas heqjes së magnetit të përhershëm, vazhdon të qëndrojë për disa kohë në pozicionin që ata morën gjatë magnetizimit. Rrjedhimisht, hekuri pas magnetizimit ruan veti magnetike shumë të dobëta. Kjo konfirmohet nga fakti se kur pllaka e hekurit u hoq nga poli i magnetit, jo të gjitha fijet ranë nga fundi i saj - një pjesë e vogël e tyre mbeti ende e tërhequr nga pllaka.

Vetia e çelikut për të qëndruar e magnetizuar për një kohë të gjatë shpjegohet me faktin se magnetët molekularë të çelikut vështirë se kthehen në drejtimin e duhur gjatë magnetizimit, por ata ruajnë pozicionin e tyre të qëndrueshëm për një kohë të gjatë edhe pas heqjes së trupit magnetizues.

Aftësia e një trupi magnetik për të shfaqur veti magnetike pas magnetizimit quhet magnetizëm i mbetur.

Fenomeni i magnetizmit të mbetur shkaktohet nga fakti se në trupin magnetik vepron e ashtuquajtura forca vonuese, e cila i mban magnetët molekularë në pozicionin e zënë prej tyre gjatë magnetizimit.

Tek hekuri, veprimi i forcës së vonesës është shumë i dobët, si rezultat i së cilës ai demagnetizohet shpejt dhe ka një magnetizëm të mbetur shumë të vogël.

Vetia e hekurit për të magnetizuar dhe çmagnetizuar shpejt përdoret jashtëzakonisht gjerësisht në inxhinierinë elektrike. Mjafton të thuhet se bërthamat e të gjithë atyre që përdoren në aparatet elektrike janë bërë prej hekuri special, i cili ka magnetizëm jashtëzakonisht të ulët të mbetur.

Çeliku ka një fuqi të madhe mbajtëse, kështu që ruan vetinë e magnetizmit. Prandaj, ato janë bërë nga lidhje të veçanta çeliku.

Karakteristikat e një magneti të përhershëm ndikohen negativisht nga ndikimet, goditjet dhe luhatjet e papritura të temperaturës. Nëse, për shembull, një magnet i përhershëm nxehet i nxehtë dhe më pas lihet të ftohet, ai do të humbasë plotësisht vetitë e tij magnetike. Në të njëjtën mënyrë, nëse një magnet i përhershëm i nënshtrohet goditjeve, atëherë forca e tij tërheqëse do të ulet ndjeshëm.

Kjo shpjegohet me faktin se me ngrohje ose goditje të forta kapërcehet veprimi i forcës së vonesës dhe në këtë mënyrë prishet renditja e renditur e magneteve molekulare. Kjo është arsyeja pse magnetët e përhershëm dhe pajisjet që kanë magnet të përhershëm duhet të trajtohen me kujdes.

Rreth çdo magneti ka një të ashtuquajtur.

Një fushë magnetike është një hapësirë ​​në të cilën veprojnë forcat magnetike. Fusha magnetike e një magneti të përhershëm është ajo pjesë e hapësirës në të cilën veprojnë fushat e një magneti drejtvizor dhe forcat magnetike të këtij magneti.

Forcat magnetike të një fushe magnetike veprojnë në drejtime të caktuara. Drejtimet e veprimit të forcave magnetike janë dakorduar të quhen linjat magnetike të forcës. Ky term përdoret gjerësisht në studimin e inxhinierisë elektrike, por duhet të kujtojmë se linjat magnetike të forcës nuk janë materiale: ky është një koncept i kushtëzuar i prezantuar vetëm për të lehtësuar kuptimin e vetive të një fushe magnetike.

Forma e fushës magnetike, d.m.th., vendndodhja në hapësirë ​​e linjave të fushës magnetike varet nga forma e vetë magnetit.

Linjat e fushës magnetike kanë një numër karakteristikash: ato janë gjithmonë të mbyllura, nuk kryqëzohen kurrë, priren të marrin rrugën më të shkurtër dhe të zmbrapsin njëri-tjetrin nëse drejtohen në të njëjtin drejtim. Në përgjithësi pranohet që linjat e forcës dalin nga poli verior i magnetit dhe hyjnë në polin e tij jugor; brenda magnetit, ata kanë një drejtim nga poli jugor në veri.

Ashtu si shtyhen shtyllat magnetike, polet magnetike të kundërta tërhiqen.

Është e lehtë të verifikohet korrektësia e të dy përfundimeve në praktikë. Merrni një busull dhe sillni një nga polet e një magneti drejtvizor në të, për shembull, atë verior. Do të shihni që shigjeta do të kthejë menjëherë skajin e saj jugor drejt polit verior të magnetit. Nëse e ktheni shpejt magnetin 180 °, atëherë gjilpëra magnetike do të kthehet menjëherë 180 °, d.m.th., skaji verior i saj do të jetë përballë poli jugor magnet.

Induksioni magnetik. fluksi magnetik

Forca e ndikimit (tërheqjes) e një magneti të përhershëm në një trup magnetik zvogëlohet me rritjen e distancës midis polit të magnetit dhe këtij trupi. Magneti shfaq forcën më të madhe të tërheqjes direkt në polet e tij, d.m.th., pikërisht aty ku linjat magnetike të forcës janë më të dendura. Ndërsa largoheni nga poli, dendësia e linjave të forcës zvogëlohet, ato janë të vendosura gjithnjë e më pak, së bashku me këtë, forca e tërheqjes së magnetit gjithashtu dobësohet.

Kështu, forca e tërheqjes së një magneti në pika të ndryshme fusha magnetike nuk është e njëjtë dhe karakterizohet nga dendësia e vijave të fushës. Për të karakterizuar fushën magnetike në pikat e saj të ndryshme, quhet një sasi induksioni i fushës magnetike.

Induksioni magnetik i fushës numerikisht është i barabartë me numrin e vijave të fushës që kalojnë nëpër një zonë 1 cm2 të vendosur pingul me drejtimin e tyre.

Kjo do të thotë se sa më i madh të jetë dendësia e vijave të fushës në një pikë të caktuar të fushës, aq më i madh është induksioni magnetik në këtë pikë.

Numri i përgjithshëm i linjave magnetike të forcës që kalojnë nëpër çdo zonë quhet fluks magnetik.

Fluksi magnetik shënohet me shkronjën F dhe shoqërohet me induksionin magnetik me lidhjen e mëposhtme:

F = BS,

ku Ф - fluksi magnetik, В - induksioni i fushës magnetike; S është zona e depërtuar nga fluksi magnetik i dhënë.

Kjo formulë është e vlefshme vetëm nëse zona S ndodhet pingul me drejtimin e fluksit magnetik. Përndryshe, madhësia e fluksit magnetik do të varet edhe nga këndi në të cilin ndodhet zona S dhe më pas formula do të marrë një formë më komplekse.

Fluksi magnetik i një magneti të përhershëm përcaktohet nga numri i përgjithshëm i linjave të forcës që kalojnë nëpër seksionin kryq të magnetit. Sa më i madh të jetë fluksi magnetik i një magneti të përhershëm, aq më e madhe është forca tërheqëse e këtij magneti.

Fluksi magnetik i një magneti të përhershëm varet nga cilësia e çelikut nga i cili është bërë magneti, nga dimensionet e vetë magnetit dhe nga shkalla e magnetizimit të tij.

Përshkueshmëria magnetike

Vetia e një trupi për të kaluar një fluks magnetik nëpër vetvete quhet përshkueshmëria magnetike. fluksi magnetikështë më e lehtë të kalosh përmes ajrit sesa përmes një trupi jomagnetik.

Për të qenë në gjendje të krahasoni substanca të ndryshme sipas tyre, është zakon që përshkueshmëria magnetike e ajrit të konsiderohet e barabartë me unitet.

Substancat, përshkueshmëria magnetike e të cilave është më e vogël se një quhen diamagnetike. Këtu përfshihen bakri, plumbi, argjendi, etj.

Alumini, platini, kallaji etj kanë një përshkueshmëri magnetike pak më të madhe se uniteti dhe quhen substanca paramagnetike.

Substancat përshkueshmëria magnetike që është shumë më tepër se një (e matur në mijëra) quhen ferromagnetike. Këto përfshijnë nikelin, kobaltin, çelikun, hekurin, etj. Nga këto substanca dhe lidhjet e tyre bëhen të gjitha llojet e pajisjeve magnetike dhe elektromagnetike dhe pjesët e makinave të ndryshme elektrike.

Me interes praktik për teknologjinë e komunikimit janë lidhjet speciale të hekurit dhe nikelit, të quajtura permaliazhe.

Ushqimi në shkollë duhet të jetë i organizuar mirë. Studenti duhet të pajiset me drekë dhe një mëngjes të nxehtë në dhomën e ngrënies. Intervali midis vaktit të parë dhe të dytë nuk duhet të kalojë katër orë. Opsioni më i mirë duhet të jetë mëngjesi i fëmijës në shtëpi, ndërsa në shkollë ha mëngjesin e dytë

Është krijuar një marrëdhënie e caktuar midis agresivitetit të fëmijëve dhe vështirësive në procesin e të mësuarit. Çdo nxënës dëshiron të ketë shumë miq në shkollë, të ketë performancë të mirë akademike dhe nota të mira. Kur fëmija nuk ka sukses, ai bën veprime agresive. Çdo sjellje synon diçka, ka një semantike

Në çdo olimpiadë dhe gara të ndryshme, fëmija, para së gjithash, shprehet dhe plotësohet. Prindërit duhet ta mbështesin patjetër fëmijën e tyre nëse ai është i apasionuar pas garave intelektuale. Është e rëndësishme që një fëmijë ta kuptojë veten si pjesë e një shoqërie intelektualësh, në të cilën mbretërojnë disponimet konkurruese dhe fëmija krahason arritjet e tij.

Një fëmijë marramendës mund të mos e pëlqejë ushqimin e shkollës. Shpesh, kjo është arsyeja më e zakonshme që një student të refuzojë ushqimin. Gjithçka vjen nga fakti se menyja në shkollë nuk merr parasysh nevojat e shijes së secilit fëmijë individual. Në shkollë, askush nuk do të përjashtojë ndonjë ushqim nga dieta e një fëmije individual në mënyrë që të

Për të kuptuar se si prindërit lidhen me shkollën, është e rëndësishme që fillimisht të karakterizohen prindërit modernë, kategoria e moshës së të cilëve është shumë e larmishme. Pavarësisht kësaj, shumica e tyre janë prindër që i përkasin brezit të viteve nëntëdhjetë, të cilët ndryshojnë kohë të vështirë për të gjithë popullsinë.

Tarifat e para të shkollës do të mbeten përgjithmonë në kujtesën e secilit prej nesh. Prindërit fillojnë të blejnë të gjitha artikujt e nevojshëm shkrimi duke filluar nga gushti. Atributi kryesor i shkollës është forma e nxënësit. Veshja duhet të zgjidhet me kujdes në mënyrë që nxënësi i klasës së parë të ndihet i sigurt. Prezantimi uniformë shkolle justifikuar me shumë arsye.

Të dashur nxënës dhe studentë!

Tashmë në faqe mund të përdorni më shumë se 20,000 abstrakte, raporte, fletë mashtrimi, punime termike dhe teza. Na dërgoni punimet tuaja të reja dhe ne do t'i publikojmë pa dështuar. Le të vazhdojmë të ndërtojmë së bashku koleksionin tonë abstrakt!!!

Ju pranoni të dorëzoni abstraktin tuaj (diplomë, kurset etj?

Faleminderit për kontributin tuaj në koleksion!

Aplikimi i magneteve

Data e shtimit: Mars 2006

Në fillim të punës, do të jetë e dobishme të jepni disa përkufizime dhe shpjegime. Nëse, në një vend, trupat lëvizës me ngarkesë ndikohen nga një forcë që nuk vepron në trupa të palëvizshëm ose të pa ngarkuar, atëherë ata thonë se në këtë vend ka një fushë magnetike - një nga format e një fushe elektromagnetike më të përgjithshme.

Ka trupa që mund të krijojnë një fushë magnetike rreth tyre (dhe një trup i tillë ndikohet edhe nga forca e fushës magnetike), thuhet se janë të magnetizuar dhe kanë një moment magnetik, i cili përcakton vetinë e trupit për të krijuar një fushë magnetike. Trupa të tillë quhen magnet.

Duhet të theksohet se materiale të ndryshme reagojnë ndryshe ndaj një fushe magnetike të jashtme.

Ka materiale që dobësojnë veprimin e fushës së jashtme brenda vetes - paramagnet dhe rrisin fushën e jashtme brenda vetes - diamagnet. Ka materiale me një aftësi të madhe (mijëra herë) për të përmirësuar fushën e jashtme brenda vetes - hekuri, kobalti, nikeli, gadolinium, lidhjet dhe komponimet e këtyre metaleve, ato quhen ferromagnet.

Midis feromagneteve, ka materiale që, pas ekspozimit ndaj një fushe magnetike të jashtme mjaft të fortë, bëhen magnet vetë - këto janë materiale të forta magnetike. Ka materiale që përqendrojnë një fushë magnetike të jashtme në vetvete dhe, ndërsa ajo vepron, sillen si magnet; por nëse fusha e jashtme zhduket, ato nuk bëhen magnet - këto janë materiale të buta magnetikisht

PREZANTIMI

Jemi mësuar me magnetin dhe e trajtojmë pak me përbuzje si një atribut të vjetëruar të mësimeve të fizikës shkollore, ndonjëherë edhe duke mos dyshuar se sa magnet ka rreth nesh. Ka dhjetëra magnet në apartamentet tona: në makina rroje elektrike, altoparlantë, magnetofon, në orë, në kavanoza me gozhdë, më në fund. Ne vetë jemi gjithashtu magnet: biokrrymat që rrjedhin në ne krijojnë rreth nesh një model të çuditshëm të linjave magnetike të forcës. Toka ku jetojmë është një magnet gjigant blu. Dielli është një top plazmatik i verdhë, një magnet edhe më madhështor. Galaktikat dhe mjegullnajat, që mezi dallohen nga teleskopët, janë magnet të pakuptueshëm në madhësi. Shkrirja termonukleare, gjenerimi i energjisë magnetodinamike, përshpejtimi i grimcave të ngarkuara në sinkrotrone, rikuperimi i anijeve të fundosura - të gjitha këto janë zona ku kërkohen magnete madhështore, të paparë më parë në madhësi. Problemi i krijimit të fushave magnetike të forta, super të forta, ultra të forta dhe akoma më të forta është bërë një nga problemet kryesore në fizikën dhe teknologjinë moderne.

Magneti ka qenë i njohur për njeriun që nga kohra të lashta. Përmendjet e magneteve dhe vetitë e tyre kanë ardhur deri tek ne në shkrimet e Talesit të Miletit (përafërsisht 600 para Krishtit) dhe Platonit (427-347 p.e.s.). Vetë fjala "magnet" lindi për faktin se magnetët natyrorë u zbuluan nga grekët në Magnezi (Thesali).

Magnetët natyrorë (ose natyrorë) gjenden në natyrë në formën e depozitave të xeheve magnetike. Universiteti i Tartu ka magnetin më të madh natyror të njohur. Masa e tij është 13 kg dhe është në gjendje të ngrejë një ngarkesë prej 40 kg.

Magnetët artificialë janë magnet të krijuar nga njeriu në bazë të feromagneteve të ndryshme. Të ashtuquajturit magnet "pluhur" (të bërë nga hekuri, kobalti dhe disa aditivë të tjerë) mund të mbajnë një ngarkesë më shumë se 5000 herë më shumë se pesha e tyre.

Ekzistojnë dy lloje të ndryshme magnetesh artificiale:

Disa janë të ashtuquajturit magnet të përhershëm, të bërë nga materiale "magnetike të forta". Vetitë e tyre magnetike nuk lidhen me përdorimin e burimeve ose rrymave të jashtme.

Një lloj tjetër përfshin të ashtuquajturit elektromagnet me një bërthamë prej hekuri "magnetik të butë". Fushat magnetike të krijuara prej tyre janë kryesisht për shkak të faktit se një rrymë elektrike kalon nëpër telin e mbështjelljes që mbulon bërthamën. Në vitin 1600, një libër nga mjeku mbretëror W. Gilbert "Për magnetin, trupat magnetikë dhe magnetin e madh - Toka" u botua në Londër. Kjo punë ishte përpjekja e parë e njohur për ne për të studiuar fenomenet magnetike nga pikëpamja e shkencës. Kjo vepër përmban informacionin e atëhershëm të disponueshëm për elektricitetin dhe magnetizmin, si dhe rezultatet e eksperimenteve të vetë autorit.

Nga gjithçka që has një person, ai para së gjithash kërkon të nxjerrë përfitime praktike. Nuk e kaloi këtë fat dhe magnet

Në punën time, do të përpiqem të gjurmoj se si magnetët përdoren nga njerëzit jo për luftë, por për qëllime paqësore, duke përfshirë përdorimin e magneteve në biologji, mjekësi dhe në jetën e përditshme.

KOMPAS, një pajisje për përcaktimin e drejtimeve horizontale në tokë. Përdoret për të përcaktuar drejtimin në të cilin lëviz deti, avioni, mjeti tokësor; drejtimi në të cilin ecën këmbësori; udhëzime për ndonjë objekt ose pikë referimi. Busullat ndahen në dy klasa kryesore: busulla magnetike si shigjetat, të cilat përdoren nga topografët dhe turistët, dhe jomagnetike, si xhirobusulla dhe radiobusulla.

Deri në shekullin e 11-të i referohet mesazhit të kinezëve Shen Kua dhe Chu Yu për prodhimin e busullave nga magnet natyrorë dhe përdorimin e tyre në lundrim. Nese nje

një gjilpërë e gjatë e bërë nga një magnet natyral është e balancuar në një bosht që e lejon atë të rrotullohet lirshëm në një plan horizontal, ai gjithmonë ka pamje nga veriu me një skaj dhe nga jugu me tjetrin. Duke shënuar fundin që tregon veriun, mund të përdorni një busull të tillë për të përcaktuar drejtimet.

Efektet magnetike u përqendruan në skajet e një gjilpëre të tillë, dhe për këtë arsye ato u quajtën pole (përkatësisht në veri dhe jug).

Aplikimi kryesor i magnetit është në inxhinierinë elektrike, radio-inxhinierinë, instrumentet, automatizimin dhe telemekanikën. Këtu, materialet ferromagnetike përdoren për prodhimin e qarqeve magnetike, reletë, etj.

Në 1820, G. Oersted (1777-1851) zbuloi se një përcjellës me rrymë vepron në një gjilpërë magnetike, duke e kthyer atë. Fjalë për fjalë një javë më vonë, Ampere tregoi se dy përçues paralelë me rrymë në të njëjtin drejtim tërheqin njëri-tjetrin. Më vonë, ai sugjeroi se të gjitha fenomenet magnetike janë për shkak të rrymave, dhe vetitë magnetike të magneteve të përhershëm lidhen me rrymat që qarkullojnë vazhdimisht brenda këtyre magneteve. Ky supozim është plotësisht në përputhje me idetë moderne.

Gjeneratorët e makinave elektrike dhe motorët elektrikë janë makina rrotulluese që konvertojnë ose energjinë mekanike në energji elektrike (gjeneratorë) ose energjinë elektrike në energji mekanike (motorë). Funksionimi i gjeneratorëve bazohet në parimin e induksionit elektromagnetik: një forcë elektromotore (EMF) induktohet në një tel që lëviz në një fushë magnetike. Veprimi i motorëve elektrikë bazohet në faktin se një forcë vepron në një tel që mbart rrymë të vendosur në një fushë magnetike tërthore.

Pajisjet magnetoelektrike. Në pajisje të tilla përdoret forca e bashkëveprimit të fushës magnetike me rrymën në kthesat mbështjellëse të pjesës lëvizëse, e cila tenton të kthejë të fundit Matësat e energjisë elektrike me induksion. Një matës induksioni nuk është asgjë më shumë se një motor AC me fuqi të ulët me dy mbështjellje - rrymë dhe tension. Një disk përçues i vendosur midis mbështjelljeve rrotullohet nën veprimin e një çift rrotullues proporcional me fuqinë hyrëse. Ky moment balancohet nga rrymat e induktuara në disk nga magneti i përhershëm, në mënyrë që shpejtësia e rrotullimit të diskut të jetë proporcionale me fuqinë e konsumuar.

Orët e dorës elektrike mundësohen nga një bateri miniaturë. Ata kërkojnë shumë më pak pjesë për të funksionuar sesa orët mekanike; për shembull, një orë tipike e lëvizshme elektrike ka dy magnet, dy induktorë dhe një transistor. Një bllokim është një pajisje mekanike, elektrike ose elektronike që kufizon mundësinë e përdorimit të paautorizuar të diçkaje. Kyçja mund të aktivizohet nga një pajisje (çelës) që mbahet nga një person i caktuar, informacion (kodi dixhital ose alfabetik) i futur nga ky person ose ndonjë karakteristikë individuale (për shembull, modeli i retinës) i këtij personi. Bllokimi zakonisht lidh përkohësisht dy nyje ose dy pjesë me njëra-tjetrën në një pajisje. Më shpesh, bravat janë mekanike, por bravat elektromagnetike po përdoren gjithnjë e më shumë.

Brava magnetike. Flokët e cilindrave të disa modeleve përdorin elementë magnetikë. Kyçja dhe çelësi janë të pajisur me grupe kodesh me magnet të përhershëm. Kur çelësi i saktë futet në vrimën e çelësit, ai tërheq dhe vendos elementët magnetikë të brendshëm të bllokimit në pozicion, gjë që lejon hapjen e bllokimit.

Një dinamometër është një instrument mekanik ose elektrik për matjen e forcës tërheqëse ose çift rrotullues të një makinerie, vegle makine ose motori.

Dinamometrat e frenave vijnë në një larmi modelesh; këto përfshijnë, për shembull, frenat Prony, frenat hidraulike dhe elektromagnetike.

Një dinamometër elektromagnetik mund të bëhet në formën e një pajisjeje miniaturë e përshtatshme për matjen e karakteristikave të motorëve të vegjël.

Një galvanometër është një pajisje e ndjeshme për matjen e rrymave të dobëta. Galvanometri përdor çift rrotulluesin e krijuar nga ndërveprimi i një magneti të përhershëm në formë patkoi me një spirale të vogël që mbart rrymë (elektromagnet i dobët) i pezulluar në hendekun midis poleve të magnetit. Çift rrotullimi, dhe si rrjedhim devijimi i spirales, është proporcional me rrymën dhe induksionin total magnetik në hendekun e ajrit, kështu që shkalla e instrumentit është pothuajse lineare me devijime të vogla të spirales. Pajisjet e bazuara në të janë lloji më i zakonshëm i pajisjeve.

Gama e pajisjeve të prodhuara është e gjerë dhe e larmishme: pajisje centrale për rrymë direkte dhe alternative (magnetoelektrike, magnetoelektrike me ndreqës dhe sisteme elektromagnetike), pajisje të kombinuara, amper-voltmetra, për diagnostikimin dhe rregullimin e pajisjeve elektrike të makinave, matjen e temperaturës së sipërfaqe të sheshta, pajisje për pajisjen e klasave të shkollave, testues dhe matës të parametrave të ndryshëm elektrikë

Prodhimi i lëndëve gërryese - grimca të imta, të forta, të mprehta të përdorura në formë të lirë ose të lidhur për përpunimin mekanik (përfshirë formësimin, ashpërsimin, bluarjen, lustrimin) të materialeve dhe produkteve të ndryshme prej tyre (nga pllaka të mëdha çeliku deri te fletët kompensatë, gota optike dhe çipa kompjuteri ). Lëndët gërryese janë natyrale ose artificiale. Veprimi i gërryesve është heqja e një pjese të materialit nga sipërfaqja e trajtuar. Gjatë prodhimit të gërryesve artificialë, ferrosiliku i pranishëm në përzierje vendoset në fund të furrës, por sasi të vogla të tij futen në gërryes dhe më vonë hiqen nga një magnet.

Vetitë magnetike të materies përdoren gjerësisht në shkencë dhe teknologji si një mjet për të studiuar strukturën e trupave të ndryshëm. Kështu lindën shkencat:

Magnetokimia (magnetokimia) - një degë e kimisë fizike që studion marrëdhëniet midis vetive magnetike dhe kimike të substancave; përveç kësaj, magnetokimia heton efektin e fushave magnetike në proceset kimike. magnetokimia bazohet në fizikën moderne të dukurive magnetike. Studimi i marrëdhënieve midis vetive magnetike dhe kimike bën të mundur sqarimin e veçorive të strukturës kimike të një substance.

Zbulimi i defekteve magnetike, një metodë për kërkimin e defekteve bazuar në studimin e shtrembërimeve të fushës magnetike që ndodhin në vendet e defekteve në produktet e bëra nga materiale feromagnetike.

Teknologjia e mikrovalës

Gama e frekuencës super të lartë (SHF) - diapazoni i frekuencës së rrezatimit elektromagnetik (100-300,000 milion hertz), i vendosur në spektrin midis frekuencave ultra të larta televizive dhe frekuencave të rajonit të largët infra të kuqe

Lidhje. Radiovalët me mikrovalë përdoren gjerësisht në teknologjinë e komunikimit. Përveç sistemeve të ndryshme të radios ushtarake, ekzistojnë lidhje të shumta tregtare me mikrovalë në të gjitha vendet e botës. Meqenëse valë të tilla radio nuk ndjekin lakimin e sipërfaqes së tokës, por përhapen në një vijë të drejtë, këto lidhje komunikimi zakonisht përbëhen nga stacione rele të instaluara në majat e kodrave ose në kullat radio në intervale prej rreth 50 km.

Trajtimi termik i produkteve ushqimore. Rrezatimi me mikrovalë përdoret për trajtimin termik të produkteve ushqimore në shtëpi dhe në industrinë ushqimore. Energjia e gjeneruar nga tubat e fuqishëm vakum mund të përqendrohet në një vëllim të vogël për gatim shumë efikas të produkteve në të ashtuquajturat. furrat me mikrovalë ose mikrovalë, të karakterizuara nga pastërtia, pa zhurmë dhe kompaktësi. Pajisjet e tilla përdoren në galerat e avionëve, makinat e ngrënies hekurudhore dhe makinat shitëse ku kërkohet përgatitja dhe gatimi i ushqimit të shpejtë. Industria prodhon gjithashtu furra me mikrovalë shtëpiake. Përparimi i shpejtë në fushën e teknologjisë së mikrovalëve është i lidhur kryesisht me shpikjen e pajisjeve speciale elektrovakum - magnetron dhe klystron, të afta për të gjeneruar sasi të mëdha të energjisë mikrovalore. Një oshilator i bazuar në një triodë konvencionale me vakum, i përdorur në frekuenca të ulëta, rezulton të jetë shumë joefikas në gamën e mikrovalëve.

Magnetron. Në magnetronin, të shpikur në Britaninë e Madhe para Luftës së Dytë Botërore, këto mangësi mungojnë, pasi një qasje krejtësisht e ndryshme për gjenerimin e rrezatimit mikrovalor merret si bazë - parimi i një rezonatori të zgavrës.

Magnetroni ka disa rezonatorë të zgavrës të rregulluar në mënyrë simetrike rreth katodës që ndodhet në qendër. Instrumenti vendoset midis poleve të një magneti të fortë.

Llamba me valë udhëtimi (TWT). Një tjetër pajisje elektrovakuumi për gjenerimin dhe përforcimin e valëve elektromagnetike në rangun e mikrovalëve është një llambë me valë udhëtuese. Është një tub i hollë i evakuuar i futur në një spirale magnetike fokusuese.

Përshpejtuesi i grimcave, një pajisje në të cilën rrezet e drejtuara të elektroneve, protoneve, joneve dhe grimcave të tjera të ngarkuara me një energji shumë më të madhe se energjia termike merren duke përdorur fusha elektrike dhe magnetike.

Përshpejtuesit modern përdorin lloje të shumta dhe të larmishme teknologjie, duke përfshirë magnet të fuqishëm precizion.

Përshpejtuesit luajnë një rol të rëndësishëm praktik në terapinë mjekësore dhe diagnostikimin. Shumë spitale në mbarë botën sot kanë në dispozicion përshpejtues të vegjël linearë elektronikë që gjenerojnë rreze x intensive që përdoren për terapinë e tumorit. Në një masë më të vogël, përdoren ciklotronet ose sinkrotronet që gjenerojnë rreze protonike. Avantazhi i protoneve në terapinë e tumorit ndaj rrezeve X është një çlirim më i lokalizuar i energjisë. Prandaj, terapia me proton është veçanërisht efektive në trajtimin e tumoreve të trurit dhe syve, kur dëmtimi i indeve të shëndetshme përreth duhet të jetë sa më minimal.

Përfaqësuesit e shkencave të ndryshme marrin parasysh fushat magnetike në kërkimin e tyre. Një fizikan mat fushat magnetike të atomeve dhe grimcave elementare, një astronom studion rolin e fushave kozmike në procesin e formimit të yjeve të rinj, një gjeolog përdor anomalitë e fushës magnetike të Tokës për të gjetur depozitat e xeheve magnetike dhe së fundi biologjinë gjithashtu është përfshirë në mënyrë aktive në studimin dhe përdorimin e magneteve.

Shkenca biologjike e gjysmës së parë të shekullit të 20-të përshkroi me besim funksionet jetësore, duke mos marrë aspak parasysh ekzistencën e ndonjë fushe magnetike. Për më tepër, disa biologë e konsideruan të nevojshme të theksojnë se edhe një fushë magnetike e fortë artificiale nuk ka asnjë efekt në objektet biologjike.

Në enciklopedi, asgjë nuk thuhej për ndikimin e fushave magnetike në proceset biologjike. Në literaturën shkencore të të gjithë botës, konsiderata të vetme pozitive për një ose një tjetër efekt biologjik të fushave magnetike u shfaqën çdo vit. Megjithatë, ky përrua i dobët nuk mundi të shkrinte ajsbergun e mosbesimit as në formulimin e vetë problemit... Dhe befas përroi u shndërrua në një përrua të turbullt. Orteku i botimeve magnetobiologjike, sikur të shkëputej nga një lloj kulmi, është rritur vazhdimisht që nga fillimi i viteve '60 dhe duke mbytur deklaratat skeptike.

Nga alkimistët e shekullit të 16-të e deri në ditët e sotme, veprimi biologjik i magnetit ka gjetur shumë herë admirues dhe kritikë. Në mënyrë të përsëritur gjatë disa shekujve, u vërejtën rritje dhe recesione me interes në efektin terapeutik të magnetit. Me ndihmën e tij, ata u përpoqën të trajtonin (dhe jo pa sukses) sëmundjet nervore, dhimbje dhëmbi, pagjumësi, dhimbje në mëlçi dhe stomak - qindra sëmundje.

Për qëllime mjekësore, magneti filloi të përdoret, ndoshta më herët sesa për përcaktimin e pikave kardinal.

Si një ilaç i jashtëm lokal dhe si një amulet, magneti ishte shumë i popullarizuar me kinezët, hindutë, egjiptianët dhe arabët. GREKËT, Romakët etj. Vetitë e tij shëruese përmenden në shkrimet e tyre nga filozofi Aristoteli dhe historiani Plini.

Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, byzylykët magnetikë u përhapën, duke pasur një efekt të dobishëm tek pacientët me çrregullime të presionit të gjakut (hipertension dhe hipotension).

Përveç magnetëve të përhershëm, përdoren edhe elektromagnetët. Ato përdoren gjithashtu për një gamë të gjerë problemesh në shkencë, teknologji, elektronikë, mjekësi (sëmundje nervore, sëmundje vaskulare të ekstremiteteve, sëmundje kardiovaskulare, kancere).

Mbi të gjitha, shkencëtarët priren të mendojnë se fushat magnetike rrisin rezistencën e trupit.

Ka matës elektromagnetik të shpejtësisë së gjakut, kapsula miniaturë, të cilat, duke përdorur fusha magnetike të jashtme, mund të lëvizen nëpër enët e gjakut për t'i zgjeruar ato, për të marrë mostra në pjesë të caktuara të shtegut ose, anasjelltas, për të hequr në mënyrë lokale ilaçe të ndryshme nga kapsulat.

Metoda magnetike e heqjes së grimcave metalike nga syri përdoret gjerësisht.

Shumica prej nesh janë të njohur me studimin e punës së zemrës me ndihmën e sensorëve elektrikë - një elektrokardiogram. Impulset elektrike të prodhuara nga zemra krijojnë një fushë magnetike të zemrës, e cila në vlerat maksimale është 10-6 e forcës së fushës magnetike të Tokës. Vlera e magnetokardiografisë është se jep informacion për zonat elektrike "të heshtura" të zemrës.

Duhet të theksohet se tani biologët po kërkojnë nga fizikanët të japin një teori të mekanizmit parësor të veprimit biologjik të fushës magnetike, dhe fizikanët si përgjigje kërkojnë më shumë fakte biologjike të verifikuara nga biologët. Është e qartë se bashkëpunimi i ngushtë i specialistëve të ndryshëm do të jetë i suksesshëm.

Një lidhje e rëndësishme që bashkon problemet magnetobiologjike është reagimi i sistemit nervor ndaj fushave magnetike. Është truri ai që i pari reagon ndaj çdo ndryshimi në mjedisin e jashtëm. Është studimi i reaksioneve të tij që do të jetë çelësi për zgjidhjen e shumë problemeve të magnetobiologjisë.

Përfundimi më i thjeshtë që mund të nxirret nga sa më sipër është se nuk ka asnjë fushë të aktivitetit të aplikuar njerëzor ku nuk do të përdoreshin magnet.

Referencat:
TSB, botimi i dytë, Moskë, 1957

Kholodov Yu. A. "Njeriu në rrjetën magnetike", "Dituria", Moskë, 1972 Materiale nga enciklopedia e Internetit

Putilov K. A. "Kursi i fizikës", "Materialet fizike dhe matematika", Moskë, 1964.