manyetizma manyetizma

Mıknatısa neden mıknatıs denir?

Gerçekten, neden böyle diyoruz? Ama daha önce bir mıknatısı isimlendirmeye çalışmadıkları anda! Eski Yunanlılar - "özel taş", "o taş" ve ayrıca "Herkül taşı", ya gücünden dolayı ya da bu taş Lidya'daki Heraklea kenti yakınlarında mayınlı olduğu için. Yunanlıların başka bir adı vardı - çeviride "siderite" - "elmas". Ama bunun mıknatısın sertliği veya güzelliği yüzünden olduğunu düşünmeyin. Sadece ham formundaki saf “demir” parlaklığı nedeniyle elmasın kendisine siderit adı verildi, Yunanlılar da yumuşak demir olarak adlandırıldı. Yunanca siderit adı, mıknatısın demire "eğiliminden" ve belki de mıknatısın orijinal olarak demir cevheri madenlerinde çıkarılmış olmasından kaynaklanıyordu.

Daha sonra İngilizler, Fransızlar, İspanyollar ve daha sonra Yunanlılar, adın bu ikiliğine aldandılar ve modern takma adlarını mıknatıs elmasa dayandırdılar. Fransız "aimant", İspanyol "piedramant", İngiliz "adamant" ve modern Yunan "adamas" böyle ortaya çıktı. Doğru, Fransızların elmas anlamına gelmediğini söylüyorlar - adamas, ancak “sevgi dolu taş” anlamına gelen “chu-shi” veya “nitshi-chi” mıknatısının eski Çince adı. Ve Fransızca'da “aimant” - (“eman” olarak telaffuz edilir) “sevgi dolu” dır.

Tüm Antik Doğu'nun mıknatısa demiri sevme yeteneği verdiğini söylemeliyim. Eğer çekiyorsa, o zaman seviyor. Ve bu nedenle, mıknatısın neredeyse tüm Doğu isimleri bu özellikten kaynaklanmaktadır - örneğin, Sanskritçe “thumbaka”.

İtalyanlar mıknatısa "calamita" adını verdiler ve bu kelime Romanya, Bosna ve aynı Yunanistan'da kullanılmaya başlandı.

Pirinç. 328. Doğal mıknatıslar: a - "kasklarda"; b - sihirli sembollü bir çerçevede

Mıknatısın eski Alman adı da bilinir: "sigelstein" - "baskılı taş". Muhtemelen, antik çağda yaygın olan, doğal mıknatıslar üzerine çeşitli sihirli figürler ve semboller oyma geleneği nedeniyle ortaya çıkmıştır (Şek. 328) ve bu tür taşlar zaten mühür olarak kullanılabilirdi. Büyük bilim adamı Isaac Newton, olağanüstü güçte doğal bir mıknatısın değerli bir taş olarak bulunduğu bir yüzük bile taktı. Bilim adamının onlarla mektuplar ve belgeler üzerindeki mum mühürleri de mühürlemiş olması mümkündür ... Ve son olarak, Mısırlılar mıknatısa Ora kemiği adını verdiler. Or adıyla Güneş'in doğup batma özelliğini kastetmişlerdi. Başka bir deyişle, Veya tanrılardan biridir Antik Mısır kemiğinin bir mıknatıs olduğu düşünülen.

Bu harika taşın bu kadar çok ismi vardı ama biz ona hala mıknatıs diyoruz.

Antik Yunan filozofu Plato, taşa bu ismi şair Euripides'in verdiğini bildirmektedir. Ama sebepsiz yere, bir kelime icat edemezsiniz. Antik tarihçi Pliny'nin daha da eski kaynaklardan ödünç aldığı bir efsaneye göre, Girit adasından Magnis veya Magness adlı bir çoban, demir kunduralı sandaletlerinin yanı sıra demir uçlu bir sopanın siyaha yapıştığını fark etti. ayaklarınızın altında bolca yatan taşlar. Çoban, "ayakkabısız" ucu olan çubuğu ters çevirdi ve ahşabın demirden başka hiçbir maddeyi tanımayan garip taşlar tarafından çekilmediğinden emin oldu. Anlaşılan çoban, koyun güttüğü İdo Dağı'ndan bu taşlardan birkaçını evine almış ve komşuların hayallerine dalmış. Çobanın adından "mıknatıs" adı geldi.

"Mıknatıs" kelimesi için başka bir açıklama daha var - Menderes Nehri yakınında Ionia'daki Magnesia eyaletinin adıyla. Bu ilin sakinlerine mıknatıs deniyordu. Romalı bilim adamı ve şair Titus Lucretius Carus, "Şeylerin Doğası Üzerine" adlı şiirinde mıknatıslara çok dikkat ederek doğrudan şunları belirtir:

"Bu taş, mıknatısların içinde bulunduğundan, Yunanlılar tarafından mıknatıs tarafından tortu adı verildi." Mıknatısın Almanca adı olan "mıknatıs"ın bununla bir ilgisi var gibi görünüyor.

Şimdi bu eyalete Manissa deniyor ve orada hala manyetik taşlar bulunuyor. Doğal mıknatıslar açısından zengin yerel Sipil Dağı, tıpkı Urallardaki Magnitnaya Dağı gibi, genellikle yıldırım çarpmalarına maruz kalır. Bir mıknatısın yıldırımı çektiği uzun zamandır fark edilmiştir.

2000 yılı aşkın bir süredir insanlar bir mıknatısın özelliklerini kullanıyorlar. Ve belki de pusulada ilk olarak Herkül taşı kullanılmıştır.

Güney göstergesi nedir?

Hızlı ileri Antik Çin. Eski kronikleri inceleyen Çinli tarihçi Su Matzen, bize eski zamanlarda meydana gelen olaylar hakkında ilginç bir hikaye bıraktı.

4 bin yıldan fazla bir süre önce, İmparator Huang Ti, yoğun bir sis içinde bir orduyla düşmana arkadan saldırdı ve kazandı. Tarihe göre, bu konuda, her zaman güneyi gösteren, uzanmış bir el ile vagonlara monte edilmiş figürler tarafından yardım edildi (Şek. 329).

Ya da başka bir efsane. Antik çağda Gobi çölünden batıya doğru giden kervanlarda özel, beyaz bir deve vardı. Bu deve alışılmadık bir yük taşıyordu - ahşap bir koruyucu kafese yerleştirilmiş suyla toprak bir kap. Mantar ağacı kabuğundan yapılmış bir sal, üzerine dikdörtgen bir Chu-shi taşı parçasının veya bu taşla ovuşturulmuş çelik bir iğnenin sabitlendiği su üzerinde yüzüyordu. Geminin kenarları, dünyanın bazı bölgelerini sembolik olarak gösteren renklerle boyanmıştı: kırmızı - güney, siyah - kuzey, yeşil - doğu, beyaz - batı. (Ve şimdi genellikle bir mıknatısın güney kutbunu kırmızıya ve kuzey kutbunu siyah veya maviye boyarlar. Kırmızı sıcak ve mavi soğuk olduğu için mi?) Mantarın üzerindeki mıknatıs, suyu kolayca döndürerek her zaman yönü gösterdi. "güney - kuzey. Sulu ve mıknatıslı bir gemi, belki de karavanın çölde kullandığı ilk pusulaydı.

Çin pusulaları zamanımıza oldukça hasarlı bir biçimde gelebilmiştir; müzelerde saklanıyorlar. X yüzyıla kadar uzanan bu pusulalardan biri. n. e., bir tepsiye yerleştirilmiş modern bir tahta kaşığa şaşırtıcı bir şekilde benziyor (Şek. 330). Bu "kaşığın" sapı dikdörtgen bir mıknatıstır ve kaşığın alt kısmı iyi bir bilyeli yataktır, üzerine bölmelerin uygulandığı bir "tepsi" üzerinde kolayca döner, dünyanın ülkelerini, hatta dünya ülkelerini belirlemenizi sağlar. güneybatı, güneydoğu, kuzeybatı ve kuzeybatı Doğu.

Pirinç. 330. Çin pusulası - "kaşık"

XI-XII yüzyıllarda. Güney göstergesi, modern "manyetik pusula iğnesi" kavramına daha yakın olan "chi nan ting" veya "güneye bakan ok" olarak bilinir hale geldi. Ayrıca manyetik bir taşla ovulmuş çelik bir iğneden yapay mıknatıslar hazırlayabildikleri de biliniyor. Bu manyetize edilmiş iğne, bir "güney işaretçisi" veya eski bir pusula olarak kullanıldı.

Bazen pusulanın Çin'den Hindistan üzerinden Araplara, Araplardan Avrupalılara geldiğine inanılır ve bu 12. yüzyılda olmuştur. Ancak, muhtemelen, bir pusula fikri Çin'den Avrupa'ya nüfuz etmedi ve bu cihaz orada bağımsız olarak icat edildi. Pusulanın Avrupa'daki mucidi, Amalfi şehrinin yerlisi olan İtalyan Flavio Gioia'dır. Napoli'de ona bir anıt bile diktiler ve 1902'de bu buluşun 600. yıldönümünü ciddiyetle kutladılar. Doğru, 1187'de keşiş Alban Nequem ve 1206'da Provence şairi Guyot tarafından bir “Avrupa” pusulasından söz edildi.

Ancak Joya'nın icadından önce, Avrupa pusulasında ok olmasına rağmen bölmeli döner kadranı yoktu, bu da kullanımını oldukça zorlaştırıyordu. Evet ve bu cihaza pusula değil, titreme, manyetik döner tabla ve hatta kurbağa deniyordu. Sonra ortaya çıktı modern isim cihaz - "adımlarla ölçmek" anlamına gelen İtalyan "pusula" dan. Ve Joy'un değeri, en azından, cihaza, eksik döner kadranı bölmelerle birlikte tedarik etmesiydi. modern görünüm. Joya'nın icat ettiği pusulanın yardımıyla tüm büyük coğrafi keşifler yapıldı.

Manyetik ayartmalar güçlü mü?

Yazarın masasında, kapağında bir adaçayı profili kabartmalı kalın bir kitap yatıyor. 1600 yılında Londra'da basılmıştır. Bunu yazan kişi, mıknatısları incelemek için herkesten daha fazlasını yaptı. Adı William (William) Gilbert'tir (1544-1603). İngiliz şair Dryden onun hakkında şunları söyledi:

Gilbert olduğu sürece yaşayacak
mıknatıs çekmeyi bırakana kadar...

Galileo, Gilbert'in kitabını okuduktan sonra, onu "kıskançlığa neden olacak kadar büyük" ilan etti.

Ünlü Oxford Üniversitesi'nde, uzun bir süre, elinde dünyanın manyetik bir modelini - bir terrelu tutan, doktora bornozunda tam büyüme ile tasvir edilen Gilbert'in bir portresi asılıydı. Bilim adamının sol omzunun üstünde şu sözler yazılı: "Manyetik kuvvetlerin ilk araştırmacısı Gilbert." Çağdaşlar ve torunlar, Gilbert'i manyetizmanın babası olarak adlandırdı.

Ve tüm bu sözler, 18 yıl boyunca yazdığı "Mıknatıs, manyetik cisimler ve büyük mıknatıs - Dünya" adlı ünlü kitabı için bilim adamına minnettardır.

Gilbert, eski bilim adamları tarafından "aldatıcılar ve hikaye anlatıcıları" olarak adlandırılan mıknatıs hakkında sayısız mesel ve batıl inanç topladı.

Hilbert'in kendisi şöyle yazıyor:

“Mesela, mıknatıs hakkında dile getirilen şüphe, ister kötü şeytanlar tarafından sinsice yaratılmış olsun... Ya da mıknatısın her türlü kilidi ve kapıyı açıp, bu taş hırsızlık için ortaya çıkmış gibi, dumanı ve dumanıyla hırsızlara fayda sağladığı. Ya da bir mıknatıs tarafından çekilen ve bir teraziye yerleştirilen demir, sanki demirin ağırlığı taşın gücü tarafından emilmiş gibi, mıknatısın ağırlığına hiçbir şey eklemez. Ya da Hindistan'da sanki onlara yapışan gemilerin tüm çivilerini çıkaran manyetizma ile dolu bazı deniz kayaları varmış gibi... ve onları yaparken kusmamaları için tahta çiviler kullanmak zorundasın. Ya da Etiyopya'da dövülmüş taştan meydana gelen, demiri taşıyamayan, onu dışarı fırlatıp kendinden uzaklaştıran başka bir dağ olduğunu söylüyorlar.

Hilbert, duygusal olarak, "Böyle saçmalık ve peri masallarıyla" diyor, "kaba filozoflar kendilerini eğlendiriyorlar ve kendilerini saçmalıklarla eğlendiren gizemli ve cahilleri öğrenmeye susamış okuyucuları besliyorlar."

İlginçtir ki, sadece antik çağda değil, bugün bile, çeşitli olağanüstü olayların bir mıknatısla ilişkilendirilmesi ve ilişkilendirilmeye devam etmesi ilginçtir. Mıknatısların yardımıyla ne elde etmeye çalışmadı! Ve aya uçun ve bir "sürekli hareket makinesi" yapın ve yeni bir silah türü yaratın. Tüm bu girişimlerde, manyetik ayartmalar olarak adlandırmanın uygun olacağı ortak bir şey var.

Her şey Çin ile yeniden başladı. Yüzyıllar önce ortaya çıkan bir efsaneye göre, İmparator Shi Huangdi, sarayına giden yolu açan kapıyı manyetik bir taşla kapatmayı emretti. Ve demir zırhlı bir savaşçı bu kapılardan geçmeye çalışsa, bir mıknatıs tarafından çekilip yerinde donardı. Üstelik, gizli bir silaha sahip bir davetsiz misafir bu kapıdan geçmeye çalışırsa, tıpkı bir “manyetik dağ” tarafından gemiden sökülen çiviler gibi, ondan kaçar ve manyetik kasaya yapışırdı. Büyük olasılıkla, bu kurgu, çünkü doğal mıknatısların böyle bir gücü olamazdı.

Düşmanın elinden mıknatıslarla silah alma fikrinin bin yıl boyunca hayatta kalması ve hatta geçen yüzyıla ulaşması karakteristiktir. "On Two Planets" romanında XIX yüzyılın yazarı. Kurt Lasswitz, dünyalıların Marslılarla olan savaşını anlatıyor. Dünya süvarileri, Marslı hava makinelerine karşı cesurca yürüdüler ve onları uçmaya zorluyor gibiydiler. Ancak kurnaz Marslılar, hava makinelerinin arasına, savaş alanını yukarıdan kaplayan devasa bir battaniye şeklinde bir şey açtılar. Bu peçenin, olağanüstü bir güce sahip büyük bir mıknatıs olduğu ortaya çıktı. Gerisi Çin manyetik kapılarında olduğu gibi oldu. Göz açıp kapayıncaya kadar, hava kalın bir mızrak, kılıç ve karabina bulutuyla doldu, gök gürültüsüyle uçtu ve yapıştıkları manyetik battaniyeye doğru çatırdadı.

Veya gemileri düşman top mermilerinden kurtarmak için harika bir proje ortaya çıktı. Fikir, gemiye düşmana doğru kalın zırhla kaplı güçlü mıknatıslar yerleştirmekti. Düşman çekirdeklerinin yakındaki bir mıknatıs tarafından çekilmesi, yönüne dönmesi ve güçlü zırha karşı kırılması gerekiyordu. Geminin geri kalanı korumasız bırakılmış olabilir.

Prensip olarak, en güçlü mıknatısların bile çok uzak bir mesafede hareket edememesi dışında her şey doğruydu. 1 cm mesafeden 10 ton demiri çekebilen bir mıknatısımız olduğunu düşünün, bu çok güçlü bir mıknatıs. Yani, yararlı nesneyi 1 cm daha hareket ettirirsek, çekim kuvveti 8 kat düşecek! 1 m mesafede, çekim kuvveti 1.000.000 kat düşecek ve çekirdeklerin çekiminden söz edilemez.

Ancak geçen yüzyılda, hala mıknatısların gücünü nasıl hesaplayacaklarını bilmiyorlardı ve yine de 1887'de böyle bir mıknatıs-zırh inşa edildi. Bu mıknatıs bir çelik levhayı çekti, böylece onu koparmak için 10 tonluk bir kuvvete ihtiyaç vardı. 120 kilogramlık dört çekirdek bir mıknatısın direğine birbiri ardına asıldı. Ancak mıknatıstan 2 m uzakta, ceplerinde çelik cisimler olan insanlar mıknatısın etkisini zar zor hissettiler. Düşman çekirdeklerinin çekiciliği hakkında düşünecek hiçbir şey yoktu. Doğru, böyle bir mıknatıs pusula iğnesine 10 km boyunca etki etti.

Ve bu, sözde manyetik madenlerin icadı olarak hizmet etti. Çelik cisimlerin karasal manyetizmanın etkisi altında kendiliğinden manyetize olduğu bilinmektedir. Bu özellikle uzun nesneler için geçerlidir - köprüler, gemiler. Böylece, dipte kurulu bir mayının üzerinden geçen böyle bir manyetize gemi, bir madende bulunan manyetik iğne gibi bir cihazı etkiler. Mayın yüzer ve geminin yakınında patlar.

Bu tür manyetik mayınlar kolayca nötralize edilebilir. Geminin güzergahı boyunca güçlü bir mıknatısı olan bir uçak fırlatılır. Bu mıknatıs, uçağın kendisi zaten çok ilerideyken mayının yüzmesine ve patlamasına neden olur. Ayrıca, gemi "demanyetize edilebilir" - geminin manyetik alanına eşit, ancak zıt olan ek mıknatıslarla böyle bir manyetik alan oluşturmak için. Bu genellikle Büyük Vatanseverlik Savaşı, özellikle, geleceğin büyük fizikçisi I. V. Kurchatov, Kırım'da bununla meşguldü.

Manyetik bir "sürekli hareket makinesi" mümkün mü?

Çok sayıda "sürekli mobil" tasarım, çürütülmesi zor olan mıknatıslarla ilişkilendirilmiştir.

Kronolojik sırayla, böyle görünüyor. XIII yüzyılda bile. Bir ortaçağ mıknatıs araştırmacısı olan Pierre Peregrine de Maricourt, manyetik bir taş normal bir topa dönüştürülürse ve kutupları tam olarak dünyanın ekseni boyunca yönlendirilirse, böyle bir topun sonsuza kadar döneceğini savundu.

De Maricourt'un kendisi, manyetik topları olmasına rağmen böyle bir deney yapmadı ve onlarla başka deneyler yaptı. Görünüşe göre, kendisinin topu yeterince doğru yapmadığına veya kutuplarını dünyanın ekseni boyunca yönlendirmediğine inanıyordu. Ancak okuyuculara ısrarla bir manyetik sürekli hareket makinesi yapmalarını ve test etmelerini tavsiye ederek şunları ekledi: “Çıkarsa, bundan zevk alırsınız, değilse küçük sanatınızı suçlayın!”

Aynı yazar, başka bir "sürekli hareket makinesi" - çelikten ve gümüşten dişleri olan bir dişli çarkın bir tanımına sahiptir. De Maricourt, bu tekerleğe bir mıknatıs getirirseniz, çarkın dönmeye başlayacağını savundu. Burada de Maricourt, sonsuz olmasa da, en azından o zamanlar kuşkusuz "ebedi" olarak kabul edilecek bir termik motor inşa etmeye çok yakındı. Ama bunun hakkında daha sonra, ama şimdilik, "gerçek" "sürekli hareket makineleri" hakkında.

Manyetik "sürekli hareket makineleri" yapmayı seven pek çok kişi vardı. 17. yüzyılda İngiliz Piskopos John Wilkens. hatta bir "sürekli hareket makinesi" icadının resmi onayını aldı, ancak ikincisi bundan çalışmadı. Şek. 331, çalışma prensibini gösterir. Yazara göre, bir mıknatıs tarafından çekilen çelik bir top tepe boyunca yükselir. eğik düzlem, ancak mıknatısa ulaşmadan önce deliğe düşer ve alt tepsi boyunca yuvarlanır. Yuvarlandıktan sonra tekrar eski yoluna düşer ve böylece sonsuza dek hareketine devam eder.

Aslında, her şey farklı çıktı. Mıknatıs güçlüyse, top deliğe düşmez, üzerinden atlar ve mıknatısa yapışır. Mıknatıs zayıfsa, top alt tepsinin yarısında durdu veya alt noktadan hiç ayrılmadı. Ve işte yazarın çocukluğunda inşa ettiği ve çalışmadığında çok şaşırdığı “sürekli hareket makinesi”.

Yuvarlak plastik bir kutuya çelik bir bilye yerleştirildi, bir aks üzerindeki bir tekerlek gibi bir ispit üzerine dikildi. Öne bir mıknatıs getirilmesi ve kutu tekerleğinin bir ispit üzerinde dönmesi gerekiyordu (Şek. 332). Yine de: top bir mıknatıs tarafından çekildi, kutunun duvarı boyunca yükseldi, bir tekerlekteki bir sincap gibi, aynı sincap tekerleği döndürmeye başladı, düştü. Ancak çark dönmek istemedi. Görünüşe göre, top bir mıknatısın etkisi altında yükseldi, kutunun duvarına bastırdı ve düşmeyecekti.

Pirinç. 331. Manyetik "sürekli hareketli" D. WilkensPirinç. 332. Mıknatıs ve bilyeli "Sürekli hareket makinesi": 1 - plastik kutu; 2 – mıknatıs; 3 - çelik bilye

Ancak, ilk bakışta sonsuz gibi görünen gerçek manyetik motorlar da var.

Hilbert bile, demirin güçlü bir şekilde ısıtılması durumunda, bir mıknatıs tarafından çekilmeyi tamamen bıraktığını fark etti. Şimdi, bu fenomeni açıklayan fizikçi Pierre Curie'den sonra, demir, çelik veya alaşımların manyetik özelliklerini kaybettiği sıcaklığa Curie noktası denir. Bu manyetik özellikler kaybolmasaydı, o zaman demir ocaklarındaki kızgın boşluklar, çok cazip olan mıknatıslar tarafından taşınabilirdi.

Ancak bu özellik, sözde manyetik değirmen veya atlıkarınca yaratmayı mümkün kıldı. Bir ipliğe tahta bir disk asıyoruz veya pusula iğnesi gibi çelik bir iğneye koyuyoruz. Sonra içine birkaç örgü iğnesi yapıştıracağız ve yan tarafa güçlü bir mıknatısın direğini koyacağız (Şek. 333). Neden de Maricourt'un dişli çarkı olmasın? Tabii ki, o çark gibi, biz de mıknatısa bitişik olan jant telini brülörün alevinde ısıtıp hafif bir itme ile dönüş verene kadar değirmenimiz dönmeyecektir. Isıtılmış iğne artık mıknatısı çekmez ve bir sonraki iğne brülörün alevine çarpana kadar ona yönelir. Bu sırada ısınan tel tam bir daire çizecek, soğuyacak ve mıknatıs tarafından tekrar çekilecektir.

Pirinç. 333. Manyetik atlıkarınca: 1 - çelik konuşmacı; 2 – mıknatıs; 3 - alev

Neden sürekli hareket eden bir makine olmasın? Ve onu döndürmek için brülörün enerjisini alması gerçeği. Bu nedenle, bu motor sonsuz değil, termaldir, prensipte otomobillerde ve dizel lokomotiflerde olduğu gibidir.

Aynı prensipte çalışan bir manyetik salıncak kendiniz yapmak kolaydır. Salıncak rafının üstüne bir tel üzerine küçük bir demir nesne asıyoruz. En kolay yol, uzun bir demir tel parçası alıp ucunu küçük bir top haline getirmektir. Sonra küçük bir standın üzerine bir kutbu yana bakacak şekilde bir mıknatıs koyduk. Mıknatıslı standı, mıknatıs tarafından çekilene kadar asılı demir yumruya hareket ettireceğiz.

Pirinç. 334. Manyetik salınım: 1 - mıknatıs; 2 - bir parça demir tel; 3 - alev

Şimdi, topak alevin kendisinin üzerinde olacak şekilde, salıncağın altına bir ispirto lambası, bir mum veya başka bir brülör yerleştirelim (Şek. 334). Bir süre sonra Curie noktasına kadar ısındıktan sonra mıknatıstan uzaklaşacaktır. Havada sallanırken tekrar soğuyacak ve tekrar mıknatısın kutbuna çekilecektir. Brülörü çıkarana kadar sallanacak ilginç bir salıncak ortaya çıkacak.

Telden yuvarlanan bir top, örneğin katı bir çelik bilyeden hem daha hızlı ısındığı hem de daha hızlı soğuduğu için deney için iyidir. Bu nedenle, böyle bir salıncak, bir iplik üzerindeki topa göre daha sık sallanacaktır.

Pratikte, bu ilke bazen iğneler gibi küçük çelik nesnelerin otomatik olarak sertleştirilmesi için kullanılır. Soğuk iğneler asılır, bir mıknatıs tarafından çekilir ve ısınır. Curie noktasına kadar ısıtıldıkları anda, çekilmeleri sona erer ve söndürme banyosuna düşerler.

Sıradan demir oldukça yüksek bir Curie noktasına sahiptir: 753 °C, ancak şimdi Curie noktasının oda sıcaklığından çok daha yüksek olmadığı alaşımlar elde edilmiştir. Güneş ısısıyla ısıtılan böyle bir malzeme, özellikle koyu renkli, artık manyetik değildir. Ve gölgede, manyetik özellikler geri yüklenir ve malzeme tekrar çekilebilir. Örneğin, metal gadolinyum sadece 20 °C'lik bir Curie noktasına sahiptir.

Mucit ve gazeteci A. Presnyakov, bu prensibe dayalı olarak sıcak bir çölde sürekli su pompalayan bir motor yarattı. Güneş enerjisini tam olarak sağlar. Hatta otomatik olarak güneşe doğru hareket eden bir araba ve hatta bir elektrik lambası bile yapılmıştır (Şek. 335). Güneş'ten gelen temiz ve serbest enerjiyle çalışan bu tür motorlar, özellikle Ay ve diğer gezegenlerin keşfinde çok umut vericidir. Neden de Maricourt'un hayalini kurduğu "sürekli hareket makineleri" olmasın?

Pirinç. 335. A. Presnyakov'un arabası: 1 - mıknatıs; 2 - düşük Curie noktası olan malzemeden yapılmış jant

Muhammed'in tabutu uçuyor mu?

Muhammed peygamberin manyetik bir mağarada uçan veya daha doğrusu havaya yükselen tabutunun hikayesi, bir yüzyıldan fazla bir süredir bilim adamlarının zihnini meşgul ediyor.

Görünüşe göre, manyetizmanın babası olan büyük Gilbert'in kendisi, Muhammed'in garip yüzen tabutunu dünyaya ilk anlatan kişiydi. 1600'de yayınlanan "On Mıknatıslar" adlı kitabında Mattiol adında bir kişiye atıfta bulunur, "... hava) kalabalığa bir tür ilahi mucize gibi çarpar.

1574'te İtalyan Giolamo Fracostro, Sempati Üzerine adlı kitabında şöyle yazmıştı: Demirin aşağı indiği kadar demiri de yukarı çekme gücü. Demir havada güçlenmiş gibi görünüyor.

Hilbert, Fracostro'nun bu iddiasını çürütüyor. Hilbert, "Bu çok saçma" diye yazıyor, "çünkü yakın olan manyetik kuvvet her zaman daha güçlüdür. Mıknatıs kuvvetinin demiri topraktan fazla kaldırmaması nedeniyle, mıknatıs tarafından (engel yoksa) sürekli uyarılması ve ona yapışması gerekir.

Yani, bir manyetik alanda asılı duran bir demir parçasının herhangi bir sabit konumu söz konusu olamaz.

İlginçtir ki, İtalyan Porta Gilbert'ten önce bile bunun imkansızlığına inanmıştı. Egzotik başlıklı kitabında " doğal büyü 1589'da yayınlanan Porta, mıknatısı bir demir parçasının altında gezdirmek için umutsuzca şunları yazıyor: "Ama bunun yapılabileceğini söylüyorum, çünkü şimdi bunu mıknatısı neredeyse görünmez bir iplik üzerinde tutmak için yaptım, böylece öyle ki havada asılı kalır: sadece aşağıdan küçük bir iplik bağlanır, böylece daha yükseğe çıkamaz.

Pirinç. 336. Bir elektromıknatıs ile deneyim

Bu ilginç deney genellikle okul çocukları tarafından yapılır ve bir iğneyi bir mıknatısın altında “baş aşağı” bir ipliğe asmaya zorlar. Bu muhteşem deneyim, elektromıknatıs üreten bir Alman şirketi tarafından tekrarlandı. Yere zincirlenmiş ağır bir demir top gökyüzüne fırladı. Bir işçi bile zincir boyunca topa yükselir - ve top asılı kalmaya devam eder (Şek. 336). Ancak işin püf noktası, topun üzerine bir kaldırma elektromıknatısının monte edilmesidir, bu da onu o kadar güçlü bir şekilde çeker ki, top ile mıknatıs arasındaki büyük hava boşluğuna rağmen top düşmez. Bu arada, boşluk büyük ölçüde azalır kaldırma kuvveti mıknatıs - bir okul at nalı mıknatısının kutupları arasına yerleştirilmiş bir kağıt parçası ve çekilen bir demir parçası bile çekim kuvvetini yarı yarıya azaltır.

Doğal olarak Gilbert, Muhammed'in şapelinde sandığın serbestçe yüzdüğüne dair söylentileri yalanladı. Ancak 1647'de Alman Cizvit bilim adamı Athanasius Kircher'in “On the Magnet” kitabında, havada yüzen bir tabut zaten ortaya çıkıyor - “Muhammed'in tabutu havada manyetik kuvvetle tutuluyor.”

Ancak en şaşırtıcı şey, büyük bilim adamı, matematikçi ve fizikçi Leonhard Euler'in de demir nesnelerin serbest manyetik süspansiyonu olasılığına inanmış olmasıdır! Kırkı aşkın basımdan geçen "Bilimler Akademisi'nin Alman Prensesine Bir Üye, Astronom ve Profesör Tarafından Yazılmış Çeşitli Fiziki ve Felsefi Konular Üzerine Mektuplar" adlı kitabında on çeşide çevrilmiştir. yabancı Diller, diyor ki: “Muhammed'in mezarının bir mıknatısın gücüyle tutulduğunu söylüyorlar; İmkansız görünmüyor, çünkü yüz pound'a kadar kaldıran ustaca yapılmış mıknatıslar var. Euler'in büyük bir mıknatıs oluşturma olasılığından bile şüphe duymadığı ortaya çıktı. kaldırma kuvveti. Kaldırılan cismin denge noktasında oyalanıp oyalanmayacağı veya bir noktaya konulan bir kalem gibi bir yana veya diğer tarafa düşüp düşmeyeceği sorusu bilim adamı tarafından yanıtsız bırakılmıştır.

Euler'in kitabı 1774'te yazılmıştır ve sadece 1842'de Profesör S. Earnshaw, "Cambridge Üniversitesi'nin Notları" nda "Moleküler Kuvvetlerin Doğası" makalesini yayınladı ve burada ferromanyetik bir cismin bir alanda bulunduğunu kanıtladı. kalıcı mıknatıslar, kararlı bir denge durumunda olamaz. Yani Earnshaw, Hilbert'in kelimelerle ifade ettiği şeyi matematik yardımıyla yaptı - mıknatısların serbest yüzmesini ve bunların çektiği metalleri yasakladı. Ve mıknatısların ve demir parçalarının hiçbir kombinasyonuyla, herhangi bir gövdeye dokunmamaları için birini veya diğerini askıya almak mümkün değildir.

Muhammed'in meşhur türbesine gelince, oraya, Arap Yarımadası'ndaki Medine şehrine gitmek ve Harem camisinde bulunan Müslümanların dediği gibi efsanevi mezarı - Hicret'i ziyaret etmek ve görmek gerçekten imkansız mıydı? bu tabut havada yüzüyor mu?

Hayır, hiç de kolay olmadığı ortaya çıktı. Birçok gezgin meraklarının bedelini hayatlarıyla ödedi. Fanatik hacılar Medine'ye giren herhangi bir "kâfir"i derhal öldürdüler. XIX yüzyılın başında. Burkgardt adında biri bu amaçla Medine'ye gitti ve Mescid-i Haram'ı görecek kadar şanslıydı. Çok para için küçük bir pencereden bakmayı ve mezara bakmayı başardı. Ama pencerede sadece bir perde gördü. Bilmece çözülmedi.

Sonunda, 1853'te cesur bir İngiliz subayı Richard Burton, Londra Coğrafya Kurumu'nun talimatıyla Medine'ye gitti. Bir hacı cübbesi giymişti ve bir Avrupalı ​​olarak tanınmaması için uygun durumlarda nasıl davranacağını çok iyi biliyordu. Barton birkaç kez maruz kalma eşiğindeydi, ancak sonuç olarak her şey yolunda gitti ve Avrupalılar arasında Müslümanların kutsal kutsallarına - Haram Camii'ne girmeyi, ünlü türbeyi incelemeyi ve eve canlı dönmeyi başaran ilk kişi oldu.

Ve yakında, 1854'te, Barton'un Muhammed'in mezarının ayrıntılı olarak anlatıldığı "Mekke ve Medine Yolculuğunun Açıklaması" kitabı yayınlandı. Muhammed ve iki akrabası olan bir değil üç tabutun olduğu sıradan bir kript idi. Bu tabutlar hiçbir şekilde demirden (veya diğer efsanelere göre kristalden) yapılmamıştı, ancak zengin bir şekilde dekore edilmiş olmalarına rağmen sıradan, ahşaptı. Ve elbette, onları destekleyen büyük bir mıknatıs söz konusu değildi.

Rus dergisi Biblioteka dlya chteniya'nın bu konuda yazdığı gibi, "böylece Binbir Gece Masallarına benzer hikayeler, onları gözlem yoluyla doğrulama fırsatı bulur bulmaz ortadan kalkar." Altın sözler!

Hangi manyetizma uzunlamasına ve hangisi eninedir?

1939'da Alman bilim adamı Dr. W. Braunbeck, minik cisimleri sabit bir manyetik alanda askıya alarak gerçek bir mucize gerçekleştirdi. Üstelik bu bedenler, tıpkı Muhammed'in efsanevi tabutu gibi, hiçbir şeye dokunmadan havada süzülüyordu (Şek. 337). Ancak 20. yüzyıla kadar kendi maddelerinden yapıldıkları için bu cisimlerden özellikle bahsetmek gerekir. manyetik olmadığı kabul edilir.

Pirinç. 337. V. Brownbeck'in deneyinin şeması: 1 - bir parça bizmut; 2 - elektromıknatıs direkleri

Bir mıknatısın demir nesneleri çektiğini biliyoruz. Demire ek olarak, ona yakın metaller de çekilir - nikel ve kobalt. Bu tür metallere ferromıknatıs denir. Bu metaller Curie noktasına kadar ısıtılırsa, mıknatıs tarafından çekilmezler - bu Hilbert tarafından zaten biliniyordu. Ancak kesin olmak gerekirse, sadece yüz binlerce kez daha zayıf olarak çekmeye devam ediyorlar. Bu metaller paramanyetik hale gelir. Örneğin, gadolinyum metali yalnızca 16 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda bir ferromanyet haline gelir ve bunun üzerinde paramanyetiktir. Onun için Curie noktası oda sıcaklığında geliyor. Çok sayıda paramagnet var. Bu metaller magnezyum, kalsiyum, alüminyum, krom, manganez, oksijen gazı ve diğerleridir.

Ancak daha birçok başka maddenin olduğu ortaya çıktı - bir mıknatıs tarafından itilen diamagnetler. Doğru, diamagnetlerin bu itmesi çok zayıftır ve fark edilmesi zordur.

1778'de, az bilinen bilim adamı Anton Brugmans, küçük bir kağıt tekneye bir parça bizmut metali koydu, suya koydu ve ona bir mıknatıs getirdi. Ve o zamanın sağduyusunun aksine, tekne mıknatıstan uzaklaşmaya başladı. Bu sonuç o kadar sıra dışıydı ki, bilim adamları bunu kontrol bile etmediler, ancak sadece Brugmans'a inanmadılar. Mıknatıs tarafından itilen hiçbir cismin olamayacağını iddia eden Hilbert'in otoritesi çok büyüktü.

Bir bilim adamının otoritesinin ne kadar sorun yaratabileceği şaşırtıcı! Sağduyunun size bir otoritenin görüşünü kontrol etmenizi söylediği basit şeylerde bile, insanlar bu fikre inanmayı ve kontrol etmeyi tercih etmezler.

Böylece Aristo, sineğin dört bacağı olduğunu ve kadınların ağızlarında erkeklerden daha fazla diş olduğunu iddia etti. Ve Aristoteles'ten neredeyse 1500 yıl sonra, hiç kimse bir sineği yakalayıp bacaklarını saymak ya da karısının ağzındaki dişleri saymakla uğraşmadı. Ve eski bilim adamlarının sarımsak veya elmas yardımıyla mıknatısların gücünü nasıl azaltacağına dair tavsiyesi nedir! Hilbert'in muazzam otoritesine, bu köklü ama temelde yanlış görüşü çürütmek için ihtiyaç vardı. Ancak aynı Gilbert şöyle yazıyor: “Pliny, seçkin bir insan ... sık sık tekrarlamalar sayesinde modern zamanlarda iyi bilinen bir peri masalını diğerlerinden kopyaladı: Hindistan'da İndus Nehri kıyısında iki dağ var; bir mıknatıstan oluşan birinin doğası, tüm demiri tutacak şekildedir; köpükten oluşan diğeri demiri iter. Yani ayakkabının içinde demir çivi varsa, bu dağlardan birinin tabanını koparmanın, diğerinin üzerine basmanın bir yolu yoktur. Albertus Magnus, kendi zamanında demiri bir taraftan çeken, diğer taraftan iten bir mıknatıs bulunduğunu yazar.

Pliny'den ödünç alınan belirli bir taşla ilgili efsane, genellikle ortaçağ kitaplarında bulunur. Aynı Pliny okunabilir: “Etiyopya'da, yukarıda adı geçen Zimiri'den (manyetik dağ) çok uzak olmayan, demiri taşıyamayan, dışarı atıp iten tüylü taştan oluşan başka bir dağ olduğunu söylüyorlar. kendinden uzak."

Belki de eskiler, doğadaki en güçlü diyamanyetik ve yaygın malzeme olan grafit de dahil olmak üzere bazı maddelerin bir mıknatıs tarafından itildiğini fark ettiler. Antik çağda başka birinin yüzen bir mantar veya tahta üzerine bir parça grafit koyarak Brugmans'ın basit deneyini gerçekleştirmesini kim önleyebilirdi? Bu, feamedlerle ilgili efsanelerin temelini oluşturan diamagnets doktrininin başlangıcı olacaktır.

Hilbert'in yetkili ifadesinin sonucu, kimsenin Brugmans'a inanmadığıydı. Doğru, daha sonra deneyleri Fransız bilim adamı Henri Becquerel (uranyumun radyoaktivitesini keşfeden ünlü Henri Becquerel'in büyükbabası) tarafından tekrarlandı ve doğal olarak aynı sonuca ulaştı. Yavaş yavaş, bilim adamları bizmutun hala bir mıknatıs tarafından itildiği fikrine eğildiler, ancak bu kuralın bir istisnası. Sadece üç metalin - demir, nikel ve kobaltın bir mıknatıs tarafından çekildiği ve diğer tüm maddelerin buna kayıtsız olduğu görüşü, 1845'e kadar bilime egemen oldu. Çünkü bu yıl, büyük İngiliz bilim adamı Michael Faraday (1791-1867) idi. Doğada bir mıknatısa tamamen kayıtsız olan hiçbir madde olmadığı kanıtlanmıştır. Faraday, doğal kuvvetlerin bir olduğuna ve manyetik özelliklerin doğada var olan tüm maddelerin doğasında olduğuna inanıyordu.

Faraday, cisimlerin bir mıknatıs tarafından çekilme veya itilme konusundaki ihmal edilebilir yeteneklerini bile ortaya çıkarmak için, bu cisimleri güçlü bir elektromıknatısın kutupları arasında ince uzun bir ipe astı. İplik ne kadar uzun olursa, gövdeyi saptırmak - çekmek veya itmek - için o kadar az kuvvet gerekliydi. Gerçekten de, asılı bir cisim saptığında, bir yayda hareket eder ve hafifçe yükselir. Dünya'nın yerçekimi, vücudu orijinal, en düşük konumuna döndürme eğilimindedir ve sapmayı önler. Ancak iplik ne kadar uzun olursa, arkın eğriliği o kadar az olur ve onu saptırmak için o kadar az çaba gerekir. Yük ne kadar ağır olursa olsun, yüzlerce ton bile, uzun bir ipe asılırsa, montaj işçileri, iniş alanına doğru bir şekilde nişan alarak, elleriyle kolayca saptırır.

Bu yöntemle Faraday binlerce maddeyi test etti ve kesinlikle incelenen tüm cisimlerin bir manyetik alana farklı bir şekilde, farklı bir ölçüde tepki vermesini sağladı. Çeşitli metaller ve alaşımlar - ferromıknatıslar - bir mıknatıs tarafından güçlü bir şekilde çekilir. Faraday'ın paramanyetik olarak adlandırdığı daha fazla sayıda madde çekilir ve çok sayıda madde - ferromıknatıslar ve paramanyetler hariç diğer tüm maddeler - bir mıknatıs tarafından itilir. Faraday onlara diamagnetler adını verdi.

"Paramagnetler" ve "diamagnetler" kelimeleri, "para" ve "dia" önekleriyle ayırt edilir. Yunanca'daki bu önekler "yanında" ve "karşısında" anlamına gelir. Bir paramanyetik ve bir diyamanyetikten çubuklar alırsanız, onları bir ipliğe asarsanız veya bir iğneye koyarsanız ve bunları bir mıknatısın iki kutbu arasındaki alana getirirseniz, farklı davranırlar. Uçları mıknatısın kutuplarına çekilen bir ferromanyetik çubuk gibi bir paramanyetik, boyunca yerleştirilecektir. kuvvet hatları alanlar - kutuptan direğe (Şek. 338, a). Mıknatısın kutbuna yaklaşırken uçları aynı polariteye sahip olan bir diamanyetik çubuk, uçları mıknatısın herhangi bir kutbundan uzakta, yani manyetik alan çizgilerine dik olacak şekilde bir pozisyon alma eğiliminde olacaktır. (Şek. 338, b). Bu nedenle bu mıknatısların adı. Diamagnetlerin sayısı muazzamdır, Faraday'ın deneylerine dayanarak derlediği listeden kesinlikle daha fazladır: “İyot, balmumu, arap zamkı, fildişi, kurutulmuş kuzu eti, kuru sığır eti, taze sığır eti, taze kan, kuru kan, ekmek. , Çin mürekkebi, Berlin porseleni, ipekböceği, kömür… bu liste çok uzun bir süre için listelenebilir. İnsanın kendisi bile bir diamagnettir.”

Pirinç. 338. Mıknatısların kutupları arasındaki paramanyetik (a) ve diamanyetik (b) çubukların konumu

Faraday, "Bir insanı yeterince hassas bir süspansiyona asmak ve onu manyetik bir alana yerleştirmek mümkün olsaydı, o zaman, oluşturduğu tüm maddeler, dahil olmak üzere, kuvvet çizgilerinin karşısına yerleştirilirdi. kan, bu mülke sahip ol.”

Diamanyetizmanın ne kadar kapsamlı olduğunu vurgulamak için doğadaki tüm maddelerin diamagnet olduğu söylenir; kuralın bir istisnası olarak, paramagnetler vardır ve çok nadiren - ferromagnetler. Ancak her zaman sadece bu "nadir" ferromıknatısların manyetik özelliklere sahip olduğuna inanılıyordu!

Pirinç. 339. Bir mumun alevi manyetik alandan "itilir"

Ama sonuçta Hilbert, bir mum alevinin bir mıknatısın kutbundan itildiğini, yanma ürünleri diyamanyetik olduğu için manyetik alanın dışına itildiğini bilmeden edemedi (Şekil 339). Buna ek olarak, Hilbert genellikle yüzen bir mantarın üzerine demir ve mıknatıs parçaları yerleştirdi ve bunların çekiciliğini, aynı adı taşıyan kutupların itilmesini ve mıknatısın Dünya'nın kutuplarına yönelimini gözlemledi. Alevin bileşimindeki bazı maddelerin mıknatıstan itildiğinden şüphelenerek, bir mantar sal üzerine kurum, kurum ve hatta bir parça mum yerleştirmek ve ona güçlü bir mıknatıs getirmek ona neye mal oldu? Bu, en azından feamedlerin imkansız olduğundan emin olmak için yapılmalıydı. Hilbert tarafından binlerce ve binlerce çeşitli deney yapıldı, ancak bu deneyi yapmaya başlamadı, çünkü içindeki noktayı görmedi, önceden bir mıknatıs tarafından itilen maddelerin var olamayacağına ikna oldu. Ama boşuna!

Dr. V. Brownback'in insan yapımı "Mahomet'in tabutu"na geri dönersek, manyetik alanda asılı kalanların diamagnetler - bizmut ve grafit - olduğuna dikkat edilmelidir. İlki 8 miligram, ikincisi 75 ağırlığındaydı. Mıknatısın kutupları arasındaki manyetik alan kuvveti 23.000 oersted idi, ki bu çok fazla.

Ne tür bir süspansiyon manyetiktir?

1939'da Alman bilim adamı W. Braunbeck, prensipte Muhammed'in tabutunu asmanın mümkün olduğunu kanıtladı. Bunun için grafitten yapmak en iyisidir, ancak ahşap uygun olsa da zaten diamanyetiktir. Ancak bu taahhüdü gerçekleştirmek zordur: Bu tür büyük nesneleri askıya almak için devasa bir hacimde korkunç yoğunlukta bir manyetik alana ihtiyaç vardır.

Dr. Brownback deneyleri için bir elektromıknatıs kullandı, aksi takdirde o zamanın kalıcı mıknatıslarının yardımıyla bu kadar yüksek bir manyetik alan kuvveti elde edemeyecekti. Ancak elektromıknatıs, sabit bir akım kaynağı gerektiriyordu. Enerji açısından bakıldığında, hakaret bile ortaya çıktı - tonlarca kaldırabilen doymak bilmez bir elektromıknatıs miligram yükseltir.

1956'da Hollandalı bilim adamı A. Boerdik, temassız bir süspansiyon uyguladı ve güç tüketimi olmadan. Bourdick'in deneyimi şu şekildedir: silindirik bir kalıcı mıknatıs, güçlü bir diamagnet - grafit yarım küresinin üzerine dikey olarak yerleştirilmiştir. Ve aralarındaki boşluğa, yaklaşık 2 miligram ağırlığında küçük bir mıknatıs, bir toplu iğne başı büyüklüğünde mikroskobik bir yıkayıcı şeklinde bir mıknatıs yerleştirilir. Mıknatıs, bir ucu Kuzey Kutbu, diğeri Güney Kutbu olacak şekilde manyetize edilmiştir.

Ve mıknatıs bu boşlukta asılı kalır (Şekil 340).

Pirinç. 340. A. Boerdik'in Deneyimi - kalıcı bir mıknatıs alanında süspansiyon:

1 - grafit yarım küre; 2 - büyük mıknatıs; 3 - küçük mıknatıs

Bu neden oluyor? Bir yandan, diamanyetik grafit manyetik rondelayı itmeye çalışır. Ancak disk, diamagnetin kuvvetleri bunun için yeterli olsa bile, yine de düşecek veya yana dönecekti. Diamagnet buna güvenmiyordu - sadece manyetik diski yüzeyinden koparmak için mıknatısa mümkün olan tüm yardımı sağlıyor. Ayrıca mıknatıs bu rondelayı merkezler, yan veya kenarda dönmesini engeller.

Manyetik çekim kuvvetleri bir cismi herhangi bir yüzeyden koparıp yıldırım hızıyla kendinize doğru çekmeye yetmez. Bir diamagnet yardımıyla yıkayıcıyı hafifçe yükseltmek için yeterlidirler, bundan sonra grafitin diamanyetik itme kuvveti keskin bir şekilde azalacaktır. Böylece manyetik disk asılı kalır, grafitin üzerine düşemez veya mıknatısın kutbuna çekilemez. Söylemeye gerek yok, yüzen bir mıknatıs ve büyük bir mıknatıs zıt kutuplarla karşı karşıyadır.

Kimin cezası daha iyiydi - Brownback veya Boerdik? Söylemesi zor. İşte bu süspansiyonların bir helikopter ve bir balon ile çok doğru bir karşılaştırması akla geliyor. Bir yükü kaldırmak için hangisini kullanmak daha iyidir? Yükü tutan helikopter, pervaneyi döndürmek için sürekli enerji harcar - bu bir Brownback süspansiyonu gibidir. Balon bunun için enerji tüketmez, ancak bir helikopterden çok daha büyüktür ve aynı boyuttaysa çok daha az yük kaldırır - bu Boerdik süspansiyonudur.

Ama ya bir helikopter ve bir balon kombinasyonunu kullanırsak, yani manyetik bir hava gemisi yaparsak? Böyle bir girişim Alman bilim adamı E. Shteingrover tarafından yapıldı ve manyetik süspansiyonu, Braunbeck ve Boerdik süspansiyonlarına kıyasla tam anlamıyla Herkül'dü. Hem ferromagnetlerin hem de diamagnetlerin özelliklerini kullanan Steingrover süspansiyonu, 50 g ağırlığa kadar hassas bir elektrikli cihaza bir disk asmayı mümkün kıldı! Bu, öncekinden 1000 kat daha fazla.

Steingrover'ın süspansiyonundaki ana ağırlık, küçük silindirik mıknatısları merkezleyen ve onları yukarı çeken kalıcı halka şeklindeki bir mıknatıs tarafından "tutulur". Ancak böyle bir konum kararsız olduğundan (Earnshaw'ın yasağını hatırlayın!), bu çubukların üzerine monte edildiği diskin ekseni hemen yukarı veya aşağı zıplamalıdır. Mucit, onu biraz aşağı inecek şekilde tasarladı. Ancak burada eksen, güçlü bir kalıcı mıknatıs tarafından itilen, grafit halka şeklindeki bir diyamanyetik yatak tarafından desteklenir. Ve itme küçüktür - sadece 0,04 N, ancak bu manyetik süspansiyonu kararlı hale getirmek için yeterlidir (Şekil 341).

Pirinç. 341. Kolye E. Steingrover:

1 - kalıcı halka şeklindeki mıknatıs; 2 – silindirik mıknatıslar; 3 - askıya alınmış disk; 4 - grafit halka; 5 - alt mıknatıs

Sadece 50 gr ağırlığındaki bir parçayı başka nesnelerle temas etmeden asmak için başvurulması gereken hileler bunlar!

Görünüşe göre daha fazlası sadece hayal edilebilirdi. Ancak, birkaç yıl önce, gazete haberlerine göre, İngiltere'deki Nottingham Üniversitesi'nden bilim adamları, yaşayan bir kurbağayı o kadar güçlü bir manyetik alana yerleştirdi ki, sıradan bir diamagnet gibi havada yüzmeye başladı!

Deneyler katı diamagnetler - bizmut, antimon, sıvı olanlar - aseton, propanol ile devam etti ve canlı bitki ve hayvanlara - kurbağalar ve balıklara ulaştı. Ve 1997 sonbaharında, yine gazete haberlerine göre, Japonya'nın Osaka şehrinde hayvanlar için dünyanın ilk havaya yükselme cazibe merkezi açıldı. Evcil hayvanlar uçmayı başarıyor

17 m yüksekliğe kadar uçmayı gerçekten sevdiklerini söylüyorlar. Görünüşe göre, güçlü bir manyetik alan onlara en azından bir an için zarar vermiyor.

İnsanları bu kadar güçlü bir manyetik alana yerleştirmeye cesaret edemiyorlar - bu tür alanların canlı organizmalar üzerindeki etkilerine ilişkin çalışmalar henüz tamamlanmadı. Canlı varlıkları havaya kaldırmak için kullanılan manyetik alanlar alışılmadık derecede güçlüdür - sıradan kalıcı mıknatısların ürettiğinden binlerce kat daha güçlü ve bu canlıların yaşamaya alıştığı karasal manyetizma alanından birçok büyüklük mertebesi daha güçlü.

Peki, Muhammed'in bu tabutları manyetik alanlar zarar vermez ve bu nedenle havaya kalkması hiç dışlanmaz!

Süspansiyon "sıcak" mı?

Şimdi sıcak süspansiyon hakkında konuşalım. Bu, elbette, ısı ile ilgili değil. Yükü veya onu askıda tutan sargıyı basitçe ısıtırsak, çok az şey elde ederiz. Burada ısıtmanın etkisi, adeta kendi kendine elde edilir; bu bir yan etki.

Sıcak süspansiyonun tarihi, Amerikalı mucit Elihu Thompson'ın ünlü deneyimini gösterdiği XIX yüzyılın 90'larına kadar uzanıyor. Deneyimin özü şuydu. Mucit, demir tellerden oluşan bir göbeğe sahip silindirik bir elektromıknatısın üzerine bir alüminyum halka yerleştirdi ve ardından sargıya yeterince yüksek frekanslı bir alternatif akım bağladı. Aynı zamanda, halka çekirdeğin üzerine yükseldi ve yana doğru uçtu (Şek. 342). Yüzüğü hangi kuvvet fırlattı?

Pirinç. 342. E. Thompson'ın Deneyimi:

1 - fiş; 2 - alüminyum halka; 3 - elektromıknatıs

Elektromıknatısın sargısındaki akımın yönü değiştiğinde, polaritesi değişir ve bu nedenle çekirdekteki manyetik indüksiyon hem büyüklük hem de işaret olarak keskin bir şekilde değişir. Böyle bir elektromıknatıs kapalı bir iletken sargının yanına yerleştirilirse, içinde bir endüksiyon (indüklenmiş) akım görünecektir. O da, elektromıknatısın manyetik alanına karşı çıkarak kendi manyetik alanını yaratır.

Ve alüminyum halka aynı sarım, sadece bir dönüşten.

Ve elektromıknatıs, halkanın manyetik alanını ve onunla birlikte halkanın kendisini hızla itmeye çalışır. E. Thompson'ın deneyinde ne oldu?

Bu durumda, alternatif akım hiç de gerekli değildir. Bir iletkenin bir mıknatısın kutbuna yakın hareket ettirilmesiyle endüktif bir akım indüklenebilir. Örneğin elektrik sayaçlarında, güçlü bir mıknatısın kutupları arasında dönen alüminyum bir disk, diskte oluşan endüksiyon (girdap) akımları nedeniyle yavaşlar.

Disk deneyimi, E. Thompson'ın deneyini anımsatan olarak sunulabilir. Bakır veya alüminyum bir üst kısmı çözüyoruz ve yan tarafa yeterince güçlü bir mıknatıs getiriyoruz (Şek. 343, a). Üst kısım mıknatıstan hemen uzaklaşacak ve mıknatısı nereden getirirsek getirelim inatla ondan kaçacaktır. Ayrıca, mıknatısın manyetik alanlarının ve indüklenen akımın itilmesi, en azından aynı tepedeki bir ferromanyetik gövdenin mıknatısının çekim kuvvetini önemli ölçüde aşabilir. Bir alüminyumu değil, bir demir tepeyi oldukça güçlü bir şekilde döndürürsek, yüksek bir dönüş hızında mıknatısı itecek ve düşük bir hızda ona çekilecektir. Mıknatıs üzerinde dönen metal bir volanın adeta ağırlık kaybettiği fark edilmiştir (Şekil 343, b).

Ve şimdi, askıya alınmış cisimlerin böyle bir süspansiyonda ısıtılmasının yan etkisi hakkında.

1939'daki New York Dünya Fuarı'nda, o zamanlar sadece bir oyuncak olan bu muhteşem sıcak tava süspansiyonu "Teknoloji Harikaları" pavyonunda gösterildi. Akımın frekansı sadece 60 Hz idi - ABD'deki (ülkemizde - 50 Hz) akımın olağan endüstriyel frekansı, tava çapı 300 mm idi. Yazar bu sergide olmamasına rağmen henüz açıldığı yıl doğduğu için böyle bir yerleştirme görmüş ve hatta tartılan tavaların ısınmasını sağlamıştı. endüksiyon akımı ile. Yazar, 50'lerde böyle bir kurulum gördü. 20. yüzyıl ülkemizde ... bir sirk. Evet, evet, sirkte Sokol adlı bir sanatçı tarafından başarıyla gösterildi ve alüminyum kızartma tavası en sıradandı, sadece kulpsuzdu ve elektromıknatıs buzdolabının üstüne yerleştirildi.

Etkisi şaşırtıcıydı: Buzdolabının üzerinde havada asılı duran bir tavada (Şek. 344) sahanda yumurtalar kızartıldı ve hatta seyircilere ikram edildi! Ve sonra bu oyuncak teknolojide çalışmaya başladı ve çok umut verici olduğu ortaya çıktı. Şimdi özel alaşımların metalurjisinin geleceği bununla ilişkilendiriliyor. Gerçek şu ki, bazı metalleri ve alaşımları eritirken, genellikle eritildikleri pota ile temasları kabul edilemezdir, bu nedenle askıya alınmış halde erime, bu tür alaşımların üretiminde, örneğin ultra, gerçek bir bulgu olarak ortaya çıktı. -pota ile reaksiyona giren saf veya agresif olanlar.

Askıda metalleri eritmek için bir kurulum ilk kez 1952'de ortaya çıktı ve açıklanan oyuncaktan biraz farklı görünüyordu. Sargılar, yaklaşık 10.000 Hz'lik bir ses frekansı akımıyla beslenen bir üst düz ve alt huni şeklinde bir bobin şeklinde yapılır. Alt bobinin üzerine eritilmesi gereken bir metal parçası yerleştirildi ve akım açıldı. Metal, bobinler arasında yüzerek ısınmaya başladı (Şekil 345). Eridikten sonra bir tepe şeklini aldı ve alçaldı. Erimiş metal, akımı azaltarak soğutulabilir ve ardından akımı daha da azaltarak alt bobin üzerinde katı bir duruma yerleştirilebilir.

Alüminyum, titanyum, gümüş, altın, indiyum, kalay ve diğer metaller bu şekilde ve inert gazlar, hidrojen atmosferinde ve vakumda eritildi. Bu tür bir eritme, erimiş halde pota malzemesiyle kolayca reaksiyona giren titanyum için özellikle yararlıdır.

Pirinç. 345. Elektromanyetik bir alanda erimiş metalin buharlanması

Ne tür trenler uçuyor?

21. yüzyılın taşımacılığı olarak kabul edilen uçan trenler, teknik olarak gelişmiş tüm ülkelerde üzerinde çalışılıyor. Ve her şey 1910'da, basit bir işçi-montajcı olan Belçikalı E. Bachelet'in herhangi bir ödeme almadığı zaman başladı. özel Eğitim, dünyanın ilk uçan tren modelini yaptı ve test etti. E. Bachelet, fikrini hayata geçirmek için neredeyse 20 yıl çalıştı. Elbette, yolcu taşımacılığı için modeli küçüktü, ancak yine de çağdaşları üzerinde çarpıcı bir izlenim bıraktı. Yine de - o sırada duyulmamış bir hıza hızlanan uçan bir trenin 50 kilogramlık puro şeklindeki bir arabası - 500 km / s'den fazla!

Bachelet manyetik yolu, üstlerine bobinler monte edilmiş bir metal direkler zinciriydi. Bu bobinlerde akım yokken araba üzerlerinde hareketsiz yatıyordu. Ancak akımı açtıktan sonra römork bobinlerin üzerine çıktı ve havada asılı kaldı. Artık bir çocuk bile onu hareket ettirebilir. Ancak bu treyleri itmeye gerek yoktu - asıldığı aynı manyetik alanla kendi kendine hızlandı.

E. Bachelet'in uçan arabası tüm dünyada sansasyon yarattı, 20. yüzyılın mucizesi olarak adlandırıldı. Fransa'da, o zamanlar popüler olan pnömatik şehir postası yerine E. Bachelet römorklarını kullanmaya karar verdiler, İngiltere'de E. Bachelet yolunun büyük vagonlarla tam ölçekli bir modelini yapacaklardı. Ama sonra iş durdu ve bir zamanlar sansasyonel projeler unutuldu.

Bachelet ile neredeyse aynı anda - 1911'de - Tomsk Teknoloji Enstitüsü B. Weinberg, uçan bir tren için çok daha ekonomik bir süspansiyon geliştirir. Weinberg, E. Bachelet'in aksine, muazzam enerji maliyetleriyle dolu olan yolu ve arabaları birbirinden uzaklaştırmayı değil, sıradan elektromıknatıslarla birbirine çekmeyi önerdi. Tabii ki, trenin çekiciliği ile yerçekimini telafi etmek için yolun arabanın üstünde olması gerekiyor.

Bununla birlikte, elektrikli olanı da dahil olmak üzere herhangi bir mıknatıs, çekerek vücudu yerinden oynatmışsa, dokunana kadar kesinlikle onu kendine çekecektir. Neyse ki, elektromıknatıs zamanında kapatılabilir ve vücut ondan önceden belirlenmiş herhangi bir mesafede duracaktır.

Ama Weinberg'in uçan treni daha kurnazdı. Demir vagon başlangıçta tam olarak elektromıknatısın altına değil, biraz arkasına yerleştirildi. Aynı zamanda, elektromıknatıslar, aralarında belirli bir aralıkla tüm uzunluğu boyunca yolun "tavanına" asıldı.

İlk elektromıknatısa akım vererek hem demir treylerin yükselmesini hem de mıknatısa doğru ilerlemesini sağladık. Ancak treylerin elektromıknatısa değmesi ve ona yapışması beklenmeden bir an önce akım kesildi ve kazandığı hız nedeniyle ileri doğru uçmaya devam eden treyler yüksekliği azalmaya başladı. Sonra bir sonraki elektromıknatıs açıldı ve manyetik alanına düşen römork tekrar yükseldi ve ileri hızı artırdı. Böylece, dalga benzeri bir yörünge boyunca, treyler onlara dokunmadan bir mıknatıstan bir mıknatısa "koştu" (Şek. 346).

Pirinç. 346. Uçan arabanın askıya alınması B. Weinberg: 1 - elektromıknatıslar; 2 - vagon

Profesör Weinberg, başka bir şekilde Bachelet'ten daha ileri görüşlü olduğu ortaya çıktı. Bir araba da dahil olmak üzere herhangi bir cismi yüksek hızlarda hareket ettirirken büyük hava direncini bilen mucit, arabasını havayı dışarı pompaladığı manyetik olmayan bir bakır boruya yerleştirdi. Ve eğer Bachelet, hava direncini azaltmak için treylerine puro şeklinde aerodinamik bir şekil verdiyse, o zaman B. Weinberg için treylerin modernizasyonu işe yaramazdı. Borunun içinde neredeyse hiç hava olmadığı için direnç de yoktu - römork sıradan bir silindir şeklindeydi. B. Weinberg'in römorkunu 800 km/s hıza çıkaran borunun üst kısmına elektromıknatıslar takıldı! Sadece büyük kalibreli kısa namlulu silahların mermileri - havanlar ve havanlar - böyle bir hızda uçtu. Tabii ki, elektromıknatıslar yerine güçlü kalıcı mıknatıslar kullanmak daha da ekonomik olurdu, ancak sorun şu ki, kapatılamazlar! Tren kaçınılmaz olarak tavana çekilecek ve ona yapışacaktı.

Burada, bilim ve teknolojinin tekrar tekrar eskiye döndüğünü hatırlamak doğru, öyle görünüyor ki, zaten eskimiş çözümler. Yeninin unutulmuş eski olduğunu söylemelerine şaşmamalı. Bütün bunlar, uçan trenlerin askıya alınması için tamamen geçerlidir. Mıknatısın mıknatısa yapışmasını istemiyorsanız, bunlardan birinin polaritesini ters çevirin, mıknatıs itecektir (Şek. 347)!

Pirinç. 347. Mıknatısların benzer kutuplarının itilmesi, manyetik süspansiyon ilkesidir.

Böylece uçan trenlerin askıya alınması konusundaki uzmanlar tekrar Bachelet fikrine geldi, ancak elektromıknatıslar yerine alternatif akım geleneksel kalıcı mıknatıslar kullanılır. Trenin asılacağı yol, aynı direklerle yukarıya bakacak şekilde mıknatıslarla kaplandı. Vagonun altı da mıknatıslarla kaplanmış, yine aynı direklerle aşağı bakacak şekilde, ancak vagon yoldan itilecek şekilde kaplanmıştır (Fig. 348).

Pirinç. 348. Kalıcı mıknatıslar üzerinde asılı duran araba:

1 - terlik; 2 - vagon; 3 – araba mıknatısı; 4 - yol mıknatısı

Burada en az iki koşul yerine getirilmelidir: mıknatıslar, arabayı yoldan kaldıracak kadar güçlü olmalı ve ayrıca araba yana düşmemelidir - çünkü kalıcı mıknatıs süspansiyonu, Earnshaw'ın yasağından bildiğimiz gibi, dengesizdir .

500 km / s üzerindeki hızlarda geleneksel tekerleklerin kullanılmasının zaten tehlikeli olduğuna inanılıyor. Ultra güçlü ve hafif malzemelerden yapılmış özel tekerlekler, rekor yarış roket arabalarında olduğu gibi, hızın kısa süreli iki katına çıkmasına izin verir. Ancak bunlar çok güvenilmez tekerleklerdir ve kazaların en sık meydana gelmesi, arızaları nedeniyledir.

Bu arada, yerdeki füzeleri test etmek için, kılavuz raylar boyunca kayan kızaklar sıklıkla kullanılır. Ses hızından birkaç kat daha yüksek hızlara dayanırlar, ancak büyük enerji kayıplarıyla - sonuçta, test edilen cihazların yükünü üstlenmeniz gerekir. Manyetik yolda arabayı yana düşmekten koruyan terlikler pratikte yük taşımaz, bu nedenle içlerindeki enerji tüketimi ve aşınma yok denecek kadar azdır.

Soruya geri dönelim - kalıcı mıknatıslar, arabayı yolun üstünde tutmak için yeterli güce sahip olacak mı? Hilbert'in zamanında böyle bir yol inşa etmek pek mümkün olmazdı. Ancak o zamandan beri, kalıcı mıknatısların olanakları önemli ölçüde arttı.

XX yüzyılın başında. krom, tungsten ve kobalt çelikleri kalıcı mıknatıslar için ve 30'larda kullanılmaya başlandı. – çok güçlü mıknatıslar elde etmeyi mümkün kılan özel manyetik alaşımlar. Ayrıca, bu alaşımların bileşenlerinin ferromıknatıs olması hiç de gerekli değildir. Paradoksal görünüyor, ancak örneğin iki paramagnet (manganez ve alüminyum) ve bir diamagnet (bakır) içeren Heusler alaşımı güçlü bir ferromagnettir. Veya harika bir alaşım - silmanal. Ayrıca herhangi bir ferromıknatıs içermez: manganez, gümüş ve alüminyum. Silmanal çok güçlü kalıcı mıknatıslar verir ve birçoğunun aksine kırılgan değildir. Silmanal mıknatıslar, takım tezgahlarında işlenebilir, bant haline getirilebilir ve tel haline getirilebilir.

Ancak en pratik manyetik alaşım, alüminyum, nikel ve kobalttan oluşan alnico'dur ve hala ondan birçok kalıcı mıknatıs yapılır. 50'lerde. 20. yüzyıl Rusya'da ucuz ve çok yaygın bir malzeme olan baryum ferritlere dayalı ucuz ve hafif mıknatıslar elde edildi.

Doğru, mıknatıslar var - özelliklerinde şampiyonlar var, ancak çok pahalılar. Örneğin, kobaltlı bir platin alaşımı, kendi ağırlığının 2.000 katı bir demir yükünü kaldırabilen bir mıknatısın elde edilmesini mümkün kılacaktır.

Bununla birlikte, kobalt ve demir ile alaşımlarındaki nadir toprak malzemeleri samaryum, neodimyum ve praseodimyumdan yapılan son zamanlarda ortaya çıkan kalıcı mıknatıslar daha umut vericidir. Platin-kobalt mıknatıslardan daha az güce sahip samaryum-kobalt gibi nadir toprak elementlerinden yapılan mıknatıslar onlardan çok daha ucuzdur. Bu mıknatısların modern fiyatları sıradan olanlardan sadece birkaç kat daha yüksektir, ancak kaç kat daha güçlüdürler!

Ama şimdilik bu umut verici mıknatıslara odaklanmayalım. Mevcut manyetik yollardan birinin döşendiği, mıknatıslar arasında 10 mm'lik bir boşluk bulunan ucuz ferritler bile, asfaltlanmış yol alanının metrekaresi başına 12,3 kN'lik bir kaldırma kuvveti elde etmeyi mümkün kılar. Örneğin, 450 km / s hız için tasarlanmış 100 koltuklu bir araba için mıknatısların kütlesi, arabanın toplam ağırlığının % 18'ini oluşturuyordu. Böyle bir manyetik yolun avantajı, basitliği ve treni askıya almak için enerji maliyetlerinin olmamasıdır.

Beklentiler hakkında konuşursak, 500 km / s'den daha yüksek bir hız, sadece hava direnci gelişmemizi engeller. Bu durumdan çıkmanın tek bir yolu var - Profesör Weinberg'in kullandığı yol. Havanın dışarı pompalandığı bir boruya veya tünele uçan bir tren yerleştirerek, sadece süpersonik değil, aynı zamanda kozmik hız. Ve tüpteki boşluk korkmamalı: Günümüzün basınçlı uçakları, bir maglev treni için bir tüptekinden çok az farklı olan bir atmosferde uçuyor. Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu ve batı kıyılarını birbirine bağlaması gereken Planetran yolunun umut verici projesi, vakum tüplü bir tünelde bir maglev treni sağlıyor. Trenin hızı 22.500 km/s, bu da neredeyse ilk kozmik hıza eşit!

Özellikle böyle durumlarda çok hızlı hareket etmek uygundur. büyük ülke Rusya gibi. Bunun dışında hiçbir uçakta uzay Roketi, böyle bir hız geliştirilemez. Ve bir vakum tüpünde - lütfen. Ve bir oksitleyici ile yakıt tüketimine gerek yoktur - borudaki tren, daha sonra tartışılacak olan elektrik motorlarında olduğu gibi, hareketli bir manyetik alan tarafından hızlandırılacaktır. ve kocaman kinetik enerji Bu trenin biriktireceği , sadece fren modunda aynı şekilde ondan alınabilir. Tıpkı asansörlerde olduğu gibi: bir yükü kaldırırken potansiyel enerji birikir ve iniş sırasında elektrik motoru vasıtasıyla ağa geri verilir.

Affedersiniz ama böyle bir tren, küresel ölçekte mükemmel bir enerji depolama aygıtı olarak hizmet edebilir! Sonuçta, 8 km / s hızla hareket eden her kilogram kütle, 32 MJ veya neredeyse 10 kWh enerji biriktirir. Bu, duyulmamış bir yüksek özgül enerji depolama kapasitesidir. Ve örneğin ortalama bir gösterge olan 106 kg'lık bir tren kütlesi ile yaklaşık 10 milyon kWh enerji biriktirecektir. Bu düzenin biriken enerjisi, yalnızca enerji sistemini değil, enerji sistemini de önemli ölçüde iyileştirebilir. büyük ülke ama aynı zamanda tüm dünya. Dünyanın bir yerinde gündüz, bir yerinde gece. Biriken enerji, dünyanın en çok ihtiyaç duyulan bölgesine sağlanabilir. Güneş enerjisine odaklanırsak, o zaman dünyanın hafif olduğu o bölgesindeki fazlalığı da bulutlu havaya veya geceye göre biriktirilmelidir. Gelişmiş dünyada, geceleri elektriğin maliyeti gündüze göre çok daha düşüktür ve bir depolama cihazı bu maliyeti dengeleyebilir.

Bir sorun - tren son varış noktasına geldi ve beğenin ya da beğenmeyin - birikmiş tüm enerjiyi durdurmak için ayırın! Ancak böyle yüksek hızlı bir yol bir halkada kapatılırsa bu önlenebilir. Hesaplamalar, bunun için yolu tüm dünya boyunca uzatmanın hiç de gerekli olmadığını gösteriyor, ancak bu en iyisi olacaktır. Yazar, Moskova Çevre Yolu büyüklüğünde (100 km uzunluğunda) bir çevre yolunun, en azından tüm ülkenin ihtiyaçları için oldukça yeterli olacağını hesapladı. Aynı zamanda, trenin kendisi bir halkada kapatılmalıdır ve kesit boyunca “arabaların” boyutları sadece 1 × 1 m olabilir Doğal olarak, bu tür enerji biriktiren trenlerin “uçacağı” boru, Planetran sisteminde olduğu gibi vakumdur ve süspansiyon manyetiktir. Yazar, bir Rus icadı olarak böyle bir "süper akümülatör" projesini tasarladı, belki gelecekte bir gün işe yarayacaktır. Burada yine Ruslar birinci olacak.

Ve küresel projelerden bahsetmezsek, manyetik süspansiyon bugün büyük volanlar (yine, tahrikler!), Türbinler ve benzeri ağır dönen parçalar için yatak olarak yardımcı olabilir. Geleneksel rulmanların nesi var? Evet, çünkü ilk olarak, örneğin bir vakumda zor olan yağlama ve bakım gerektirirler. İkincisi, dayanıklılıkları arzulanan çok şey bırakıyor. Ve üçüncüsü, - bu arada, aynı yatakların imhasına giden dönüş için enerji kayıpları.

Sıradan kalıcı mıknatıslara dayalı, minyatür, neredeyse yüksüz yataklara odaklanan manyetik süspansiyon (Earnshaw stabilitesini kaybetmemek için!), Aşağıdaki "rekor" performansı sağlayabilir:

- dayanıklılık - neredeyse hiç bakım gerektirmeyen onlarca yıl;

– dönme için düşük enerji kayıpları;

– geleneksel rulmanlara erişilemeyen yüksek hızlar.

Böyle bir manyetik süspansiyonun bir diyagramı, Şek. 349. Mıknatısların kayıplarını ve kütlesini en aza indirmek için, bir sütun veya pil içinde merkez etrafında gruplandırılmışlardır. Buluşu oluşturan bir takım hileler de kullanıldı, yani daha önce sadece balast olan süspansiyon gövde parçaları aktif eleman olarak kullanıldı. Ek olarak, kaldırma kuvvetinin dikey yer değiştirmelere optimal - nazik - bağımlılığı sağlanmıştır. Yani, süspansiyonun kaldırma kuvveti 15 kN ise, mıknatıslar arasındaki boşluk değiştiğinde - bir montaj hatasından veya termal genleşmeden - değişmeyecektir.

Mıknatıs kütlesinin asılı yükün kütlesine (% 0,5'ten az) rekor düşük oranına sahip olan böyle bir süspansiyon, yazar tarafından Alman enerji şirketlerinden biri için geliştirildi ve özel bir Moskova işletmesinde üretildi. Yük kapasitesi 15 kN (volan ağırlığı - 1,5 t); "demir - neodim - bor" bileşimine dayanan mıknatıslar oldukça ucuzdur.

Şu anda, o kadar güçlü kalıcı mıknatıslar ve bu tür “akıllı” süspansiyon sistemleri oluşturuldu ki, yakın gelecekte teknolojide geleneksel olanlar yerine manyetik yatakların geniş bir şekilde kullanılmasını beklemeliyiz.

Pirinç. 349. Volanın mıknatıslardan oluşan bir "pil" şeklinde manyetik süspansiyonu:

1 - volan; 2 - sabit mıknatıs; 3 - hareketli mıknatıs

Bana yarım litre... bir mıknatıs koy!

Uzun zamandır insanlar, su, yağ ve diğer sıvılarda ferromanyetik malzemenin ince tozlarını karıştırarak manyetik sıvılar yapmaya çalıştılar. Ancak bundan iyi bir şey çıkmadı, tozun sıvı içindeki süspansiyonu - süspansiyon - parçalandı ve toz çöktü: malzemenin parçacıkları çok büyük ve ağır çıktı.

Ama 60'larda. 20. yüzyıl ferrit tozu, bir bilyalı değirmende o kadar iyi öğütüldü ki, bir kerosen ve oleik asit karışımına döküldüğünde, çökelmeyi bıraktı. İnsanlık sıvı bir mıknatıs aldı.

Burada sorun nedir? Toz parçacıklarının zaten çok küçük olduğu ve moleküllerin termal (Brownian) hareketinin yerleşmelerine izin vermediği ve yumurta akı, kırtasiye tutkalı ve benzeri birçok madde olarak bildiğimiz kolloidal bir çözelti elde edildiği ortaya çıktı. . Latince'den tercüme edilen böyle bir çözüme yapıştırıcı, yapıştırıcı denir. Çoğu yapıştırıcı - marangozluk, silikat vb. - aynı zamanda kolloidal çözeltilerdir.

Manyetik sıvının yeni, çok ilginç özelliklere sahip olduğu ortaya çıktı. Her şeyden önce, bir manyetik sıvı bir ferromıknatıs değil, en güçlü paramıknatıstır - bir süper paramıknatıs. Bir bardağa manyetik bir sıvı döker ve aşağıdan bir mıknatıs getirirseniz, ilk bakışta sıvılar için tamamen imkansız olan bir antinod oluşturur - neredeyse dokunması zor bir tepecik (Şek. 350). Mıknatısı yana getirirseniz, sıvı duvara tırmanır ve mıknatısın arkasında istediğiniz kadar yükselebilir. Suyun yüzeyine dökülürse, suya indirilen bir mıknatıs, onu mıknatısın direği üzerinde hızla toplayabilir. Kalıcı bir mıknatıs ise kötüdür, inatçı sıvıyı mıknatıstan “kopmak” o kadar kolay olmayacaktır. Manyetik sıvı bir bardaktan diğerine bir damlacık halinde dökülürse, damlanın kenarına bir mıknatıs getirerek onu çalmak çok kolaydır.

Bu viskoz, ağır, koyu kahverengi sıvıyı ilk defa görenler, mıknatısların varlığında sıvıların bu şekilde davranabileceğine inanmıyor. Akıllıca bir hile gibi görünüyor.

Artık manyetik akışkanlar için birçok yararlı uygulama icat edilmiştir: milleri ve pistonları sızdırmaz hale getirmek, “ebedi” yağlama için, suya dökülen petrolü toplamak, mineralleri zenginleştirmek, birçok hastalığı tedavi etmek ve teşhis etmek ve hatta termal enerjinin doğrudan enerjiye dönüştürülmesi için. mekanik enerji.

Teknoloji için manyetik sıvının en ilginç ve umut verici uygulamalarından bahsedelim. Burada, sıvının kararlı hale gelmesi ve bozulmaması, yani pıhtılaşmaması (süt gibi pıhtılaşmaması), kurumaması, pul pul dökülmemesi vb. için yüzey aktif maddeler tanıtmanız ve başka hileler uygulamanız gerekir.

Pirinç. 350. Ferrofluidli bir bardağın altında mıknatıs

Son olarak, manyetik sıvı hazırdır. Nerede kullanılabilir?

En yaygın olarak makinelerin hareketli parçaları arasındaki boşlukları kapatmak için kullanılır. Çoğu zaman dönen milleri kapatmak gerekir. Şaft ferromanyetik olduğunda (örneğin çelik), daha sonra şafta bir boşluk ile iki rondelalı bir halka mıknatıs konur, boşlukları şaftla - biri veya her ikisi - manyetik sıvı ile doldurulur. Hemen, manyetik alan gücünün maksimum olduğu boşluğa koşar ve orada kalın, jelatinimsi bir kütlede donar (Şekil 351).

Pirinç. 351. Çelik mil manyetik contası:

1 - ipuçları; 2 - şaft; 3 – manyetik sıvı; 4 - mıknatıs

Şaft ayrıca pirinç, titanyum ve hatta cam gibi manyetik olmayabilir. Daha sonra pullar birbirine yaklaştırılır ve aralarındaki boşluk manyetik sıvı ile doldurulur. Yoğun bir dairesel turnike şeklinde kıvrılan sıvı, manyetik olmayan bir mile karşı bile bastırılır ve onu sızdırmaz hale getirir (Şekil 352).

Pirinç. 352. Manyetik olmayan bir şaftın manyetik contası:

1 - mil; 2 – manyetik sıvı; 3 – mıknatıs; 4 - ipuçları

Manyetik sıvı, özellikle yağ, "sürekli" bir yağlayıcı olarak başarılı bir şekilde kullanılabilir, hem kaymalı hem de rulmanlı yataklarla, hatta dişli kutuları ve dişli kutuları ile doldurulur ve mıknatıslarla doğru yerde tutulur (Şekil 353). Ek olarak, bu tür mekanizmalar yalnızca manyetik sıvı ile kendi kendini sızdırmaz hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda yağlanır.

Pirinç. 353. Bir kaymalı yatağın "ebedi" yağlaması:

1 - mıknatıs; 2 - burç; 3 - şaft; 4 - manyetik sıvı

Soru ortaya çıkıyor: süspansiyonun bulunduğu manyetik sıvı olabilir mi? manyetik parçacıklar, kayganlaştırıcı olmak? Zımpara tozu rolünü oynayacak mı?

Hayır olduğu ortaya çıktı ve bu çok sayıda deneyle kanıtlandı. Parçacık boyutları o kadar küçüktür ki, sürtünen parçaların yüzey finisajını hiç bir şekilde etkilemezler, sanki yokmuş gibi.

Manyetik sıvı, sadece yağlamanın değil, aynı zamanda yatağın kendisinin de rolünü oynayabilir. Şaftın dönüşü sırasında, şaft yüzeyindeki özel çentikler yardımıyla hızlı dönüşe getirilirse, ağır yüklü şaftlar bile içinde yüzer (Şekil 354). Bu tür yataklara manyetohidrodinamik denir.

Pirinç. 354. Manyetohidrodinamik yataklar:

a - radyal yatak; b - baskı yatağı; F - kuvvetler

Manyetik sıvının başka bir şaşırtıcı, gerçekten eşsiz özelliği vardır. İçinde, herhangi bir sıvıda olduğu gibi, daha az yoğun cisimler yüzer ve kendisinden daha yoğun cisimler batar. Ama ona bir manyetik alan uygularsanız, boğulan cisimler yüzmeye başlar. Dahası, alan ne kadar güçlüyse, daha ağır cisimler yüzeye çıkar. Farklı yoğunlukta bir manyetik alan uygulayarak cisimlerin belirli bir yoğunlukta yüzmesini sağlamak mümkündür. Manyetik sıvının bu özelliği artık cevheri zenginleştirmek için kullanılıyor. Manyetik bir sıvıda boğulur ve ardından büyüyen bir manyetik alanla, boş kaya yüzmeye zorlanır ve ardından ağır cevher parçaları.

Manyetik sıvıyla çalışan baskı ve çizim cihazları bile var. Boyaya biraz manyetik sıvı eklenir ve bu boya önüne gerilmiş kağıdın üzerine ince bir akım halinde püskürtülür. Jet herhangi bir şey tarafından saptırılmazsa, bir çizgi çizilecektir. Ancak elektromıknatıslar, bir TV kineskopunun saptırıcı elektromıknatısları gibi akışın yoluna yerleştirilir. Buradaki elektron akışının rolü, manyetik bir sıvı ile ince bir boya damlası tarafından oynanır - elektromıknatıslar onu reddeder ve harfler, grafikler ve çizimler kağıt üzerinde kalır.

Manyetik sıvı ayrıca denizlerin, okyanusların, göllerin yüzeyinde çeşitli petrol ürünlerini toplamak için kullanılır. Çoğu zaman, bir kişinin su yüzeyinin petrol kirliliğini önleyemediği, örneğin, bir petrol tankeri kazası durumunda, büyük bir kayganlığın denizin birçok kilometrekaresini kapladığı ve etrafındaki her şeyi kirlettiği durumlarda olur. Suyun bu tür kirleticilerden arındırılması çok zor, uzun ve her zaman mümkün olmayan bir iştir. Ancak manyetik sıvı burada da yardımcı olur.

Dökülen tabakanın üzerine helikopterden az miktarda manyetik sıvı püskürtülür, bu sıvı yağ tabakasında hızla çözülür, daha sonra güçlü mıknatıslar suya daldırılır ve kaygan bir noktaya kadar küçülmeye başlar, burada pompalar tarafından dışarı pompalanır. . Su yeniden berraklaşıyor.

Ve tıpta manyetik sıvılar için ne kapsam! Vücudun belirli bir bölümünün, vücudun geri kalanını etkilemeden bir tür ilaçla tedavi edileceğini hayal edelim. Örneğin, bir kişinin bir organında yoğunlaşması gerekir ve kan onu vücudun her yerine taşır. İlacı manyetik sıvı üzerinde karıştırdıktan sonra kana enjekte edilir ve ardından ağrılı noktanın yanına bir mıknatıs yerleştirilir. Doğal olarak, manyetik sıvı ve onunla birlikte ilaç, yakında mıknatısın yakınında toplanacak ve vücudun sadece hastalıklı kısmına etki edecektir.

Neden manyetik bir çene almıyorsunuz?

Mıknatısların iyileştirici özellikleri ve onlarla tedavi yöntemleri hakkında konuşmak eski zamanlardan beri devam etmektedir.

Ancak bu raporlar çelişkiliydi. İşte "manyetizmanın babası" Hilbert bunun hakkında yazdı. "Dioscorides, bal ile karıştırılmış suyla bir mıknatısın yağlı nemi iyileştirmek için verildiğini öğretir. Galen, bir mıknatısın hematite benzer bir güce sahip olduğunu yazar. Diğerleri, mıknatısın zihinsel çöküntüye neden olduğunu, insanları melankolik yaptığını ve çoğu zaman onları öldürdüğünü söylüyor. Doğu Hintliler tarafından az miktarda alınan bir mıknatısın gençliği koruduğu söylenir, bu nedenle yaşlı kral Zeylam'ın yemeğini pişirmek için mıknatıstan kaseler yaptığı söylenir.

Örneğin Gilbert'in kendisi, "saf haliyle, bir mıknatısın yalnızca zararsız olamayacağına, aynı zamanda çok ıslak ve çürüyen iç kısımları düzene sokma ve bileşimlerini iyileştirme yeteneğine de sahip olabileceğine" inanıyordu. Kraliçe Elizabeth'in hayat doktoru ve zamanının en büyük bilim adamlarından biri için çok bilimsel olarak söylenmiyor, ancak bunda bazı gerçekler var.

Tıbbın kurucusu Hipokrat, antik Romalı hekim Galen ve ortaçağ hekimi Paracelsus gibi antik çağın ünlü doktorlarının mıknatıs hakkında bir ilaç olarak yazmaları boşuna değildir. Eski zamanlarda şifa amaçlı mıknatıslar göğse, kemere, kol ve bacaklara bağlanarak takılırdı. Eski Mısırlılar, mıknatısı ezerek toz haline getirdiler ve gençliği koruduğuna inanarak içeri aldılar. Besteci Mozart, Haydn ve Gluck'un çağdaşı ve arkadaşı, Viyana'dan ünlü doktor Franz Mesmer, bir mıknatısla çok çeşitli hastalıkları tedavi etti.

Her şey 1774'te Mesmer'in hastalarının ağrıyan yerine mıknatıslar sürmeye başlaması ve onun için beklenmedik bir şekilde daha önce tedavi edilmemiş birçok hastalığın kaybolmaya başlamasıyla başladı. 1775 yılında Bavyera Akademisi bunun için Mesmer'i üye olarak seçti.

Mesmer, tüm evrenin ve canlıların bir manyetik sıvı veya gaz sıvısı ile doyurulduğuna inanıyordu. Bir kişinin etrafına manyetik bir atmosfer yayılır ve vücudunda manyetik kutuplar bulunur. Sıvı insan vücudunda doğru yönde akarsa her şey yolundadır, değilse kişi hastalanır. Bu durumda vücudun belirli bir yerine sıvısıyla durumu düzelten bir mıknatıs yerleştirilmeli ve hasta iyileşmektedir.

Konu merak konusu oldu. Örneğin, 1780'de Londra'da "Sağlık Kalesi" adı altında bir tıp ofisi açıldı. Bu kaledeki şifa programının en önemli özelliği, kırk büyük mıknatısın üzerine yerleştirilmiş "yıldız yatağı" idi. Büyük para için - 100 pound - hasta geceyi "yıldız yatağında" geçirebilir ve mıknatısların terapötik etkisine maruz kalabilir.

1777'de Fransız Kraliyet Tıp Derneği, mıknatıslarla tedavinin başarısını test eden bir komisyon kurdu ve "mıknatısın terapötik etkisini tanımamak imkansız" sonucuna vardı. Mıknatıs özellikle sinir hastalıkları, kasılmalar, kasılmalar ve baş ağrılarının tedavisi için önerildi.

Pirinç. 355. Dr. Durville (a) tarafından "Manyetik atmosfer" ve onun görüşüne göre insan manyetizması (b) ("+" - güney kutbu; "-" - kuzey)

Fransız doktor D'Urville, güçlü bir at nalı mıknatısıyla suyu manyetize etti ve ardından hastalarını bu suyla tedavi etti. "Manyetik" su yaraları iyileştirmeye, ülserleri iyileştirmeye yardımcı oldu.

Durville, bir kişinin etrafında bir tür “manyetik atmosfer” olduğuna inanıyordu (Şekil 355, a) ve kişinin kendisinin kuzey ve güney kutuplarıyla manyetizmaya sahip olduğuna inanıyordu (Şekil 355, b).

19. yüzyılda, St. Petersburg ve Moskova'daki homeopatik eczaneler, örneğin manyetik önlükler gibi “şifa mıknatıslarını” sonuna kadar sattılar (Şekil 356). Bu mıknatısların reklamını yapan doktorlar şunları yazdı:

Pirinç. 356. XIX yüzyılda olan manyetik önlükler. seri üretim, çeşitli ebatlarda

"Mıknatısların yardımıyla, uzun bir dizi acıdan bitkin bir bedende ölmekte olan yaşam, yeni güçlerin akışından tam olarak yeniden canlandırılır."

Son zamanlarda, kimyasal ilaçların yan etkilerine daha fazla dikkat etmeye başladıklarında, doktorlar mıknatıslar - manyetoterapi de dahil olmak üzere eski tedavi yöntemlerini tekrar çekti.

Pirinç. 357. Antika tıbbi manyetik bileklik

Şimdi, kan basıncını eşitlemeye ve bir kişi üzerinde sakinleştirici bir etkiye sahip olan manyetik bilezikler (Şekil 357) oldukça yaygındır. İnanın bana, bu da unutulmuş bir ihtiyar!

Yazar bir keresinde bir kravatın arkasına güçlü bir nadir toprak mıknatısı dikmiş ve bu kravatı uzun süre boynunda takmıştır. Ancak tansiyon ve refah hiç değişmedi. Ancak yazarın kravat takması için ödünç verdiği bir arkadaşına yardım etti. Yine çelişkili kanıtlar!

Özellikle dikkat edilmesi gereken nokta, güçlü manyetik alanların insanlar ve hayvanlar üzerindeki etkilerini belirlemeye yönelik deneylerdir.

1892'de Edison'un laboratuvarında güçlü bir mıknatısın kutupları arasına bir köpek yerleştirildi ve araştırmacılar zararlı bir şey olmadığına ikna olunca oraya bir çocuk yerleştirdiler. (Bugün suç sayılacak bir deneyim!) Ama çocuğa da kötü bir şey olmadı. Güçlü manyetik alanların vücuda zararsız olduğu sonucuna varıldı.

Bu "pervasız" deneylerden biri, fizikçi V.P. Kartsev tarafından manyetizma hakkındaki kitabında tanımlandı.

“Bir manyetik alanın zararsızlığını kanıtlamaya karar veren genç bir mühendisin, güçlü bir atom makinesinin elektromıknatısının boşluğuna kafasını nasıl soktuğunu hatırlıyorum.

- Peki nasıl? ona sordular.

- Özel birşey yok. Sadece dışarı çıktığınızda, sanki fotoğrafik bir yıldırımdan çıkmış gibi, gözlerinizin önünde bir tür flaş gibi.

Bilim adamları buna flaş fosfen diyor. Büyük olasılıkla, manyetik alan değiştiğinde (bir kişi manyetik alanın etki alanından çıktığında veya içine girdiğinde), beyin dokularında “yabancı” biyoakımların indüklenmesi ve normal resmin bozulmasından kaynaklanmaktadır.

Bununla birlikte, güçlü manyetik alanlarda canlı organizmalar üzerinde yapılan dikkatli çalışmalar, kandaki değişiklikleri ve bir dizi başka istenmeyen fenomeni ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle doktorlar, güçlü manyetik alanlara uzun süre maruz kalmanın zararlı olduğunu kabul ettiler.

Mıknatısların insan sağlığı üzerindeki etkisinden bahsetmişken, manyetik aletlerden ve protezlerden bahsetmeden olmaz. Bir elektromıknatıs ile gözden çelik bir zerre veya talaş alındığında bir ders kitabı örneğini herkes bilir. Bu yöntemi 100 yıldan fazla bir süre önce İngiltere'de buldular. Aynı sayıda yıldır, elektromıknatıs ile yaralardan metal parçaları tespit etme ve çıkarma yöntemi bilinmektedir. 1887'de bu yöntem, suikast girişimi sırasında vurulan Amerikan Başkanı J. Garfield üzerinde denendi.

Manyetik problarla, yanlışlıkla yutulan çelik nesneleri mideden çıkarmak kolaydır. Bu sondanın sonunda, esnek yalıtımlı teller aracılığıyla harici olarak beslenen güçlü bir elektromıknatıs bulunur.

Birinci Dünya Savaşı sırasında, bir elektromıknatısla yaralardan çelik parçalar püskürtüldü ve onu doğrudan değil, prosedürü kolaylaştıran alternatif akımla beslediler.

Aynı zamanda, 1915'te Amerika'da bir "manyetik kol" icat edildi, yani sonunda elektromıknatıslı bir protez kol. Pille çalışan bu elektromıknatıs, engelli bir kişinin demir kulplu çeşitli aletleri tutmasına izin verdi.

İlginç olan, dişlerin aynı kutuplar tarafından birbirine yönlendirilen güçlü mıknatıslardan yapıldığı çenenin manyetik protezidir. Böyle bir çene, mıknatıs dişlerinin itmesi nedeniyle ağızda iyi durur. Bir şey kötü - ağzınız otomatik olarak açıldığından, ağzı açık kalmaya değer!

Kuzey Kutbu nereye gitti?

Bazen bir şeyin dokunulmazlığını vurgulamak istediklerinde, onu kuzeyi gösteren bir pusula iğnesiyle karşılaştırırlar. Çoğu insan safça bu okun gerçekten kuzeyi gösterdiğine inanır ve her zaman olmuştur ve her zaman olacaktır. Muhtemelen, bu kitabın okuyucularının çoğu da böyle düşünüyor.

Pusula iğnesinin hiç kuzeyi göstermediği, ancak bugün şans eseri coğrafi Kuzey Kutbu'na yakın olduğu ortaya çıkan bir yeri gösterdiği ortaya çıktı - Güney manyetik kutbu. Coğrafi kutuplar, Dünya'nın dönme ekseninin çıkış noktalarıdır. Güney Manyetik Kutbu'nun Kuzey Coğrafi Kutbu ile oldukça doğru bir şekilde çakıştığı zaman 1663'teydi. Bilim adamlarının bunu nasıl kurdukları, daha çok şey söylenecek. Dünya'nın, özellikle de Güney'in manyetik kutuplarına gelince, bugün dünya çevresinde en karmaşık, öngörülemeyen seyahatleri yapıyor.

700 milyon yıl önce, bu direk, modern Kaliforniya kıyılarında bulunuyordu (nokta A, Şekil 358). Sonra güneye kaymaya başladı, pratik olarak ekvator boyunca batıya geçti, 200-300 milyon yıl önce Japonya kıyılarında sona erdi (yine modern!), ancak o zaman kuzeye döndü ve 1663'te coğrafi Kuzey ile çakıştı. Dünyanın Kutbu (AT noktası).

Pirinç. 358. Güney Manyetik Kutbunun "Yolculuğu" (Avrupalı ​​bilim adamlarına göre AB çizgisi; Amerikalı bilim adamlarına göre A?B çizgisi)

Bu Avrupalı ​​bilim adamlarına göre. Amerikalı paleontologlar ayrıca Dünya'nın manyetik kutuplarının "yolculuğu" konusunu da ele aldılar, ancak sonuçları Avrupalılardan çok farklı. Yani, Amerikalılar 700 milyon yıl önce bu direğin yolculuğuna Pasifik Okyanusu'nun ortasından (A noktası?) , Kuzey Coğrafi kutbuna yakın bir döngü tanımladı ve ona yeterince yaklaştı (B noktası?). Güney Manyetik Kutbu'nun mevcut konumu, Amerikalı ve Avrupalı ​​paleontologlar arasında hiçbir anlaşmazlığa neden olmaz.

Avustralyalı veya Afrikalı bilim adamları, Dünya'nın manyetik kutuplarının yolculuğu konusunu ele alsaydı, verileri de birbiriyle örtüşmezdi.

Sorun ne? Dünyanın sadece iki manyetik kutbu olduğu ve Güney manyetik kutbunun sadece tek bir yörünge boyunca hareket edebileceği açıktır. Farklı ülkelerden bilim adamlarının ifadelerindeki tutarsızlıklara ne sebep oldu?

Bu soruyu yanıtlamadan önce bilim insanlarının uzak geçmişte Dünya'nın manyetik kutuplarının konumunu nasıl bulduklarına bakalım.

Geçmiş jeolojik çağlarda, bazen bizden yüz milyonlarca yıl veya Dünya'nın paleomanyetizması ile ayrılmış olan Dünya'nın manyetik alanının incelenmesi, genç bir bilimdir - paleomanyetoloji, "eski manyetizma bilimi" anlamına gelir. Paleomagnetologların araştırması, oluşumları sırasında ortaya çıkan kayaların artık manyetizasyonunun çalışmasına dayanmaktadır.

Bu, milyonlarca yıl önce erimiş kayaların patlaması sırasında oldu. Karasal manyetizma alanında soğuyan demir parçacıkları içeren sıcak lav, Dünya'nın manyetik kutuplarının konumuna bağlı olarak bir manyetizasyon aldı. Bu manyetizasyon milyonlarca yıldır değişmeden kaldı ve paleomagnetologlar tarafından modern hassas aletler kullanılarak ölçüldü. Kayanın yaşını ve manyetizasyon yönünü bilerek, bu dönemde Dünya'nın manyetik kutuplarının konumunu belirlemek zor değildir.

Ve son birkaç bin yılda manyetik kutupların hareketini çok yüksek bir doğrulukla izlemek mümkündür - bu konuda bilim adamlarına eski pişmiş seramikler tarafından büyük miktarda veri sağlanmaktadır. Yaşı daha hassas bir şekilde belirlenebilen seramik ürünler, fırınlamadan sonra soğutma sırasında elde edilen manyetizmalarını korur. Ve eğer böyle bir ürün, üretiminden sonra kazara bir yangına düşmediyse, o zaman Dünya'nın manyetik kutuplarının doğduğu yerin reddedilemez kanıtı olarak hizmet etti.

Sudaki küçük parçacıkların yavaş yavaş birikmesinden kaynaklanan tortul kayaçlar da karasal manyetizma değişikliklerinin iyi tanıklarıdır. Bu parçacıklar, bir pusulanın okları gibi suda çok uzun süre asılı halde kalırlar, kendilerini Dünya'nın manyetik alanına yönlendirirler ve bu konuma yerleşirler. Dünyanın eski kutuplarına doğru yönelmiş tortul kayaçların manyetizasyonu bu şekilde ortaya çıkar.

Ve son zamanlarda, manyetik kutupların konumu hassas aletlerle ölçülmekte ve kaydedilmektedir. Yani, 20 yıl boyunca, 1928'den 1948'e. Dünyanın güney manyetik kutbu 150 km değişti! Her zaman böyle bir hızla, yani yılda 7,5 km hareket etseydi, 100 milyon yıl içinde Dünya'nın tüm yüzeyi boyunca seyahat edecekti.

Ve şimdi, Dünya'nın manyetik kutuplarının konumlarının değişkenliğini zaten bildiğimize göre, farklı kıtalardan bilim adamları tarafından hesaplanan bu kutupların konumlarının neden çakışmadığı sorusuna dönelim. Gerçekten de, aynı anda, direğin konumu tektir ve yanılgı bu kadar büyük olamaz, tabii paleomanyetizmanın tanıklarının kendileri kasıtlı olarak yerinden edilmedikçe. Ama hangi güçlerle, yüzlerce ve binlerce kilometreyi yapay olarak aktarabilir ve aynı anda muazzam miktarda volkanik ve tortul kayayı genişletebilir? Tek sonuç kendini gösteriyor: kıtaların kendileri bu kayalarla birlikte sürüklendi, büyük mesafeler kat etti, okyanustaki buz kütleleri gibi Dünya'nın sıvı ve sıcak merkezinde yüzdü. Dolayısıyla, bu sürüklenmenin yollarını kontrol ederseniz, resmi zihinsel olarak yüz milyonlarca yıl geriye kaydırırsanız, kıtalar Gondwana veya Pangea adı verilen bir süper kıtada birleşecektir (Şekil 359).

Güneşi kim “lekeledi”?

Yani, Dünyamız hala iki belirgin Kuzey ve Güney kutbu olan bir mıknatıs veya bir dipol mıknatıstır. Bu kutuplar istedikleri gibi dolaşsınlar, yer değiştirsinler, Dünya'nın manyetizması zayıflasın ya da güçlensin ama Dünya bir mıknatıstır.

Ancak Dünya'nın en yakın komşusu - Ay - neredeyse tamamen manyetizmadan yoksundur. Bu, hem uydular hem de doğrudan Ay'a kurulan aletler tarafından kanıtlanmıştır. Manyetik bir pusula bu nedenle ayda işe yaramaz.

Güneş'e en yakın gezegen olan Merkür, Dünya'nınkine benzer, ancak yaklaşık 100 kat daha zayıf bir dipol manyetik alanına sahiptir. Dünya'da da çok güçlü olmadığı göz önüne alındığında, Merkür'de tespit etmek kolay değil.

Venüs gezegeninin, en azından çekirdeğin derinliklerinde var olan, neredeyse tamamen manyetik bir alandan yoksun olduğu ortaya çıktı. Dünyadan 10.000 kat daha zayıftır. Tabii ki, Venüs'ün güçlü atmosferi güneş plazma akışlarına tepki verir ve içinde indüklenmiş manyetizma ortaya çıkar. Ancak gezegenin kendisi çok yavaş döner ve çekirdeğinde manyetik alan oluşturan herhangi bir akımın olmaması bununla ilişkilidir.

Mars, Venüs'ünkinden ancak biraz daha güçlü olduğu söylenebilecek zayıf bir manyetik alana sahiptir ve dipol karakterine sahiptir.

Hala beş gezegen kaldı. Şimdiye kadar Uranüs, Neptün ve Plüton'un manyetik alanları hakkında kesin bir şey söylenemez, ancak Jüpiter ve Satürn diğer gezegenlerin manyetik alanları hakkındaki bilgi eksikliğini fazlasıyla telafi etti.

Jüpiter'de - dev gezegen - en devasa manyetik alan. Dünya gibi, bipolar - dipol, ancak neredeyse 200 kat daha güçlü. Jüpiter'de, Dünya'nın aksine, manyetik kutupların aynı adı taşıyan coğrafi kutuplara yakın olması, yani Güney manyetik kutbunun Güney Yarımküre'de ve Kuzey'in Kuzey'de olması ilginçtir.

Aynı resim Satürn'de de görülüyor. Bu gezegenin kendisi Jüpiter'den daha küçüktür, sıvı çekirdeği de küçüktür, bu nedenle Satürn'ün manyetik alanı Jüpiter'in alanına benzer, ancak daha zayıftır.

Yani, bir tane daha var, ana gövde Güneş Sistemi- merkezi, Güneş'in kendisi. Ve bize en yakın olan bu yıldız çok uzakta - Dünya'dan neredeyse 150 milyon km uzaklıkta olmasına rağmen, Güneş'in manyetik alanı bizim için son derece büyük bir etkiye sahip. Güneş üzerindeki manyetizma açısından en ilginç olay, yüzeyindeki lekelerdir.

Güneş lekeleri ilk olarak 1611'de Galileo tarafından yakın zamanda inşa edilen bir teleskopla armatüre bakan ve yüzeyinde karanlık noktalar gören Cizvit rahip Scheiner tarafından fark edildi. En katı disipline sahip bir Cizvit tarikatında alışılageldiği üzere, Scheiner gözlemlerini tarikatın generaline bildirdi. Shayner'ın kendi iyiliği için sessiz kalmasını tavsiye eden mesajını kontrol etmek bile istemiyordu. Zaman öyleydi ki, ateşi memnun etmek mümkündü.

İdeal bir şey olarak Güneş'e karşı tutum o kadar güçlüydü ki, büyük Galileo bile Scheiner'in mesajına inanmadı ve şöyle dedi: "Güneş dünyanın gözüdür ve dikenlerden acı çekemez!"

Öyle oldu ki, 1645'ten 1715'e kadar neredeyse 70 yıl boyunca. Güneş üzerindeki lekeler pratik olarak ortaya çıkmadı, bu da Scheiner'in keşfinin güvenilirliğini büyük ölçüde baltaladı. Ama bir çantada bir bız saklayamazsınız, teleskoplarla Güneş'e dikkatle bakmaya başladılar ve sonunda uzun bir aradan sonra orada tekrar noktalar gördüler. Onları Güneş'e “affetmekten” başka yapacak bir şey kalmamıştı, bunu “Güneşte lekeler var!” diyerek düzeltti.

İnsanlar merak etmeye başladılar: yıldızın sıcak yüzeyindeki karanlık noktalar nasıl açıklanır?

1800'de ünlü İngiliz astronom W. Herschel, çağdaşımızın tedirgin olabileceği fantastik bir hipotez önerdi. Güneş'in derinliklerinde akıllı yaşam vardır, orada serindir ve noktalar, sıcak bulutların arasından görünen karanlık soğuk kabuk bölgeleridir. Ve bu fikir neredeyse bir asırdır işleyen bir hipotez olarak görülüyordu!

Sonunda, 1908'de Amerikalı bilim adamı D. Hale, güneş lekelerinde güçlü bir manyetik alan olduğunu keşfetti - yaklaşık 3.000 oersted. Yüzeyin geri kalanında, alan binlerce kat daha küçüktür, bu da noktalarda Güneş'in yüzeyine çıkan mıknatısın kutuplarını görmek için sebep verdi.

Güneş'in bağırsaklarında, Dünya'nın bağırsaklarında olduğu gibi aynı dinamo işlemiyle oluşturulan ekvatora paralel manyetik tüp halkaları olduğu ortaya çıktı. Sadece Güneş'te, boyutlarına ve derinliklerde meydana gelen süreçlere bağlı olarak çeşitli nedenlerle bu tüpler farklı yönlere sahip olabilir. kuvvet alanı, ve aynı anda mevcut. Yavaş yavaş Güneş'in yüzeyine yükselen bu tüpler açılarak mıknatısın kutuplarının açık uçlarını oluşturur.

Güneş'in toplam manyetik alanı 11 yıllık bir döngüde değişir, böylece 11 yıl boyunca Kuzey manyetik kutbu Kuzey Yarımküre'de ve Güney - Güney'dedir. Önümüzdeki 11 yıl boyunca, manyetik kutupların polaritesi coğrafi olanın tersidir. Ancak en şaşırtıcı şey, bu "kutup değişiminin" aynı anda meydana gelmemesi ve birkaç ay veya bir yıl boyunca Güneş'in devasa bir tek kutba dönüşmesidir - sadece tek bir kutbu olan gizemli bir mıknatıs.

Pirinç. 360. Çizgi tüplerinin Güneş'in yüzeyine çıkışı

Manyetik tüp Güneş'in bağırsaklarından "çıkardığında", yüzeyinde birkaç gün boyunca güneş lekeleri oluşur (Şek. 360). İlk olarak, tüpün uçlarının çıkışında, yüzlerce kilometre çapında bir teleskopla görülebilen bir veya birkaç siyah nokta belirir ve daha sonra bir veya iki gün içinde on binlerce kilometre büyüklüğünde bir noktaya dönüşürler.

Sonuç olarak, manyetizma Güneş'i "lekeledi". Ve ileriye baktığımızda, yıldızdaki bu görünüşte uzak manyetik güç noktalarının hayatımızda büyük bir rol oynadığını varsayalım!

Güneş fırtınalarının Dünya yankısı

Güneşte lekelerin ortaya çıktığı an, aynı zamanda 11 yıllık bir periyodu olan maksimum güneş aktivitesi ile karakterize edilir. Güneş aktivitesi veya güneş fırtınaları, hayatımızda büyük rol oynayan bir dizi dünyevi olayla ilişkilidir. Bu bağlantı en çok Rus bilim adamı A. L. Chizhevsky tarafından fark edildi, incelendi ve tanımlandı. Bilim adamı, gezegenimizdeki en çeşitli süreçlerin genellikle döngüsel bir yapıya sahip olduğunu ve aynı anda gerçekleştiğini ve bu süreçlerin Güneş'in manyetik aktivitesindeki değişikliklerle yakından ilişkili olduğunu fark etti.

Bu nedenle, örneğin, salgın hastalık salgınlarının, hayvan ve bitki hastalıklarının sıklığı, güneş aktivitesi dönemi ile çakışmaktadır. Chizhevsky, bu konudaki ilk düşüncelerini 1915 gibi erken bir tarihte kamuoyuna açıkladı (Şek. 361).

“Kolera epidemiyolojisini okuyan bir astronom, kendisinin çok iyi bildiği güneş fırtınalarının ve kasırgaların yıllarının bu kadar büyük felaketlere neden olmasına ve tam tersine, güneş sakinliği ve barış yıllarının yıllara denk gelmesine istemeden şaşırır. insanın bu karşı konulmaz görünmez düşmanın sınırsız dehşetinden kurtuluşu” .

Chizhevsky, salgın hastalıklar ve güneş aktivitesinin periyodikliği arasındaki bağlantının gerçekliğini doğrulamak için daha sonra dönem üst üste bindirme yöntemi olarak adlandırılan bir yöntem kullandı. Bilim adamı, dokuz dönem için ortalama bir güneş aktivitesi eğrisi elde etti ve ardından yıllar içinde aynı dönemlerde Rusya'daki kolera hastalıkları hakkında istatistiksel veriler ekledi. Ve gözlerimizin önünde iki fenomen dizisinin dikkate değer bir paralelliğinin resmi ortaya çıktı: Rusya'da 100 yıldan fazla bir süredir güneş aktivitesi ve kolera salgınlarının gelişimi (bkz. Şekil 361, b). Aynı bağlantı grip salgınları (bkz. Şekil 361, c) ve bir dizi başka hastalık için de izlendi. Bu salgınları önceden tahmin etmek ve onlarla tamamen silahlı olarak yüzleşmek mümkün oldu.

Güneş manyetizması ve dünyadaki yaşam gibi görünüşte farklı olan fenomenler arasındaki bu gizemli bağlantıyı ne açıklar? Chizhevsky, patojenik bakterilerin hayati işlevlerinin yanı sıra insanların, hayvanların ve bitkilerin onlara karşı direncinin, Güneş'in atmosferindeki ve Dünya'daki elektromanyetik rahatsızlıklarla doğrudan ilişkili olduğunu keşfetti.

Bilinçaltında, eskiler de bunu hissettiler, bu yüzden karşılık gelen işaretlere sahiplerdi - işaretler. Ancak eskiler, doğal fenomenler ile Dünya'daki çeşitli felaketler arasındaki bağlantıyı açıklayamadılar. Karşılaştırma şiirine düşkündüler, mistisizme düştüler. Ve o zamanın bilim adamları, her türlü doğal alametleri eleştirirken, kitle hastalıkları, doğal afetler ve Dünyadaki diğer fenomenlerle gerçek bağlantılarını hesaba katmadılar.

Hayatımızın kaç yönünün güneş lekelerinden etkilenmemesi şaşırtıcı! Gök gürültülü fırtınaların ve fırtınaların sıklığı, tahıl ekinlerinin ve diğer bitkilerin hasadı, hatta çocukların doğum oranı bile Güneş'in manyetik alanı olan güneş lekelerinin etkinliği ile açık bir ilişki içindedir.

Güneş lekelerinin ortaya çıkmasıyla açıkça ilişkili olan Dünya'daki ana fenomenlerin kısa bir listesi:

1. Tahıl mahsulünün büyüklüğü (bkz. Şekil 361, e) ve tahıl fiyatı.

2. Üzümlerin hasadı ve kalitesi.

3. Odun büyümesi (yıllık halkaların kalınlığı).

4. Çiçeklenme zamanı ve çiçekli bitkilerin ihtişamı.

5. İnsanların, hayvanların, bitkilerin toplu hastalıkları.

6. Hayvanların, böceklerin, balıkların çoğaltılması.

7. Çocukların doğum oranı (bkz. Şekil 361, a)

8. Kuşların bahara gelme zamanı.

9. Fırtınaların sıklığı (bkz. Şekil 361, d) yangınlar ve yıldırım çarptığı insanlar.

10. Kaza ve suçların sıklığı.

11. Hastalık alevlenmelerinin ve ani ölümlerin sıklığı.

Tüm bu fenomenler, İsviçreli astronom R. Wolf tarafından tanıtılan Wolf sayıları ile karakterize edilen güneş lekelerinin sayısı ve alanı ile ilgilidir. Ayrıca, bir olgunun maksimumu her zaman bir diğerinin maksimumunu oluşturmaz. Böylece kurt sayısı - güneş lekelerinin minimum olduğu yıllarda buğday fiyatları maksimum olur.

İnsan hastalıklarından ve güneş lekeleriyle olan bağlantılarından bahseden Chizhevsky, hastalıkların bu lekelerden kaynaklandığına inanmanın tamamen yanlış olacağı konusunda uyarıyor. Hakkında sadece dışarıdan bir itme, Güneş'in manyetik aktivitesinin, bu süre zarfında Dünya'ya ulaşan parçacık akışının ve elektromanyetik radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisi ile ilgilidir. Ve sağlıklı bir genç için bu etki ihmal edilebilirse, o zaman uzun bir hastalık veya enfeksiyon nedeniyle zayıflamış bir kişi için belirleyici olabilir.

Chizhevsky, bu etkiyi yalnızca insan vücudunun bireysel bölümleri ve bölümleri üzerinde ortaya çıkarmakla kalmadı, aynı zamanda kendini bu etkiden nasıl koruyacağını da öğretti. "Bilim burada yeterince yüksek sesle konuşabilir. Evet, fizik nereden gelirse gelsin, Güneş ve benzeri zararlı etkilerden insanı korumanın yollarını bilir. Metal kurtarıcı burada: demir, çelik, kurşun… Hasta ve yaşlı organizmaları koruyacak olan o metal ekranın kalınlığını hesaplamak çok kolay.”

Bir milimetre kalınlığındaki ince metal levhaların yeterli olduğu ortaya çıktı. Chizhevsky, ağır hasta hastaların yattığı hastane koğuşlarının duvarlarını, zeminini ve tavanını, güneşten gelen elektromanyetik radyasyonun etkilerine karşı koruma sağlayan bu tür metal levhalarla kaplamayı önermektedir. gelen bir sinyalde astronomik gözlemevi Güneş'te yaklaşan manyetik fırtına hakkında, hastalar, hastalık krizi geçene veya aktivite düşene kadar bir, iki veya üç gün olacakları korunan koğuşlara yerleştirilmelidir. manyetik fenomen Güneşin içinde.

Ve son olarak, güneş aktivitesinin yakın geçmişteki Rus olaylarımız üzerindeki kesinlikle fantastik etkisi hakkında. XX yüzyılın 80'lerinde yayınlanan İngiliz astronom D. Whitehouse'un hesaplamalarına göre, azami sayı güneş lekeleri Ağustos 1991'de gelmeliydi. O zamanlar Rusya'da ne vardı, muhtemelen herkes hatırlıyor: 19-21 Ağustos'ta Devlet Acil Durum Komitesi tarafından bir darbe yapıldı. Böylece Whitehouse'un hesaplamasının şaşırtıcı derecede doğru olduğu ortaya çıktı ...

Manyetik bir monopol arayışı içinde

Her nasılsa, çocuklukta yazar alışılmadık bir fikir buldu: tek kutuplu bir mıknatıs almak - bir monopol. Yazarın at nalı şeklinde büyük bir mıknatısı vardı ve kenarlarından biri, yazarın inandığı gibi pusula iğnesinin yarısı gibi güneye, diğeri kuzeye yöneldi. Mıknatısın ortası demiri çekmez ve bu nedenle hiçbir yere gitme eğilimi göstermez. Ve öyle görünüyordu ki, mıknatısı kırar ve parçaları tekerleklere, hatta daha iyisi sudaki tahtalara koyarsanız, mıknatısın bir kısmı güneye, diğeri kuzeye doğru yüzer! Mıknatısın büyük yarısını yaptıktan ve onları bir kamyona veya tekneye yerleştirdikten sonra, Kuzey Kutbu'na, hatta Güney'e bile motorsuz gitmek mümkün olacak!

Tabii ki, mıknatıs kırıldı ve kırmızı yarısı bir su havzasında yüzen bir tahta parçasına yerleştirildi.

Ama mıknatıs parçası hiçbir yerde süzülmedi. Sadece yavaşça döndü, böylece tüm kenarı güneyi ve kırık olanı kuzeyi göstermeye başladı! Pusulayı kırık kenara yaklaştıran yazar, sürprizine göre, üzerinde ... Güney Kutbu olduğuna ikna oldu. Ve diğer parçada, kırık kenar Kuzey Kutbu oldu. Çivi, sanki parçalar bir araya geldiğinde çekilmeyi reddeden aynı çivi değilmiş gibi, parçaların her bir kenarına eşit derecede güçlü bir şekilde çekilmeye başladı. İşte mucizeler!

Polonyalılar nereye gitti? Sonuçta, çivi her birine güçlü bir şekilde çekildi. Ve iki kat daha fazla çekmek yerine, hiç yapmak istemedi. Yazar tamamen aptal hissetti: hem mıknatıs kırıldı hem de Kuzey'e yolculuk iptal edildi ve mıknatısın Kuzey Kutbu'nu Güney'den ayırmanın bir yolu yok ...

Tek kutuplu bir mıknatıs veya denildiği gibi tek kutuplu bir mıknatıs, ortaya çıkıyor, bilimle hiç çelişmiyor. Ve imkansızlığına dair kanıtımız olmadığı gibi, buna hala sahip olmamamız da şaşırtıcı. Bu şaşırtıcı mıknatıs hakkında daha ayrıntılı konuşalım.

1931'de, seçkin fizikçi P. Dirac (1902-1984), manyetik yüklü bir parçacığın - bir monopolün, yani ayrı ayrı "kuzey" ve "güney" manyetik yüklerinin olabileceğini matematiksel olarak kanıtladı. Benzer şekilde Dirac, elektronun varlığını pozitif yük- pozitron ve zaten 1932'de doğada keşfedildi.

Ancak çok zaman geçti ve tekel hala sadece kağıt üzerinde var olan bir hayalet. Gerçek şu ki, bir monopolün varlığı, bir monopol yardımıyla başka türlü açıklanamayan bazı fiziksel fenomenler için doğal bir açıklama sağlar.

Fizikçiler zaman zaman bir tekel arayışına girdiler, ancak şimdiye kadar her seferinde başarısız oldular. Manyetik ve elektriksel olaylar, tek bir şey dışında hemen hemen her yönden benzerdir. Elektrik yükleri - pozitif ve negatif - hem elektrik hem de manyetizma oluşturmak için yeterlidir (ikincisi yükler hareket ettiğinde ortaya çıkar). Ancak elektriğin varlığının bir kaynağı vardır - bir elektrik yükü, ancak manyetizmanın yükü yoktur. Asimetri var, elektriğin manyetizmaya göre bazı avantajları var.

Ve sadece Dirac, elektriğin böyle bir avantajı olmadığını ve olamayacağını kanıtladı. Manyetik ve elektriksel olaylar tamamen benzer, simetrik olmalıdır. Bu durumda, monopolün oldukça doğru bir portresi elde edildi. Monopolün birim yükü, elektronun birim yükünden 38,5 kat daha fazladır. İki monopolün etkileşimi, iki elektronun etkileşiminden 4.700 kat daha güçlüdür; bu nedenle, bir elektronla aynı hızlarda, bir manyetik monopol atomları 4.700 kat daha güçlü iyonize eder çevre. Böyle büyük bir manyetik yük, zayıf manyetik alanlarda bile monopolü kontrol etmeyi, elektronların erişemeyeceği devasa enerjilere hızlandırmayı kolaylaştırır. Monopol, elektronikte, fizikte mucizeler yaratabilir ve son olarak, örneğin televizyonda, hızlandırıcı teknolojisinde ve kim bilir başka nerede kullanılabilir.

Kozmik ışınlarda madde ile çarpışmaları sırasında hızlandırılmış parçacık demetinde monopoller aradılar. Milyonlarca yıl boyunca kozmik kökenli monopollerin sıkışıp birikebileceği demir içeren kayalardan ve göktaşlarından güçlü mıknatıslar yardımıyla onları çekip çıkarmak mümkün değildi. Monopol çok kararlı olmalıdır, zıt işaretli başka bir monopol ile çarpışana kadar kaybolmaz. Ay topraklarında bile manyetik bir monopol aradılar, ama boşuna.

Arada sırada gizemli bir tekelin "yakalanması" hakkında sansasyonel raporlar ortaya çıkıyor, ancak dikkatli bir doğrulamadan sonra bunların savunulamaz olduğu ortaya çıkıyor. Yaklaşık 30 yıl önce Çinli bilim adamları bir monopol keşfettiklerinden emindiler, ancak ne yazık ki keşif gerçekleşmedi. 1982'de, saygın Stanford Üniversitesi'nde (ABD), süper iletken bir mıknatısın yardımıyla bir monopolü zaten "yakalamış" görünüyorlardı. Ancak tekrarlanan deneyler, daha doğrusu, hiçbir şey vermedi.

Nihayet 1985'te Londra Üniversitesi'nde en hassas sensörlerin yardımıyla bir monopol keşfettiler. Ancak bu keşfin teyidi henüz takip edilmedi.

Tekel arayışının bu kadar uzun süre başarısız olmasının nedeni nedir? Belki çok nadirdir? Yoksa aramıyorlar mı? Yoksa Dirac bir hata yapıp tekelin yükünü yanlış mı belirledi? Bu durumda, bir şey aramadıkları ortaya çıkıyor?

Ancak tekelin imkansızlığının da bir kanıtı yoktur ve bu imkansızlığı doğrulamak, tekelin kendisini bulmaktan daha kolay değildir.

Acele et okuyucu, tekelini ara ve bul. Başkası yapsaydı ayıp olurdu!

Mıknatıslı kehribar - kardeşler mi?

Bunun gerçeğe yakın olduğu ve yıldırımlarının “kardeş olduğu” ortaya çıktı. Gerçekten de, kehribar elektriklendiğinde kıvılcımlar çıkar ve kıvılcımlar küçük yıldırımdır.

Ama şimşek şimşektir ve mıknatısın bununla ne ilgisi var? Daha önce Gilbert tarafından "ayırılan" kehribar ve mıknatısı birleştiren şeyin şimşek olduğu ortaya çıktı. İşte, kehribarın elektriği ile bir mıknatısın çekimi arasındaki yakın bağlantıyı gösteren bir yıldırım çarpmasının açıklamasından üç alıntı.

“... Temmuz 1681'de Quick gemisine yıldırım çarptı. Gece olduğunda, yıldızların konumuna göre, üç pusuladan ikisinin daha önce olduğu gibi kuzeyi göstermek yerine güneyi gösterdiği, üçüncü pusulanın eski kuzey ucunun kuzeye yönlendirildiği ortaya çıktı. batı.

“... Haziran 1731'de Wexfield'den bir tüccar odasının köşesine bıçak, çatal ve demir ve çelikten yapılmış diğer eşyalarla dolu büyük bir kutu yerleştirdi ... Yıldırım eve tam olarak kutunun bulunduğu bu köşeden girdi. durdu, kırdı ve içindeki her şeyi dağıttı. Tüm o çatal ve bıçakların... son derece manyetize olduğu ortaya çıktı…”

“... Medvedkovo köyünde şiddetli bir fırtına geçti; köylüler, yıldırımın bir bıçağa nasıl çarptığını gördüler, bir fırtınadan sonra bıçak demir çivileri çekmeye başladı ... "

Yıldırım çarpmaları, mıknatıslama baltaları, dirgenler, bıçaklar, diğer çelik nesneler, manyetikliği gideren veya yeniden mıknatıslayan pusula iğneleri o kadar sık ​​gözlendi ki, bilim adamları elektrik kıvılcımları ile manyetizma arasında bir bağlantı aramaya başladılar. Ancak ne akımın demir çubuklardan geçişi ne de Leyden kavanozlarından çıkan kıvılcımların üzerlerindeki etkisi somut sonuçlar vermedi - doğru modern enstrümanlar muhtemelen bunu hissedecek olsa da, demir manyetize değildi.

Trent kentinden fizikçi Romagnosi'nin deneylerinde pusula iğnesi, pusulayı volta sütununa - bir elektrik pili - yaklaştırdığında hafifçe saptı. Ve sonra sadece voltaik kolondan bir akım akarken. Ancak Romagnosi, pusula iğnesinin bu davranışının nedenlerini anlamadı.

Elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantıyı keşfetme onuru, Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted'e (1777-1851) düştü ve o zaman bile tesadüfen. 15 Şubat 1820'de oldu, işte böyle. Oersted, o gün Kopenhag Üniversitesi'ndeki öğrencilere fizik üzerine bir ders veriyordu. Ders adanmıştı termal etki akım, başka bir deyişle, içinden akan iletkenleri ısıtmak elektrik. Şimdi bu fenomen her zaman kullanılmaktadır - elektrikli sobalarda, ütülerde, kazanlarda, hatta spirali akımla beyaz-sıcak olan elektrik lambalarında. Ve Oersted zamanında, bir iletkenin akımla bu şekilde ısıtılması yeni ve ilginç bir fenomen olarak kabul edildi.

Pirinç. 362. H. K. Oersted'in deneyimi:

a - akü bağlantısı kesildi, pusula iğnesi iletkene paralel; b - pil açık, ok iletkene dik olarak döner

Bu nedenle, ilk kaza, ısıtılmış iletkenlerden birinin yakınında, bu tür deneylerde tamamen gereksiz olan bir pusula olduğu gerçeğinden oluşuyordu. Sonra başka bir kaza meydana geldi - Oersted'i çevreleyen öğrencilerden biri, iletken bir akım kaynağına bağlandığında pusula iğnesinin saptığını fark etti - bir elektrik pili (Şekil 362). Ve üçüncü kaza, keşfin doğuşunu tamamladı - öğrenci, seçkin profesöre, dersin konusuyla hiçbir ilgisi olmayan, görünüşte tamamen yabancı bir fenomeni işaret etmeye karar verdi ve bilim adamı, öğrencinin sözlerini dinledi.

Resmi yazarı Profesör Oersted olan elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantının büyük keşfinin tam teşekküllü bir ortak yazarı olan bu öğrencinin adını bilmememiz üzücü.

Oersted, manyetik bir iğnenin davranış yasalarını açıklayan bir dizi deney yaptı. İletkenden farklı yönlerde akım akışının pusula iğnesinin sapma yönünde bir değişikliğe neden olduğu fark edildi. Oersted ayrıca okun bu davranışına hiçbir izolasyonun müdahale etmediğini fark etti. Bilim adamı, iletken ve pusula arasına çeşitli yalıtım malzemeleri yerleştirdi, ancak ok aynı şekilde saptı ve sapması yalnızca iletkenden geçen akımın yönüne ve gücüne bağlıydı.

Ve sonra, Oersted büyük bir aceleyle ünlü "broşürünü" yayınladı - dört sayfalık metin. Latinceçoğu bilim insanı için anlaşılabilir. Bu broşür üzerinde şaşırtıcı bir izlenim bıraktı akademi. Oersted'in deneyleri birçok laboratuvarda tekrarlanmaya başladı ve orada bulunanların şaşkınlığının ve sevincinin sınırı yoktu. Tanıklar, böyle bir deneyde bulunanlardan birinin ayağa kalkıp heyecanla “Beyler, bir devrim var ...” dediğini hatırlıyorlar.

Oersted'e ödüller ve onurlar yağdı. Fransız Akademisi'nin bir akademisyeni seçildi ve bir zamanlar Napolyon Bonapart tarafından elektrik alanındaki büyük keşifler için kurulan bir ödüle layık görüldü - 3 bin altın frank, Londra Kraliyet Cemiyeti'ne üye olarak atandı ve diğer birçok bilimsel toplumlar. Oersted'in anavatanında, Kral VI. Frederick ona Danimarka'nın en yüksek ödülü olan Dannebrog Nişanı Büyük Haçını verdi ve Politeknik Enstitüsü'nü kurmasına izin verdi. Oersted, Danimarka'da "bilimsel uğraşları teşvik etmek" için bir dernek açar ve hatta bir edebiyat dergisi yayınlamaya başlar. Bu arada, saygıdeğer bilim adamının edebiyata olan sevgisi, edebiyatın kendisi için boşuna değildi: Oersted, "küçük Hans Christian" ı - geleceğin büyük hikaye anlatıcısı Andersen'ı korudu.

Oersted, Danimarka'da ulusal bir kahraman ve Avrupa'nın en popüler bilim insanı oldu. Hans Christian Oersted, 1851'de ününün zirvesindeyken öldü.

Elektromıknatıs nasıl güç kazandı?

Bir keşif diğerini doğurur. Oersted, elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantıyı fark eder etmez, aynı 1820 yılının Eylül ayında, Fransız fizikçi D. Arago, içinden akımın geçtiği telin demir talaşlarını çektiğini ve çelik iğneleri tıpkı bir mıknatıs gibi mıknatısladığını fark etti. A.M. Ampère, en azından kendi adını taşıyan akım biriminden tanıdığımız bir bilim adamı, bir keresinde Arago'nun laboratuvarına girdi. Amper, teli bir spiral haline getirmeyi ve iğneyi spiralin içine yerleştirmeyi önerdi. Bilim adamları hemen deneyi gerçekleştirdiler ve bunun için fazlasıyla ödüllendirildiler - iğne eskisinden çok daha güçlü bir şekilde manyetize edildi. Ortaya çıkan spiral veya daha sonra solenoid olarak adlandırılan tüp, artık herhangi bir okul çocuğu tarafından iyi bilinmektedir. "Solenoid" kelimesi Yunanca'dan çevrilir ve "boru şeklinde", "tüp şeklinde" anlamına gelir. Ancak Ampere'nin dehası sadece cihazın yaratılmasında durmadı. Mıknatıs ve solenoid arasındaki bağlantıyı yakalayan Ampere, mıknatısın içinde çok sayıda küçük akım taşıyan halka olduğunu öne sürdü. Ampère'in fikrinin doğru olduğu artık kesin olarak biliniyor - akıma sahip halkaların rolü, atom çekirdeği etrafında dönen elektronlar tarafından oynanır (Şekil 363).

Pirinç. 363. Solenoid ve ferromıknatıstaki analojisi

Akım ve mıknatısın ana rol oynadığı birçok fiziksel fenomen ve sürecin anlaşılmasında yeni bir dönem başladı. Ve belki de bu iki kavram, bağlantılarını hiçbir yerde bir elektromıknatısta olduğu kadar yakından göstermiyor. Amper solenoidi henüz kelimenin tam anlamıyla bir elektromıknatıs değildi - telin dönüşlerinden akım geçtiğinde gerçek bir mıknatıs haline gelen demir çekirdek yoktu. Bu çekirdek, solenoidin hareketini büyük ölçüde artırdı ve elektromıknatısı en iyi doğal mıknatıslardan çok daha güçlü hale getirdi.

Çekirdeği solenoide basitçe yerleştirmek 5 yıl sürdü ve keşif 1825'te İngiliz tamirci William Sturgeon (1783-1850) tarafından yapıldı.

Sturgeon'ın biyografisi, çocukluğu ve gençliği hangi koşullarda geçerse geçsin yaratıcı bir insanın ortadan kaybolmayacağını bir kez daha gösteriyor. Bu tür örnekler yazarlar, sanatçılar, müzisyenler ve mucitler ve bilim adamları arasında yaygın olarak bilinir.

Hiç kimse küçük William'ın yetiştirilmesiyle uğraşmadı. Oldukça uçarı bir adam olan babası balık tutmaktan başka bir şey yapmıyor ve horoz dövüşleriyle eğleniyordu. Ayakkabıcılık öğrenmeye başlayan William kısa süre sonra onu aç bırakan sert öğretmeninden kaçtı. Genç adam poliste çalıştı ve daha sonra orduda görev yaptı. Ancak hizmet sırasında fizik ve kimyada basit deneyler yapmayı başardı.

Orada, orduda genç asker üzerinde büyük etkisi olan bir olay gerçekleşti. Mersin balığı alışılmadık derecede güçlü bir fırtınaya tanık oldu. Büyük kör edici şimşek ve gürleyen gök gürültüsü ona çarptı ve elektrik okumaya karar verdi.

Ancak kitap okumak için okuryazar olmanız gerekir ve Sturgeon sıkı okuma, yazma ve dilbilgisi çalışmaya başladı, yavaş yavaş matematik, fizik, dillerde ustalaştı ve ayrıca zevkle saatler çizdi ve tamir etti. Ve tüm bunlar, özellikle geceleri, disiplini ile orduda!

Askerliğini tamamladıktan sonra genç Mersin balığı bir torna tezgahı satın alarak fiziki ve elektrikli aletler üretmeye başladı. Bu, Oersted, Arago ve Ampère'nin büyük keşiflerinin yapıldığı 1820'de oldu. Ve 23 Mayıs 1825'te Sturgeon, yaptığı ilk elektromıknatısı Sanat Derneği'ne sundu.

At nalı şeklinde, elektrik yalıtımı için verniklenmiş, 30 cm uzunluğunda ve 1,3 cm çapında bir çubuktu.Bir elektrik piline bağlı olan bu çubuğa sadece bir kat çıplak bakır tel sarılmıştı (Şekil 364). 0,2 kg kütleli Sturgeon'un elektromıknatısı, neredeyse 20 kat daha ağır bir demir yükü kaldırdı. İlk elektromıknatısın, aynı kütledeki doğal mıknatıslardan hemen daha güçlü olduğu ortaya çıktı.

Pirinç. 364. Sturgeon'un ilk elektromıknatısları

Sanat Derneği Yönetim Kurulu, Sturgeon'un çalışmalarını değerlendirmeyi başardı. Madalya ve para ödülü aldı ve cihaz müzede sergilendi. Ancak, Sturgeon'un sonraki olağanüstü başarılarına rağmen, şöhret ve başarı ona asla gelmedi. 1850'de yoksulluk ve yoksunluk içinde öldü ve ilk elektromıknatısın mucidinin bir portresi bile korunmadı.

Uzun bir süre, 1840'a kadar, Sturgeon'un elektromıknatısları dünyanın en güçlüsüydü. Sonra Sturgeon'ın öğrencisi, geleceğin büyük fizikçisi D. Joule öne çıktı. Elektromıknatıs direklerinin sayısını artırarak ve bunları rasyonel olarak yüke yerleştirerek, kendi ağırlığı 5,5 kg olan 1,2 ton kaldırabilecek bir yapı oluşturuyor! Aynı zamanda kutupların çift olması ve sayılarının çift olması önemlidir.

Kutup sayısında herhangi bir artış olmamasının faydalı olduğu söylenmelidir. Bu nedenle, örneğin, "üç ayaklı" bir mıknatıs (Şek. 365, a) normal iki kutuplu olandan (Şek. 365, b) daha kötüdür, çünkü çubukların her birinin manyetizması diğerlerine müdahale eder. Ayrı ayrı sarılmış küçük mıknatıslardan büyük bir mıknatıs yapmak da kârsızdır.

Pirinç. 365. "Üç ayaklı" elektromıknatıs (a) ve iki kutuplu elektromıknatıs (b)

Elektromıknatıslar, endüstride ağır çelik yükleri kaldırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır (Şekil 366). 1864'te New York'ta 260 kg ağırlığında bir elektromıknatıs inşa edildi, "bir kez yedi kişiyi kaldırdı ve kimse ne kadar kaldırabileceğini bilmiyor."

Pirinç. 366. Kargo elektromıknatısı

Elektromıknatısın çok güvenli bir kaldırma cihazı olmadığını unutmayın. Akım durur durmaz, elektromıknatıs anında gücünü kaybetti ve "gökten" korkunç bir yük her şeye ve herkese düştü. Ve akımın kesilmesinin birçok nedeni olabilir - tel kırıldı, sigorta atıldı, istasyonda bir kaza oldu vb. Bu nedenle, gelecekte farklı davranmaya başladılar.

Tel bobinleri basit demire değil, mıknatıslanmış bir malzemeye - kalıcı bir mıknatısa ve öyle bir şekilde sarılmaya başladı ki, bir akım geçtiğinde, manyetikliği giderilecekti. Yükü kaldırmak için akım kesildi ve kalıcı bir mıknatıs (ve şimdi çok güçlü kalıcı mıknatıslar var) kaldırılan ve yerlerine taşınan çelik, demir ve dökme demir nesneleri çekti. Ve yükü serbest bırakmak için bobinlere akım uygulandı ve mıknatıs geçici olarak demanyetize edildi - kalıcı mıknatısın kutupları ve solenoid sargıları zıttı! Kargo açılmamıştı. Mıknatısın çalışması gerekmediğinde, mıknatısı demir nesnelerden uzaklaştırarak, örneğin havaya kaldırarak akım elbette kesildi.

Böyle bir mıknatısa sahip vinçler çok daha güvenli hale geldi, artık akım beslemesindeki kesintilerden korkmuyorlar.

XX yüzyılın ilk yarısında. 75 tona kadar yükleri kaldıran elektromıknatıslar inşa edildi.Elektromıknatısların gücünün süresiz olarak büyüyebileceği görülüyordu ... Ancak, Sturgeon tarafından sargıya bir demir çubuk sokmanın yararının yavaş yavaş kaybolmaya başladığı ortaya çıktı. Bobinler küçükken (ilk elektromıknatısın tek katmanlı sargısını hatırlayın), demir, mıknatısın kaldırma kuvvetini büyük ölçüde artırdı. Ancak daha sonra elektromıknatısların yaratıcıları, mıknatısın gücündeki bir artışla, demirinin doymuş gibi göründüğünü ve artık elektromıknatısa yardımcı olmadığını fark ettiler. Kısa bilenmiş kutuplar, büyük bir boyunduruk ve büyük bobinler ile mıknatıslar oluşturmaya başladılar, çünkü bu önlemler ortaya çıktığı gibi kaldırma kuvvetini daha da arttırdı.

Elbette, elektromıknatıstaki demir miktarını "süper doygunluğa" getirilmeyecek kadar büyük hale getirmek mümkündür. Örneğin Amerikalı mucit Edison, Amerika'nın Ogden şehrinde 100 milyon tondan fazla ağırlığındaki manyetik demir cevheri kayasının etrafına tel sararak dünyanın en büyük elektromıknatısını yapmayı önerdi!

Ne yazık ki bu cesur ve dahiyane proje hayata geçirilemedi, aksi takdirde manyetik bir dağın gemilerden çivi çıkarması efsanesi gerçek olurdu!

Elektromanyetik hileler ve dolandırıcılık

Elektromıknatısların "anlamsız" uygulamaları hakkında konuşalım.

Her şeyden önce, bunlar sirk numaraları. Ayrıca geç XIX içinde. belli bir eğitmen, zihninde karmaşık matematiksel hesaplamalar yapabilen ve doğru cevaplar verebilen "bilimsel" bir fil gösterdi. Eğitmen file herhangi bir matematiksel işlemle ilgili soruları yüksek sesle sordu. Bundan sonra, sandığı ile bir işaretçi aldı ve gerçekten önündeki tahtada bir numaraya işaret etti. Filin yüksek matematik eğitimini ve insan dilinde sorulan soruyu anladığını göstermesi gereken bu rakam her zaman doğru çıktı.

Bu hilenin çözümü basittir. Tahtadaki her numaranın altına bir elektromıknatıs takıldı. Fil için verilen matematiksel işlemler, eğitmenin kendisi veya ilgili sayının altında yatan elektromıknatısın sargısını kapatan asistanı tarafından gerçekleştirildi. Filin sadece bagajına demir bir işaretçi alması ve onu sayılarla birlikte tahtaya sürmesi gerekiyordu. İşaretçi açık elektromıknatısa yaklaştığında, filin en ufak bir katılımı olmadan kendisi doğru şekle çekildi. Şimdi herhangi bir okul çocuğu aldatmayı tahmin ederdi, ancak yüz yıldan fazla bir süre önce, elektromıknatıslar ve özellikleri o kadar yaygın olarak bilinmiyordu, bu da matematikçi filin sansasyonel başarısına neden oldu.

Ayrıca, elektromanyetik olaylar o zamanlar Afrika halkları tarafından tamamen bilinmiyordu. Bu, Avrupalıların onları basit numaralarla kolayca şaşırtmalarına izin verdi. Beyazların yerel nüfus üzerindeki avantajını "kanıtlayan" bu numaralardan biri, Fransız sihirbaz Robert Goodin tarafından gösterildi. Fransızlara Cezayir'in fethinde yeterince yardımcı olan bu zararsız olmayan numara, bizzat Robert Goodin tarafından rengarenk anlatılıyor.

“Sahnede kapağında kulp bulunan küçük bir ferforje kutu var.

Seyirciden daha güçlü birini çağırırım. Meydan okumama cevaben, orta boylu ama güçlü yapılı bir Arap çıkıyor, bir Arap Herkülünü temsil ediyor. Neşeli ve küstah bir bakışla çıkıyor ve biraz alaycı bir şekilde gülümseyerek yanımda duruyor.

"Buraya gel," dedim, "ve kutuyu al.

Arap eğildi, kutuyu aldı ve kibirli bir şekilde sordu:

- Başka hiçbir şey?

- sen şimdi daha zayıf kadınlar. Kutuyu tekrar kaldırmayı dene, diye yanıtladım.

Güçlü adam, çekiciliğimden bir şekilde korkmadan kutuyu tekrar aldı, ancak bu sefer kutu direndi ve Arap'ın umutsuz çabalarına rağmen, sanki yere zincirlenmiş gibi hareketsiz kaldı. Arap, kutuyu büyük bir ağırlığı kaldırmak için yeterli güçle kaldırmaya çalışır, ama hepsi boşuna.

Kutunun üzerinde durduğu halının altına güçlü bir elektromıknatıs yerleştirildi ve kutunun kendisi veya en azından tabanı demirdi. Fransız, o sırada elektromıknatıs kapandığı için kutuyu kolayca kaldırdı. Neler olduğunu bilen Arap, Fransız'ı kolayca utandırabilirdi: kutuyu ilk kez alarak, mıknatıstan uzak başka bir yere koyun. Ama cehalet güçlü adamı yüzüstü bırakır.

Ve burada, yabancı bir askeri departmanın aldatıldığı ortaya çıktı ve belli bir şarlatan mucit onu aldattı. Diğer şarlatanların aksine, icadını gizlemedi ve istediği zaman işte kontrol etmeyi teklif etti.

Mucidin gösterdiği deneyim aşağıdaki gibidir. Kendi icat ettiği iddia edilen süper güçlü patlayıcının küçük bir tutamına ağır bir demir külçe yerleştirildi. Tutam, yazarın anahtarı açtığı bir elektrik boşalmasıyla baltalandı ve patlama, ağır külçeyi tavana fırlattı.

Deneyim bir sansasyon yarattı - yine de hiç kimse bu kadar güçlü patlayıcıları görmemişti. Mucide deneylere devam etmesi için büyük miktarda para verildi ve o kaçtı.

Ve sır basitçe açıklandı - deneyin yapıldığı laboratuvardaki külçe üzerine gizlice çok güçlü bir elektromıknatıs yerleştirildi. Anahtarı açan kurnaz mucit, akımın mıknatıs sargısına girmesine izin verdi - ve sözde patlamanın kuvvetinden yük uçtu. Anahtar bir anlığına kapatılırsa, külçe mıknatısa "yapışır" ve herkes ne olduğunu anlardı. Ama mucit, görünüşe göre, eldeki hünerliydi ...

Yazarın kendisi, gençliğinde, tanıdıklarıyla, elbette daha zararsız olan benzer bir şaka yapmak zorunda kaldı. Yazarın çocukluğu ve gençliği, oryantal tavla oyununun muhtemelen geleneksel "keçimizden" daha popüler olduğu Tiflis'te geçti. Akşamları ve hatta gündüzleri bir taraftar kalabalığıyla çevrili oyuncuların tavla oynamayacağı bir avlu yoktu. Oyun basittir, ancak oyuncunun tüm mutluluğu, atılan zar sayısına bağlıdır. Doğu'da çağrıldıkları gibi iki altı veya du shash özellikle değerlidir. Hatta bir Doğu atasözü şöyle der: “İyi bir tavla oyuncusu, şamandıra zamanında düşmezse ne yapsın?”

Yazar iyi bir oyuncu değildi, üstelik görünüşe göre kötü bir oyuncuydu, çünkü sayısız eğitim pahasına değil, ... fizik bilgisi ile kazanmaya karar verdi. Böyle bir bilgi uygulaması oldukça sert bir kelime olarak adlandırılabilse de, kazanma arzusu işini yaptı.

Yazar, altının tam karşısında siyaha boyanmış girintilerin altındaki zarlara delikler açmış, oraya bir çivi parçası sokmuş ve tekrar noktaları boya ile doldurmuştur. Kimse hileyi göremedi. Ve tavlasında yazar, tahtanın ortasının altına pille çalışan küçük bir elektromıknatıs yerleştirdi. Yazar sadece "mutlu" tavlasında oynamayı kabul etti. Böylece yazar, kendisine bir zaferi garanti ederek, istediği zaman rekor doo shash'ı atabilirdi. Bütün hüner, tavlada gizli bir düğmeye farkedilmeden basmaktan ibaretti - kemikler sıkıca ruhların pozisyonuna geldi. Söylemeye gerek yok - yazar büyük bir ün kazandı. Çeyreğin en iyi tavla oyuncuları kavga etmeye geldi ve utanarak ayrıldı. "Manyetik" tavlanın sinsiliği, sadece yazarın her an kendisi için bir duş düzenleyebilmesi değildi. Tavlada daha kötü bir skor düşünmenin imkansız olduğu anlar da vardır - fişler uygun pozisyona konmaz ve genellikle hareket kaybedilir, oyuncu savunmasız hale gelir. Sadece oyuncunun çaresizliğini hayal etmek gerekir - yazarın ona hiç ihtiyaç duymadığı bir zamanda kıt bir ruhu "kaydığı" rakip.

Soğuk mıknatısa nasıl yardımcı oldu?

XIX'in sonunda - XX yüzyılın başında. bilim adamları, istisnasız tüm gazları sıvıya ve hatta aralarındaki şampiyona - helyuma dönüştürmeyi başardılar. Kaynama noktası, eksi 273.16°C olan mutlak sıfırın sadece 4.2°C üzerindedir. Artık bilim adamları ve mühendisler için sıcaklığı santigrat derece cinsinden değil, mutlak sıfırdan sayılan Kelvin derece cinsinden, 0 K = - 273.16 ° C olarak ölçmeleri gelenekseldir. Bu nedenle sıvı helyumun kaynama noktası 4,2 K olacaktır (Santigrat derecenin aksine Kelvin derece cinsinden ölçüldüğünde "°" sembolü yazılmaz).

Sıvı helyum elde etme onuru Hollandalı bilim adamı Geike Kammerling-Onnes'e aittir ve doğrudan mıknatıslarla ilgili bir fenomen olan süper iletkenlik fenomeni onun adıyla ilişkilendirilir. Süperiletkenlik, süper iletken mıknatıslara ait olacak önemli bir rol olan teknolojide gerçek bir devrim yapmalıdır.

20. yüzyılın başlarında, daha doğrusu 1911'e ve süperiletkenliğin keşfine kadar bilim adamları, başta metaller olmak üzere akım iletkenlerinin soğutulduklarında nasıl davranacaklarını hiç bilmiyorlardı.

Bazı alimler buna inanıyordu. elektrik direnci azalan sıcaklığa sahip iletkenler sürekli düşecek ve mutlak sıfır sıcaklıkta tamamen kaybolabilir. (Bu fenomene süperiletkenlik denir). Ancak mutlak sıfır pratik olarak ulaşılamaz olduğundan, bu nedenle süperiletkenlik gerçekten elde edilemez. Diğerleri, mutlak sıfırda bile metal kristallerindeki kusurlar nedeniyle bir miktar direncin kalacağı konusunda ısrar etti. Ve yine de diğerleri, mutlak sıfıra yaklaşırken iletkenlerin direncinin arttığını bile savundu. Ve tüm bunlar teorik olarak kanıtlandı.

Ve Kammerling-Onnes, ünlü deneyiyle, ikisinin ve diğerlerinin yanlış olduğunu gösterdi ve sonuç, beklemenin zor olduğu bir şeydi.

1911 baharında, bilim adamı yakın zamanda elde ettiği sıvı helyumdaki cıvayı dondurmaya karar verdi. Bu helyum, İngiliz Dewar tarafından icat edilen ve daha sonra onun adını alacak olan bir kapta saklandı.

Sıvılar da dahil olmak üzere hem soğuk hem de sıcak nesneler, dışarıdan giren ve içeriden çıkan ısıdan vakumla iyi korundukları için Dewar kaplarında eşit derecede iyi saklanır. Ve ayna tabakası, ısının ışınlarla aktarılmasını imkansız hale getirir.

Böylece, sıvı helyum içeren bir Dewar kabına cıvalı bir tüp yerleştirildi, ki bu hemen orada dondu ve ardından Kammerling-Onnes cıvadan bir akım geçirdi ve bugün radyo mühendisleri ve elektrikçilerin yaptığı gibi elektrik direncini ölçtü. Cıva kolonunun direnci, bu sıcaklık 4.12 K'ye düşene kadar azalan sıcaklıkla azaldı. Bu sıcaklıkta, direnç aniden tamamen kayboldu! Evet, kimse bundan şüphelenmedi bile!

Vicdanlı bir bilim adamı deneyin koşullarını tekrar tekrar değiştirdi: ya kontamine cıva aldı ya da cıva sütununu inceltip uzattı, böylece direnç daha belirgin hale geldi, ancak sonuç hala aynıydı: direnç sıfır!

Ve son olarak, iki yıl sonra, Kammerling-Onnes, doğruluğun artık önemli olmadığı kesin bir deney yapar. ölçü aletleri. Kurşun telden bir sarım yapar ve akım darbesi verir. Kurşun ayrıca bir süper iletken olduğu ortaya çıktı ve zaten 7,2 K'da. En azından bir miktar, hatta ihmal edilebilir bir direnç varsa, o zaman sargıdaki akım, bir saniyede çok hızlı bir şekilde ölecektir. Sargıdaki akım hiç solmadı!

Yani süperiletkenlik açık! Ve erişilemez bir mutlak sıfırda değil, gerçek sıcaklıklarda.

Bir süperiletkenin direncinin gerçekten sıfır olduğuna inanmayanlar için ilginç ve öğretici bir deneyden bahsedebiliriz. Amerikalı fizikçi Collins.

Kammerling-On-nes gibi süper iletken bir halka yaptı, onu sıvı helyuma yerleştirdi ve içinden bir akım geçirdi. Örneğin gümüş bir yüzükte, bu akım saniyenin onda biri kadar bir sürede söner ve gümüş en iyi bilinen iletkendir. Ve Collins halkasında, akımın 10 yıl boyunca yok olduğu tespit edilemedi. Bu yok oluşu en doğru aletlerle fark etmek en az 100 bin yıl sürer!

Titiz fizikçiler, akımın tamamen zayıflamasından önce, artık aletlerle ölçülemediğinde zamanın, Evrenimizin varoluş zamanından milyarlarca milyar kat daha uzun süre geçeceğini hesapladılar! Bu tam bir direniş eksikliği değil mi? Ve o zaman bile, bilim adamlarının mantıksız bir şekilde böyle bir sonuca vardıklarını söylüyorlar - bu akımın aktığı halkanın gerilmesi nedeniyle akımın bir miktar ihmal edilebilir zayıflaması gözlemleniyor. Halkadan geçen akımın halkayı kırma eğiliminde olan manyetik kuvvetler oluşturduğu bilinmektedir.

Dolayısıyla bu esneme ve manyetik alan gücündeki buna bağlı düşüş, yanlışlıkla akımın zayıflaması olarak alındı. Aslında, süper iletken halkadaki akım sonsuza kadar akacak ve sonsuz bir elektromıknatıs elde edeceğiz!

Süperiletkenlik fiziğinde skandal ve duyum

Görünüşe göre bilimsel otoriteler bilimi sadece ileri ve geri hareket ettirmekle kalmıyor, hatta on yıllarca yerinde durdurabiliyor. 1930'larda olan da tam olarak budur. 20. yüzyıl süperiletkenlik gibi önemli bir olgunun incelenmesi ve pratik kullanımı ile.

1911'de Hollandalı bilim adamı G. Kammerling-Onnes beklenmedik bir şekilde süperiletkenlik fenomenini keşfetti, güçlü soğutma üzerine, neredeyse mutlak sıfıra, bazı metallerin elektrik direnci sıfıra düştüğünde.

Ancak bilim adamını beklenmedik bir keşifle şımartan doğa, burada ona tatsız bir sürpriz hazırladı. Süper iletken bobindeki akım küçük olduğu sürece her şey yolundaydı. Ancak akım artar yükselmez, süperiletkenliğin kendisini yok etti. Ve bu değil. Sargıdaki akımın ürettiği manyetik alan, hatta küçük bir tane bile, 1.000 - 1.500 oersted, süper iletkenliği de öldürdü. Ve sonra, belki de en talihsiz hikaye, süperiletkenlerin incelenmesi ve uygulanmasında kelimenin tam anlamıyla bir skandal oldu. O zamanın tanınmış ve saygın fizikçisi W. Keesom, bir manyetik alanın varlığında, en küçük akımların bile süperiletkenliği "kapatacağını" teorik olarak kanıtladı. Bu Keezom'un hatasıydı.

Ünlü fizikçinin otoritesi rolünü oynadı ve herkes, az ya da çok uygun süper iletken mıknatısların söz konusu olmadığına inanıyordu. Bu yöndeki çalışmalar durduruldu ve bilim adamları, kendi bakış açılarından daha pratik olan diğer sorunları ele aldılar. Ama boşuna! Onlarca yıl kaybedildi ve paradaki kaybı tahmin etmek bile zor. Ancak gelecekte doğa bize hoş bir sürpriz yaptı.

1986'da İsviçreli fizikçiler D. Bednorz ve K. Müller, sıvı nitrojenin kaynama noktasının (77.4 K!) üzerindeki sıcaklıklarda süper iletkenler yarattıklarını açıkladıklarında gerçek bir sansasyon meydana geldi. Mesaj o kadar şok ediciydi ki, bilimsel dergiler başlangıçta onu yayınlamayı reddetti.

Sıvı nitrojen, dedikleri gibi son derece ucuzdur, limonatadan bile daha ucuzdur, oksijen üretiminde bir yan üründür ve genellikle basitçe dökülür ve atılır. "Azot" sıcaklıklarında süper iletkenlik elde etmek, araştırmacıların ve mühendislerin bir hayaliydi, gerçekleştirilemez görünüyordu. Dolayısıyla bu mesajdan sonra yükselen patlama. Şimdi bilim adamları coşkudan eyleme geçtiler, ülkemizde de dahil olmak üzere yüksek sıcaklık süper iletkenliği alanında sistematik araştırmalar başladı. Sonuç olarak, 100-110 K'da süper iletkenlik özelliğini kazanan malzemeler elde edildi. Orta bandımızın neredeyse normal sıcaklıklarında - -20 ila +10 °C arasında elektrik direncini kaybeden malzemelerin raporları vardı. Ancak, ortaya çıktığı gibi, süper iletkenlik değil, sadece yüzlerce ve binlerce kez güçlü bir direnç, iyi olmasına rağmen süper iletkenlikten temelde farklı olan bir azalmaydı.

Bu kadar çekici özelliklere sahip bu malzemeler nelerdir?

Düşük sıcaklıklı süper iletkenlerin aksine, bunlar metaller değil, çoğunlukla itriyum ve baryum elementlerine dayanan seramiklerdir. Süperiletken seramikleri yapma prosedürü olağanüstü derecede basittir ve tanınmış bir fizikçinin dediği gibi "şaşırtıcı derecede kusursuzdur".

Yeni süperiletkenleri oluşturan bileşenlerin kendileri, nadir toprak olarak adlandırılsalar da, hiçbir şekilde nadir değildir. Polimetalik cevherlerin bir parçasıdırlar, ancak talep yetersizliğinden dolayı henüz oradan çıkarılmamışlar, çöplüğe gitmişlerdir. Şimdi bu cevherlerin dökümlerinin işlenmesini organize etmemiz gerekiyor.

Yeni süper iletkenler nerede kullanılabilir? Süperiletkenlerin güç uygulamaları şimdilik beklemek zorunda kalacak. Ancak, yüksek akımlarla ilişkili olmayan süper iletkenliğin benzersiz özellikleri zaten kullanılabilir. Örneğin, mikroelektronik ve bilgisayar teknolojisinde, büyük akımlar gerekli olmadığı için şu anda yeni süper iletkenler kullanılabilir.

Mikroelektronik ve bilgisayar teknolojisinin ihtiyaçları için süper iletkenleri kullanmak için daha önce girişimlerde bulunuldu, hatta bazı elementler geliştirildi (süper iletken bir anahtar, bir süper iletken bellek hücresi - bir kriyotron), ancak bunların geniş dağılımı engellendi. yüksek fiyat soğutmak Çalışma sıcaklığı. Azot sıcaklığına soğutma ihtiyacı bir problem değildir. Ayrıca, aynı zamanda gürültü seviyesi de azaldığı için faydalıdır.

Doğa, yetenekleriyle, Keesom'un kibirli hatasını ve bilim otoritelerine olan hayranlığımızı henüz tam olarak telafi edemedi. Bizim için normal olan sıcaklıklarda çalışan zaten "güç" süper iletkenlerinin yakında ortaya çıkmasını güvenle bekleyebiliriz. Bundan ne elde edebiliriz ki, hayal etmesi bile zor!

Faraday Ampère'yi nasıl alt etti?

Burada yine 19. yüzyıla, Faraday'ın (1791-1867) ünlü deneylerine dönmemiz gerekiyor. Oersted'in, elektriğin manyetizmaya yol açtığı deneylerinden hemen sonra, Faraday günlüğüne şu sloganı yazdı: "Manyetizmayı elektriğe çevirin." 11 yıl boyunca Faraday başarılı olamadı. Uzun yıllar boyunca, bilim adamı sürekli olarak onunla birlikte bir bakır tel spirali ve bir demir çekirdek taşıdı ve bu nesnelerle en inanılmaz manipülasyonları yaptı. Ancak bundan iyi bir şey çıkmadı ve laboratuvar günlüğünde "Manyetizma yoluyla elektriğin uyarılması üzerine" girişi tekrar ortaya çıktı: "Sonuç yok." Faraday her deneye özel bir paragraf ayırdı ve dergideki son paragraf 16041 numarasıyla işaretlendi!

Faraday'ın muhteşem performansı ve takıntısı sonunda ödüllendirildi ve 29 Ağustos 1831'de "izi ele geçirdi". Eylül ve Ekim ayları, tüm elektrik mühendisliğinin temelini oluşturan aynı deneyin farklı versiyonlarında sürekli bir tekrardı. Faraday, bu deneyimi günlüğünde şöyle tanımlıyor:

"Silindirik bir manyetik çubuk aldım ve bir ucunu bir galvanometreye bağlı bir bakır tel spiralinin lümenine soktum. Ardından, hızlı bir hareketle, spiralin içindeki mıknatısı tüm uzunluğu boyunca ittim ve galvanometre iğnesi bir itme hissetti (Şek. 367). Sonra mıknatısı da hızla spiralden çıkardım ve ok tekrar, ancak ters yönde sallandı. Okun bu salınımları, mıknatıs her itildiğinde veya itildiğinde tekrarlandı ... "Bilim adamının parlak sonucu şu şekildeydi:" Bu, bir elektrik dalgasının yalnızca mıknatıs hareket ettiğinde ortaya çıktığı ve mıknatısın içerdiği özellikler nedeniyle değil, yalnızca mıknatıs hareket ettiğinde ortaya çıktığı anlamına gelir. dinlenme.

Pirinç. 367. Faraday'ın deneyimi:

1 - galvanometre; 2 - manyetik çubuk; 3 - bir bakır tel spirali

Şimdi çok iyi biliyoruz ki, sargının yanına bir mıknatıs koyarsanız, hatta onu bir spirale itip orada bırakırsanız, o zaman sabit bir mıknatısla bir akımın ortaya çıkmasını beklemek, enerjinin yoktan var olduğuna inanmakla eşdeğerdir. Gerçekten de sargının içinde bir mıknatıs bulunur, hiçbir şey kaybetmez ve akım oradan akar, en azından bu sargıyı ısıtmak için iş yapar. Yani “sürekli hareket makinesinden” çok uzak değil! Doğru, daha önce gördüğümüz gibi, sargı süper iletken olduğunda böyle bir durum mümkündür - orada mıknatısın girişi sırasında ortaya çıkan akım sonsuza kadar akacaktır - kayıp yok! Ancak o günlerde aynı etki bekleniyordu ve kimse tarafından değil, Ampere'nin kendisi ve belki de ilk başta Faraday tarafından bekleniyordu.

Faraday ile eşzamanlı olarak, Ampère tarafından manyetik çekirdeklerin bir tel sarmal içine itilmesi deneyleri de yapıldı. Mıknatısın hassas galvanometre üzerindeki etkisinden kaçınmak için hem Faraday hem de Ampère cihazı başka bir odaya yerleştirdi. Aynı zamanda Ampere önce çekirdeği spiralin içine yerleştirdi ve ardından akımın görünüp görünmediğini kontrol etmek için yan odaya gitti. Ancak, ne yazık ki, spiral bir süper iletkenden değil, sıradan bir bakır telden yapılmıştı ve çekirdek hareket etmeyi bıraktığı anda akım neredeyse anında söndü. Ve Faraday, cihazın denetimini, mıknatısın hareketi sırasında akımın görünümünü fark eden bir asistana emanet etti. Birinin yardımını kullanmak ya da en kötü ihtimalle aynı odanın başka bir köşesine bir galvanometre koyup kendi başına izlemek Ampere değerindeymiş gibi görünüyor!

Büyük Alman fizikçi Hermann Helmholtz'un "Ve büyük bir keşif, bu tesadüfi koşullara bağlıydı!"

Helmholtz'un bu sözü tamamen Faraday'ın kendisi için geçerlidir. Açılışından 9 yıl önce bile elektromanyetik indüksiyon(yani, bir mıknatıs tarafından elektriğin uyarılmasını aramaya başladılar) Faraday alışılmadık bir şekilde ona yakındı.

Faraday, akımla birlikte teli gözlemleyerek, onunla karmaşık manipülasyonlar yaparak, beklenmedik bir şekilde mıknatısın akımla birlikte telin yakınında hareket etmeye başladığını keşfetti. Bu deneyi gösteren Faraday'ın el yazısıyla yazılmış bir çizimi korunmuştur (Şekil 368). Cıva dolu bir kabın içinde bir mıknatıs yüzer. Akım kaynağının bir kutbuna cıva bağlanır ve aynı cıva içinde diğer kutba bağlı telin ucu bulunur. Bir elektrik hedefi civa ile kısa devre yaptığında, mıknatıs veya telin ucu dönüyordu. Bu, ilkesini yazarın o zaman anlamadığı ilk tek kutuplu elektrikli makineydi. Ve mesele bu değil - bilim adamları böyle bir makinenin çalışmasını ancak çok sonra açıklayabildiler.

Pirinç. 368. Faraday'ın elektrik mühendisliğini başlatan çizimi

Ama öyle ya da böyle, hem ilk elektrik motorunu (akım geçtiğinde mıknatıs döner) hem de ilk elektrik jeneratörünü alan mıknatısı ve hareketi birbirine bağlayan Faraday'dı - sargı, mıknatıs etrafında hareket ettiğinde akım verir. Modern teknolojinin düşünülemeyeceği elektrik mühendisliği çağının başlangıcı atıldı!

Kendi kendine döndürücüyü ne döndürür?

Faraday'ın dikkat çekici keşiflerinden sonra, elektrikli makineler yaratmak için yalnızca bir adım kalmıştı.

Elektrikli makine nedir? Bunlar, elektrik akımını mekanik harekete çeviren motorlar ve mekanik hareketi elektrik akımına çevirme görevini tersine çeviren jeneratörlerdir.

Dünyanın ilk elektrik motoru Faraday tarafından yaratıldı ve çalışma prensibi uzun süre anlaşılmaz kaldı ve şimdi bile sadece tek kutuplu makinelerdeki uzmanlar bunu anlıyor. Ancak, 1828'de kendisi tarafından inşa edilen Macar mucit Anjos Jedlik'in elektromanyetik kendi kendine döndürücüsü, genellikle doğru akımla çalışan modern kollektör elektrik motorlarına benziyor. Böyle bir akım, örneğin galvanik piller veya akümülatörler tarafından verilir.

Jedlik kendinden döndürücünün çalışma prensibi, bir elektromıknatısın konumuna bağlı olarak kutupları yer değiştirecek şekilde bir elektromıknatısın otomatik olarak yeniden mıknatıslanmasıdır. Jedlik, pusula iğnesi gibi bir desteğin ucuna çekirdekli bir elektromıknatıs yerleştirdi ve sargısının her iki ucunu birbirinden izole edilmiş cıvalı iki yarım daire biçimli kaba indirdi. Pilin pozitif kutbu bir bardağa, negatif kutbu ise diğerine bağlandı. Cıvalı kaplar, yalnızca çok daha az sürtünme ile sıradan akım toplayıcıların rolünü oynadı. Elektromıknatısın üzerinde bir akım kaynağına bağlı bir sargı vardı. Prensip olarak, bu sargı, basitlik için yapacağımız sıradan bir kalıcı mıknatıs ile değiştirilebilir. Dünyanın kendisinin de bir mıknatıs olduğu ve onun yerine hem pusula iğnesinin hem de elektromıknatısın bir kutuptan diğerine tamamen kesin bir konumda yerleştirileceğini akılda tutarak, bu mıknatıs olmadan tamamen yapmak mümkündü.

Jedlik'in elektromıknatısı, kendisine akım uygulandığında zaten bu konumdaysa, hiçbir şey değişmeyecek - yalnızca bu konumda daha da yerleşik hale gelecek ve onu yerinden hareket ettirmek zor olacaktır. Ancak elektromıknatıs keyfi bir konumdaysa, o zaman ona akım uygulandığında, kutuptan direğe sabit bir pozisyon almak için dönecektir. Bununla birlikte, cıvalı kaplar, sabit konumlarına yaklaştıktan sonra elektromıknatısın değiştirildiği şekilde yerleştirilmiştir. Sargıların uçları diğer kaplara atladı, elektromıknatısın kutupları yer değiştirdi ve atalet tarafından sabit bir pozisyondan kayarak tekrar onu işgal etmeye çalıştı, ama zaten yeni bir tane, 180 ° 'lik bir açıyla. önceki. Bu yeni kararlı konuma yaklaşırken, her şey tekrarlandı ve elektromıknatıs sürekli döndü (Şekil 369).

Pirinç. 369. "Kendi kendine dönen" A. Edlik:

1 - elektromıknatıs; 2 - sarma; 3 - izolasyon

Daha sonra, cıva yarım halkaları bakır plakalarla değiştirildi, sargıların uçları grafit kontaklar - fırçalar taşıyordu, ancak elektrik motorunun çalışma prensibi aynı kaldı. Dönen bir elektromıknatısın - bir armatür veya bir rotorun - kutup sayısı artırılmadığı sürece, sargıların uçlarındaki bakır plakaların sayısı da arttı ve bir kollektörde birleştirilmeye başlandı. Sadece oyuncaklar veya modeller için en düşük güçlü motorlar, kollektörde iki plaka ile kaldı. Daha sonra elektrik motorunun sabit kısmındaki sabit mıknatıslar - stator - elektromıknatıslarla değiştirildi ve neredeyse bugün elektrik makinelerinde gördüğümüz şeye kavuştu. Bazı arabalarda doğru akım bununla birlikte, kalıcı mıknatıslar kaldı - nerede basitlik için, nerede verimlilik için - akımla beslenmeleri gerekmez (Şekil 370).

Pirinç. 370. DC elektrikli makinenin şeması

Böyle bir elektrikli makineye akım uygularsak, rotor veya armatür dönmeye başlar ve dönüşü mile aktarır. Elektrik makinesinin şaftını kendimiz döndürürsek, fırçalardan veya stator sargılarından akımı kaldırabiliriz. Tüm elektrikli makineler, hem elektrik motoru hem de jeneratör modlarında eşit derecede iyi çalışmaz. Örneğin, bir motoru çalıştırmak için bir araba marşı tipik bir elektrik motorudur, ancak bir jeneratör olarak iyi değildir. Modern bir araba jeneratörü, aynı kullanılamaz elektrik motorudur. Ancak bir motor ve bir jeneratör olarak eşit derecede iyi çalışan elektrikli makineler vardır, bunlara tersinir denir.

Çoğu zaman, bunlar DC elektrikli makinelerdir. En azından elektrikli bir çocuk oyuncağından bir pile kalıcı mıknatıslı küçük bir elektrik motorunu bağlayalım. Rotoru dönecek, örneğin bir yükü kaldırarak iş yapacak. Ve şimdi pil yerine bir el fenerinden bir ampulü motora bağlayacağız ve yükün düşmesine izin vereceğiz. Düşen yük, bir süre jeneratör haline gelen motorun rotorunu döndürür ve ampul yanar (Şekil 371, a). Bu deneyde, elektrikli makinelerin tersinirlik özelliği ortaya çıktı. Bu özellik, teknolojide, özellikle enerjinin biriktirilmesinde ve serbest bırakılmasında, geri kazanılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pirinç. 371. Bir elektrik jeneratörü (a) ve ilk Faraday jeneratörü (b) kullanılarak mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi

Pratik kullanıma uygun hem motorları hem de jeneratörleri olan elektrikli makineler, Faraday'ın keşfinden hemen sonra ortaya çıktı (Şekil 371, b). Üstelik, neredeyse modern türden ilk jeneratörün yaratılması, gerçek bir hikayeden çok bir efsaneye benzeyen bir olayla ilişkilidir. Yine de, bu dava gerçekti.

Elektromanyetik indüksiyon olgusunun keşfinden birkaç hafta sonra, birisi patent ofisine kalıcı mıknatıslı bir jeneratör tasarımını getirdi ve sadece P. M. harflerini imzaladı. O zamanlar için bu tasarım beklenmedik ve yeniydi. Sonuçta, ilk elektrikli makineleri buharlı motorlara benzetmeye çalıştılar - külbütör kolları, makaralar, kranklar ve bağlantı çubukları ile. Ancak Akademisyen M.P. Kostenko'ya göre, P.M.'nin makinesinin tasarımı, ana özellikleri, "... o kadar doğruydu ki, uzun yıllar boyunca daha sonraki mucitlerin makinelerinin tasarımlarını belirlediler." Ne yazık ki, bu gizemli PM'nin kimliğini tespit etmek mümkün olmadı.

1838'de, motorlu ilk arabadan çok daha önce doğan ilk elektrikli arabada elektrik motorları ortaya çıktı. içten yanma. İngiliz R. Davidson tarafından Londra'da inşa edilmiş ve orada test edilmiştir.

Aynı 1838'de, Rus mühendis B.S. Yakobi, tasarımının bir elektrik motorunu 8,5 m uzunluğunda ve 2,1 m genişliğinde, 16 kişiyi ağırlayan bir tekneye kurdu. Tekne, St. Petersburg'daki Neva'da test edildiğinde, sadece nehir boyunca değil, aynı zamanda ona karşı da hareket edebildiği için bir sansasyon yarattı. Unutulmamalıdır ki motor gücü, günümüz standartlarına göre göz ardı edilebilecek sadece 0,5 kW idi. Elektrikli tekne, elektrikli araba gibi, galvanik hücreler tarafından desteklendi.

O zamandan beri, DC elektrik makinelerinin tasarımının temelleri temelde değişmedi.

Manyetik alan nereye gidiyor?

DC elektrik motorları ne kadar iyi olursa olsun, bu arada, şu anda birçok durumda hala kullanılıyor, ancak hepsinde değil. Fırçalı toplayıcı tertibatı çok güvenilmezdi: kıvılcım çıkardı, çoğu zaman başarısız oldu ve ucuz değildi. Bu, bilim adamlarını motorların ve jeneratörlerin "fırçasız" çalışmasının bir yolunu aramaya sevk etti ve böyle bir yöntem bulundu. Bu, alternatif bir akım ve hareketli bir manyetik alan oluşturmaya yardımcı oldu.

İlk zamanlar galvanik pillerden akım elde edildiğinde alternatif akımdan bahsedilmiyordu. Ancak Faraday'ın ünlü deneyi, tam olarak alternatif bir akım elde etmeyi mümkün kıldı: mıknatıs bobine itilmeye başladığında, akım ortaya çıktı ve ardından mıknatıs hareket etmeyi bıraktığında akım durdu. Mıknatısı sürekli ileri geri hareket ettirirseniz, doğrudan bobinden herhangi bir kollektör olmadan gerçek bir alternatif akım elde ederiz. Bu iyidir, ancak sakıncalar da vardır - mıknatısı ileri geri hareket ettirmek çok kolay değildir, döndürmek çok daha kolaydır (Şek. 372).

Pirinç. 372. En basit alternatif akım üretecinin şeması; çerçeve mıknatısların kutupları arasında döndüğünde, içinde alternatif bir akım belirir.

Ve böylece yapıldı. Çekirdekli üç bobin aldılar, onları 120 ° açıyla bir daireye yerleştirdiler ve dairenin içinde bir mıknatısı döndürmeye başladılar - kalıcı veya elektrik, ancak aynı sonucu verir. Mıknatısın kutbu bobine yaklaştığında, tıpkı Faraday'ın deneyinde olduğu gibi, bobinde bir akım (indüklenmiş) ortaya çıktı. Mıknatıs çok hızlı döndürülebiliyordu, bu da yeterince büyük akımlar elde etmeyi mümkün kıldı. Üç fazlı bir alternatif akım jeneratörü bu şekilde icat edildi - her bobin kendi fazını verdi (Şekil 373). Bu fazlardaki akım, 120°'lik bir kayma ile dönüşümlü olarak arttı ve azaldı. Böyle bir üç fazlı akımla çalıştırılabilen motora gelince, temelde bir jeneratörden farklı değildir. Aynı bobinler, aynı mıknatıs - rotor. Jeneratör bobinleri teller ile bağlanır (binlerce kilometre boyunca mümkündür!) Motor bobinleri ile aşağıdakiler olur.

Pirinç. 373. Üç fazlı bir akım üretecinin şeması

Jeneratör mıknatısının kutbu herhangi bir bobinden geçtiğinde, içinde ilgili motor bobinini mıknatıslayan en büyük akım ortaya çıkar. Motor mıknatısının aynı kutbu bu bobine yönelir ve çok rahatsız edilmezse, jeneratör mıknatısının dönüşünü tam olarak tekrarlayacaktır. Bir senkron motorumuz (motor) var, yani. rotor-mıknatıs, jeneratörün rotor-mıknatısı ile senkronize olarak hareket eder (Şekil 374). Bazı durumlarda, örneğin, jeneratör milinin dönüşünü doğru bir şekilde iletmek gerektiğinde, uzun mesafe, böyle bir motor çok kullanışlıdır. Ancak çoğu zaman rotor-mıknatısın dönüşü büyük bir dirençle karşılaşır ve durabilir, ritmini kaybedebilir.

Pirinç. 374. Manyetik iğne, mıknatısın dönmesiyle aynı yönde döner - bu, senkron motorların çalışma prensibidir.

Bunun olmasını önlemek için, 1888'de Rus elektrik mühendisi M. O. Dolivo-Dobrovolsky, rotorun dönen manyetik alanın gerisinde kalabileceği asenkron veya şimdiki adıyla asenkron motor geliştirdi. Rotorun kalıcı bir mıknatıs yerine, tıpkı bir DC motor gibi, yalnızca kısa devreli bir kollektöre sahip bir bobinden oluştuğunu hayal edin. Aslında, burada toplayıcıya ihtiyaç yoktur ve bobinin dönüşleri o kadar basitleştirilebilir ki, uçlarda halkalarla bağlanan çubuklar şeklinde yapılabilirler. Böyle bir rotorun tasarımı en yaygın olarak kullanıldı ve kısa devre olarak adlandırıldı, çünkü aslında her bir çubuk dönüşü kısa devre yapıyor (Şekil 375, a). Ayrıca, böyle bir rotorun, bir sincap boyunca hareket ettiğinde de dönen bir sincap kafesli tekerleğe çarpıcı dış benzerliği nedeniyle, rotora sincap çarkı adı verildi (Şekil 375, b, c, d). Bu iki isim, teknolojide son derece yaygın olan asenkron bir makinenin rotorunda eşit olarak kök salmıştır. Daha az yaygın olan, rotorun gerçekte bobin sargılarına sahip olduğu makinelerdir.

Pirinç. 375. Rotor endüksiyon motoru: a - eylem ilkesi; b – rotor gövdesi; c - sincap tekerleği; g - rotor tertibatı

Böylece, motorun sabit stator bobinlerinin dönen manyetik alanı, sabit rotorun sargılarında veya çubuklarında elektrik indüklemeye başlar ve onları elektromıknatıslara dönüştürür. Bunlar da, bir mıknatıs rotorunun davranması gerektiği gibi davranırlar - statorun manyetik alanı tarafından taşınır ve dönmeye başlar.

Senkron ve asenkron motorlar arasındaki fark burada görülür. İlkinde, mıknatıs rotor manyetik alanın dönüşünü tam olarak tekrarlıyorsa, ikincisinde bu tür tekrarlama prensipte imkansızdır. Sargılı rotor, manyetik alanla aynı hızda dönmeye başlarsa, manyetik alanın ve sargıların nispi hareketi olmayacağından, akımın artık sargılarda indüklenmeyeceği bir an gelecektir. Daha sonra, tamamen demanyetize olan rotor, dönen manyetik alanın gerisinde kalmaya başlar, ancak durum böyle değildi. Geride kalınca rotorun ve alanın bağıl dönüşü yeniden başlar, rotor yeniden mıknatıs olur ve tekrar manyetik alanı yakalamaya başlar.

Sonuç olarak, bir asenkron motorun rotoru her zaman dönen manyetik alanın gerisinde kalır ve bu gecikme ne kadar büyükse, rotorun dönme direnci o kadar büyük olur. Ancak genel olarak, bu gecikme küçüktür ve sincap kafesli motorlar için yüzde birkaçı geçmez. Şebeke bağlantı şeması ve asenkron motorun ana detayları şekil 2'de gösterilmiştir. 376.

Pirinç. 376. Üç fazlı bir elektrik motorunu ağa (a) ve bu elektrik motorunun ana parçalarına (b) bağlama şeması

Stator hem silindirik hem de dairesel olabilir. Sincap tekerleğini "kesebilir", düzeltebilir, tıpkı traversli raylar gibi düz bir çizgiye yerleştirebilirsiniz. Bu durumda traversler, çubukların ve rayların - onları kapatan halkaların rolünü oynayacaktır. Kesilmiş ve düzleştirilmiş bir statorun bobinlerini aynı şekilde kuracağımız bu rayların üzerine bir araba koyalım. Akımı stator bobinlerine bırakalım ve dönen değil, çalışan bir manyetik alan elde edeceğiz, bu da düzleştirilmiş rotorun travers çubuklarını ileri veya geri hareket ettirme eğiliminde olacaktır. Ve yolu hareket ettirmek her zaman bu yolu kendi başınıza gitmekten daha zor olduğu için, bobinleri olan araba, hareket eden bir manyetik alan tarafından yönlendirilen yol boyunca gidecektir.

Böylece, şimdi yaygınlaşan ve gelecek için çok umut verici olan bir lineer elektrik motoru yaratıldı - sonuçta, tüm maglev trenleri tam olarak lineer elektrik motorları tarafından tahrik ediliyor ve gelecekte de böyle olması gerekiyordu. Doğrusal elektrik motorları, gökdelenlerin yüksek hızlı asansörlerini hareket ettirir, makine aletlerini hareket ettirmek için hassas mekanizmalar, uçak gemilerinden hızlandırılmış fırlatılmaları için uçakları hızlandırır.

Arabasız elektrik?

Elektrik makinelerinin elektrik üretmek için hiç gerekli olmadığı ortaya çıktı. Ve neredeyse her zaman elektrik mühendisliğinde olduğu gibi, her şey Faraday ile başladı...

1832'de bir gün, kendilerini Waterloo Köprüsü'nde bulan Londralılar alışılmadık bir manzarayla ilgilendiler. Birinin görebildiği bir grup insan ünlü fizikçi Faraday, tellerle bir galvanometreye bağlanan iki bakır levhayı Thames suyuna daldırmakla meşguldü. Cihaz, köprünün ortasındaki bir masanın üzerinde duruyordu ve yanında, asistanlarına emir veren bilim adamının kendisi vardı. Faraday, batıdan doğuya akan bir nehrin suları, en azından kısmen, Dünya'nın manyetik alanını geçerse, o zaman bir mıknatısın manyetik alanını geçen iletkenler gibi olduklarına inanıyordu. Ve bu durumda, Faraday'ın kendisinin kanıtladığı gibi, iletkende bir elektrik akımı ortaya çıkar. Metal sıralar arasında Thames suyunun aktığı bakır levhalar, bu su iletkenlerini bir galvanometre ile bağlamak ve ortaya çıkan akımı ona aktarmak zorunda kaldı.

Ancak ne yazık ki deney başarısız oldu. Yine de, 1832'de Faraday bu deneyi tasarlayıp kanıtladığında, iyi bir sebeple manyetohidrodinamik jeneratörün doğum yılı olarak kabul edilebilir. Bu jeneratörün adı mıknatıs, hidro (su) ve dinamik (hareket) olmak üzere üç kelimeden oluşur ve su bir manyetik alanda hareket ettiğinde elektrik üretmek anlamına gelir.

Faraday'ın deneyi neden başarısız oldu? Her şeyden önce, Thames'in suyu o kadar iyi bir elektrik iletkeni değildi. Elbette başka nedenler de vardı - Dünya'nın manyetik alanının yoğunluğu çok düşük.

Ancak manyetohidrodinamik (MHD olarak kısaltılır) jeneratörlerin pratik kullanımı hala çok uzaktı.

Doğru, 1907-1910'da. ilk patentler, sıvı yerine iyonize gaz kullanılarak MHD elektrik üretiminin kullanımı için verildi. Bu ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır, çünkü genellikle 2.500 - 3.000 ° C'ye ısıtılan iyonize gaz, birçok yakıtın yaygın bir yanma ürünüdür. Bu nedenle, birçok hareketli parçaya sahip karmaşık makineler olmadan yakıtın yanma ısısını doğrudan elektriğe dönüştürme umudu vardı. Ancak işler patentlerin ötesine geçmedi - bilim adamları devam eden süreçleri tam olarak hayal etmediler ve gazlı bir ortamda 2.500 - 3.000 ° C sıcaklıkta çalışabilen hiçbir malzeme yoktu.

Ancak 1944'te, yıldızlararası boşluğu manyetik bir alanda dolduran kozmik plazmanın davranışını inceleyen İsveçli bilim adamı Hannes Alven, yeni bir bilim olan manyetohidrodinamiğin temel yasalarını çıkardı. Ve uzay bilimi, Dünya'da hemen ustalaştı ve uygulanabilir MHD jeneratörleri oluşturmak için kullanıldı.

İlk bakışta, bu jeneratörler oldukça basittir. Yakıt yanma odasında yakılır ve bir rokete benzer bir memede, yanma ürünleri (gazlar) genişler, hızlarını süpersonik hale getirir. Bu meme, güçlü bir elektromıknatısın kutupları arasında bulunur ve memenin içine sıcak gazların yolunda elektrotlar takılır (Şekil 377).

Pirinç. 377. MHD jeneratörünün şeması: a - Genel form; b – A oku boyunca görünüm

Manyetik alan, negatif yüklü elektronları ve pozitif yüklü gaz iyonlarını "ayırır" ve onları farklı yörüngeler boyunca yönlendirir. Bu yüklü parçacık akışları, elektrik ücretleri ilgili elektrotlarda ve eğer bağlılarsa, o zaman bir elektrik akımı.

Gerçekten de, gazın kendisi makinenin bir parçası olarak kabul edilmediği sürece, bir MHD jeneratöründe hareketli parça yoktur. Ama aynı zamanda birçok darboğaz var.

Her şeyden önce, 2.500 °C'ye kadar ısıtılan bir gaz hala düşük sıcaklıklı bir plazmadır. Sıcaklığın yaklaşık dört katında tamamen iyonize olur. Bu plazma, bakırdan milyar kat daha kötü ve İngiliz Kanalı'ndaki sudan bile daha kötü akım iletir. Ancak alkali metal katkı maddeleri, özellikle potasyum yardımı ile bu zorluğun aşıldığı ortaya çıktı. Sıcak gaza ucuz bileşiği - potasyum formunda biraz, yaklaşık% 1 potasyum eklenir ve plazmanın elektriksel iletkenliği on binlerce kez artar.

Daha öte. Sonuçta, memenin duvarları ve en önemlisi elektrot 2.500 - 3.000 ° C'de uzun süre çalışmalıdır ve ayrıca elektrotlar da elektrik akımını iyi iletir. Bu tür sıcaklıklara uzun süre ve hatta agresif potasyum buharının varlığında bile dayanabilen malzemeler henüz oluşturulmamıştır.

MHD jeneratörleri, yaratılmalarında bariz zorluklarla karşılaşıyorlarsa neden bu kadar çekici? yüksek bir oran olduğu ortaya çıktı faydalı eylem. Artırmak ısıl verim santraller en az %1 oranında bütün bir olaydır. Isı motorlarının daha ekonomik çalışması için öncelikle çalışma sıvısının sıcaklığını arttırmak gerekir: modern termik santrallerde buhardır. Ama zaten yüksek - yaklaşık 700 ° C ve her ekstra derece umutsuz emek tarafından veriliyor. Yine de - kendi dönüşlerinden patlamaya hazır buhar türbinlerinin kanatları ve diskleri 700 ° C'ye ısıtılır. Bundan, güçleri hiç artmaz. Ve daha da ısıya dayanıklı malzemelerin yaratılması çok, çok zordur. Bu nedenle, termik santrallerin maksimum verimliliği şu anda sadece% 45-47'dir. Çalışma akışkanının (gaz) sıcaklığının 2.500 - 3.000 °C'ye çıkarılması verimde en az %20 artış sağlayacaktır. Bu enerjide bir devrim! Meme ve elektrotların duvarları için ısıya dayanıklı malzemeler yaratmak için savaşacak bir şey var!

Çalışmanın en başında birkaç tanım ve açıklama yapmak faydalı olacaktır. Bir yerde, yüklü hareketli cisimler, sabit veya yüksüz cisimlere etki etmeyen bir kuvvetten etkilenirse, bu yerde bir manyetik alan olduğunu söylerler - daha genel elektromanyetik alanın biçimlerinden biri. Çevrelerinde manyetik alan oluşturabilen cisimler vardır (ve böyle bir cisim manyetik alanın kuvvetinden de etkilenir), manyetize oldukları söylenir ve cismin bir manyetik alan yaratma özelliğini belirleyen bir manyetik momente sahiptirler. manyetik alan. Bu tür cisimlere mıknatıs denir. Farklı malzemelerin harici bir manyetik alana farklı tepki verdiğine dikkat edilmelidir. Kendi içlerindeki dış alanın hareketini zayıflatan maddeler var - paramagnetler ve kendi içlerindeki dış alanı güçlendiren - diamagnetler. Demir, kobalt, nikel, gadolinyum, alaşımlar ve bu metallerin bileşikleri, kendi içlerindeki dış alanı geliştirmek için muazzam bir yeteneğe (binlerce kez) sahip malzemeler vardır, bunlara ferromıknatıs denir. Ferromıknatıslar arasında, yeterince güçlü bir dış manyetik alana maruz kaldıktan sonra kendileri mıknatıs haline gelen malzemeler vardır - bunlar manyetik olarak sert malzemelerdir. Kendi içlerinde bir dış manyetik alanı yoğunlaştıran ve hareket ederken mıknatıs gibi davranan malzemeler vardır; ancak dış alan kaybolursa, mıknatıs olmazlar - bunlar manyetik olarak yumuşak malzemelerdir. Mıknatısa alışkınız ve ona okul fizik derslerinin modası geçmiş bir özelliği olarak biraz küçümseyici davranıyoruz, bazen etrafımızda kaç tane mıknatıs olduğundan şüphelenmiyoruz bile. Dairelerimizde onlarca mıknatıs var: elektrikli tıraş makinelerinde, hoparlörlerde, teyplerde, saatlerde, çivi kavanozlarında nihayet. Biz kendimiz de birer mıknatısız: İçimizde akan biyolojik akımlar, etrafımızda tuhaf bir manyetik kuvvet çizgileri modeline yol açar. Üzerinde yaşadığımız dünya dev bir mavi mıknatıstır. Güneş sarı bir plazma topudur - daha da büyük bir mıknatıs. Teleskoplarla zar zor ayırt edilebilen galaksiler ve bulutsular, büyüklükleri anlaşılmaz mıknatıslardır. Termonükleer füzyon, manyetodinamik güç üretimi, senkrotronlardaki yüklü parçacıkların hızlandırılması, batık gemilerin kurtarılması - tüm bunlar görkemli, daha önce hiç görülmemiş mıknatısların gerekli olduğu alanlardır. Güçlü, süper güçlü, ultra güçlü ve hatta daha güçlü manyetik alanlar yaratma sorunu, modern fizik ve teknolojinin temel sorunlarından biri haline geldi. Mıknatıs, çok eski zamanlardan beri insan tarafından bilinmektedir. Mıknatıslardan ve özelliklerinden bahseden Miletoslu Thales'in (M.Ö. 600) ve Platon (MÖ 427–347). "Mıknatıs" kelimesi, doğal mıknatısların Magnesia'da (Teselya) Yunanlılar tarafından keşfedilmesi nedeniyle ortaya çıktı. Doğal (veya doğal) mıknatıslar, doğada manyetik cevher birikintileri şeklinde bulunur. Tartu Üniversitesi, bilinen en büyük doğal mıknatısa sahiptir. Kütlesi 13 kg'dır ve 40 kg'lık bir yükü kaldırabilir. Yapay mıknatıslar, insan tarafından çeşitli ferromıknatıslar temelinde oluşturulan mıknatıslardır. Sözde "toz" mıknatıslar (demir, kobalt ve diğer bazı katkı maddelerinden yapılmıştır) kendi ağırlıklarının 5000 katından daha fazla yük tutabilir. İki adet yapay mıknatıs var farklı şekiller : Bazıları, “sert manyetik” malzemelerden yapılan sözde kalıcı mıknatıslardır. Manyetik özellikleri, harici kaynakların veya akımların kullanımı ile ilgili değildir. Başka bir tip, "yumuşak manyetik" demirden bir çekirdeğe sahip sözde elektromıknatısları içerir. Bunlar tarafından yaratılan manyetik alanlar, esas olarak, çekirdeği kaplayan sargı telinden bir elektrik akımının geçmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. 1600 yılında, kraliyet doktoru W. Gilbert'in “Mıknatıs, manyetik cisimler ve büyük mıknatıs - Dünya” adlı bir kitabı Londra'da yayınlandı. Bu çalışma, manyetik fenomenleri bilim açısından incelemek için bildiğimiz ilk girişimdi. Bu çalışma, elektrik ve manyetizma hakkında o sırada mevcut olan bilgilerin yanı sıra yazarın kendi deneylerinin sonuçlarını içerir. Bir kişi karşılaştığı her şeyden, her şeyden önce pratik fayda elde etmeye çalışır. Mıknatıs bu kaderi geçmedi Çalışmamda, mıknatısların insan tarafından nasıl savaş için değil, barışçıl amaçlarla, mıknatısların biyolojide, tıpta ve günlük hayatta kullanımı dahil olmak üzere nasıl kullanıldığını izlemeye çalışacağım. MAGNET KULLANIMI. Aşağıda, mıknatısların kullanıldığı bilim ve teknolojideki cihazlara ve alanlara kısa bir genel bakış yer almaktadır. KOMPAS, yerdeki yatay yönleri belirleyen bir cihaz. Deniz, uçak, kara aracının hangi yöne hareket ettiğini belirlemek için kullanılır; yayanın yürüdüğü yön; bir nesneye veya yer işaretine yol tarifi. Pusulalar iki ana sınıfa ayrılır: topograflar ve turistler tarafından kullanılan oklar gibi manyetik pusulalar ve jiroskop ve radyo pusulası gibi manyetik olmayan pusulalar. 11. yüzyıla kadar Çinli Shen Kua ve Chu Yu'nun doğal mıknatıslardan pusula üretimi ve navigasyonda kullanımları hakkındaki mesajını ifade eder. Doğal mıknatıstan yapılmış uzun bir iğne, yatay düzlemde serbestçe dönmesine izin veren bir eksen üzerinde dengelenirse, bir ucu daima kuzeye, diğer ucu güneye bakar. Kuzeyi gösteren ucu işaretleyerek, yön belirlemek için böyle bir pusula kullanabilirsiniz. Manyetik etkiler böyle bir iğnenin uçlarında yoğunlaştı ve bu nedenle kutuplar (sırasıyla kuzey ve güney) olarak adlandırıldı. Mıknatısın ana uygulaması elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği, enstrümantasyon, otomasyon ve telemekaniktir. Burada ferromanyetik malzemeler manyetik devreler, röleler vb. üretmek için kullanılır. 1820'de G. Oersted (1777-1851), akımı olan bir iletkenin manyetik bir iğneye etki ederek onu çevirdiğini keşfetti. Tam anlamıyla bir hafta sonra Ampere, akımı aynı yönde olan iki paralel iletkenin birbirini çektiğini gösterdi. Daha sonra, tüm manyetik olayların akımlardan kaynaklandığını ve kalıcı mıknatısların manyetik özelliklerinin, bu mıknatısların içinde sürekli dolaşan akımlarla ilişkili olduğunu öne sürdü. Bu varsayım, modern fikirlerle tamamen tutarlıdır. Elektrikli makine jeneratörleri ve elektrik motorları, döner tip makinelerdir. mekanik enerji elektriğe (jeneratörler) veya elektrikten mekanik (motorlara) dönüştürülür. Jeneratörlerin çalışması elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır: manyetik alanda hareket eden bir telde, elektrik hareket gücü(EMF). Elektrik motorlarının hareketi, enine bir manyetik alana yerleştirilmiş akım taşıyan bir tele bir kuvvetin etki etmesi gerçeğine dayanır. Manyetoelektrik cihazlar. Bu tür cihazlarda, hareketli parçanın sargı dönüşlerinde akım ile manyetik alanın etkileşiminin kuvveti kullanılır, bu da sonuncuyu döndürmeye eğilimlidir.İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir indüksiyon ölçer, iki sargılı düşük güçlü bir AC motordan başka bir şey değildir - bir akım sargısı ve bir voltaj sargısı. Sargılar arasına yerleştirilen iletken bir disk, güç girişiyle orantılı bir tork etkisi altında döner. Bu moment, sabit mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönme hızı tüketilen güçle orantılı olur. Elektrikli kol saatleri minyatür bir pille çalışır. Çalıştırmak için mekanik saatlere göre çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar; örneğin, tipik bir elektrikli portatif saatin iki mıknatısı, iki indüktörü ve bir transistörü vardır. Kilit, bir şeyin yetkisiz kullanım olasılığını sınırlayan mekanik, elektrikli veya elektronik bir cihazdır. Kilit, belirli bir kişi tarafından tutulan bir cihaz (anahtar), bu kişi tarafından girilen bilgiler (dijital veya alfabetik kod) veya bu kişinin bazı bireysel özellikleri (örneğin retina deseni) tarafından çalıştırılabilir. Kilit genellikle bir cihazda iki düğümü veya iki parçayı geçici olarak birbirine bağlar. Çoğu zaman, kilitler mekaniktir, ancak elektromanyetik kilitler giderek daha fazla kullanılmaktadır. Manyetik kilitler. Bazı modellerin silindir kilitleri manyetik elemanlar kullanır. Kilit ve anahtar, sayaç kodlu kalıcı mıknatıs setleriyle donatılmıştır. Anahtar deliğine doğru anahtar yerleştirildiğinde, kilidin dahili manyetik elemanlarını çekerek kilidin açılmasını sağlayan pozisyona getirir. Dinamometre - mekanik veya elektrikli cihaz bir makinenin, takım tezgahının veya motorun çekiş kuvvetini veya torkunu ölçmek için. Fren dinamometreleri çok çeşitli tasarımlara sahiptir; bunlara örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler dahildir. Küçük motorların özelliklerini ölçmek için uygun minyatür bir cihaz şeklinde bir elektromanyetik dinamometre yapılabilir. Galvanometre, zayıf akımları ölçmek için hassas bir cihazdır. Galvanometre, at nalı şeklindeki kalıcı bir mıknatısın, mıknatısın kutupları arasındaki boşlukta asılı duran küçük bir akım taşıyan bobin (zayıf elektromıknatıs) ile etkileşimi tarafından üretilen torku kullanır. Tork ve dolayısıyla bobinin sapması, hava boşluğundaki akım ve toplam manyetik indüksiyonla orantılıdır, böylece aletin ölçeği bobinin küçük sapmaları ile neredeyse doğrusaldır. Buna dayalı cihazlar, en yaygın cihaz türüdür. | | | | | | | | Üretilen cihazların yelpazesi geniş ve çeşitlidir: doğrudan ve alternatif akım için pano cihazları (manyetoelektrik, doğrultuculu manyetoelektrik ve elektromanyetik sistemler), kombine cihazlar, amper voltmetreler, otomobillerin elektrikli ekipmanlarını teşhis etmek ve ayarlamak, daire sıcaklığını ölçmek için yüzeyler, okul sınıflarını donatmak için cihazlar, çeşitli elektrik parametrelerinin test cihazları ve sayaçları - aşındırıcıların üretimi - çeşitli malzemelerin ve ürünlerin mekanik işlenmesi (şekillendirme, kaba işleme, taşlama, cilalama dahil) için serbest veya bağlı formda kullanılan küçük, sert, keskin parçacıklar (büyük çelik levhalardan kontrplak levhalara, optik camlara ve bilgisayar çiplerine kadar). Aşındırıcılar doğal veya yapaydır. Aşındırıcıların etkisi, malzemenin bir kısmını işlenmiş yüzeyden çıkarmaktır. Yapay aşındırıcıların üretimi sırasında, karışımda bulunan ferrosilikon fırının dibine çöker, ancak küçük miktarları aşındırıcıya gömülür ve daha sonra bir mıknatıs tarafından çıkarılır. Maddenin manyetik özellikleri, çeşitli cisimlerin yapısını incelemenin bir aracı olarak bilim ve teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Böylece bilimler ortaya çıktı: Manyetokimya (manyetokimya) - bölüm fiziksel kimya manyetik ile arasındaki ilişkiyi inceleyen kimyasal özellikler maddeler; ayrıca manyetokimya, manyetik alanların kimyasal süreçler üzerindeki etkisini araştırır. manyetokimya, manyetik olayların modern fiziğine dayanmaktadır. Manyetik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi, bir maddenin kimyasal yapısının özelliklerini açıklamayı mümkün kılar. Manyetik kusur tespiti, ferromanyetik malzemelerden yapılmış ürünlerde kusur bölgelerinde meydana gelen manyetik alan bozulmalarının çalışmasına dayanan kusurları aramak için bir yöntem. . mikrodalga teknolojisi Elektromanyetik radyasyon (100h300 000 milyon hertz), ultra yüksek televizyon frekansları ve uzak kızılötesi frekansları arasındaki spektrumda yer almaktadır. Mikrodalga radyo dalgaları iletişim teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli askeri telsiz sistemlerine ek olarak, dünyanın tüm ülkelerinde çok sayıda ticari mikrodalga bağlantısı bulunmaktadır. Bu tür radyo dalgaları dünya yüzeyinin eğriliğini izlemeyip düz bir çizgide yayıldığından, bu iletişim bağlantıları tipik olarak yaklaşık 50 km aralıklarla tepelere veya radyo kulelerine kurulan röle istasyonlarından oluşur. Gıda ürünlerinin ısıl işlemi. Mikrodalga radyasyon evde ve gıda endüstrisinde gıda ürünlerinin ısıl işlemi için kullanılmaktadır. Güçlü vakum tüpleri tarafından üretilen enerji, sözde ürünlerin yüksek verimli pişirilmesi için küçük bir hacimde konsantre edilebilir. temizlik, gürültüsüzlük ve kompaktlık ile karakterize edilen mikrodalga veya mikrodalga fırınlar. Bu tür cihazlar, hızlı yemek hazırlama ve pişirmenin gerekli olduğu uçak mutfaklarında, tren yemek vagonlarında ve otomatlarda kullanılmaktadır. Endüstri ayrıca ev tipi mikrodalga fırınlar da üretiyor. Mikrodalga teknolojisi alanındaki hızlı ilerleme, büyük miktarda mikrodalga enerjisi üretebilen magnetron ve klystron gibi özel elektrovakum cihazlarının icadıyla büyük ölçüde ilişkilidir. Düşük frekanslarda kullanılan geleneksel bir vakum triyoduna dayalı bir osilatör, mikrodalga aralığında çok verimsiz olduğu ortaya çıkıyor. Manyetron. Büyük Britanya'da İkinci Dünya Savaşı'ndan önce icat edilen magnetronda, bu eksiklikler yoktur, çünkü mikrodalga radyasyon üretimine tamamen farklı bir yaklaşım temel alınır - bir boşluk rezonatörü prensibi Magnetronun simetrik olarak birkaç boşluk boşluğu vardır. merkezde bulunan katot çevresinde bulunur. Alet, güçlü bir mıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir. Gezici dalga lambası (TWT). Mikrodalga aralığında elektromanyetik dalgalar üretmek ve yükseltmek için başka bir elektrovakum cihazı, hareketli bir dalga lambasıdır. Odaklanan bir manyetik bobine yerleştirilmiş ince, boşaltılmış bir tüptür. Parçacık hızlandırıcı, elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak, ısıl enerjiden çok daha yüksek bir enerjiye sahip yönlendirilmiş elektron, proton, iyon ve diğer yüklü parçacıkların ışınlarının elde edildiği bir cihazdır. Modern hızlandırıcılarda çok sayıda ve çeşitli teknoloji türleri kullanılmaktadır. güçlü hassas mıknatıslar. Hızlandırıcılar, tıbbi tedavi ve teşhiste önemli bir pratik rol oynamaktadır. Bugün dünya çapındaki birçok hastane, tümör tedavisi için kullanılan yoğun x-ışınları üreten küçük elektron lineer hızlandırıcılara sahiptir. Daha az ölçüde, siklotronlar veya proton demetleri üreten senkrotronlar kullanılır. Protonların tümör tedavisinde X ışınlarına göre avantajı, daha lokalize bir enerji salınımıdır. Bu nedenle, proton tedavisi özellikle çevredeki sağlıklı dokulara verilen hasarın mümkün olduğunca az olması gerektiğinde beyin ve göz tümörlerinin tedavisinde etkilidir. Çeşitli bilimlerin temsilcileri araştırmalarında manyetik alanları dikkate alır. Bir fizikçi atomların manyetik alanlarını ölçer ve temel parçacıklar Bir astronom, yeni yıldızlar oluşturma sürecinde kozmik alanların rolünü inceliyor, bir jeolog, Dünya'nın manyetik alanının anormallikleri ile manyetik cevher yatakları arıyor ve son zamanlarda biyoloji de mıknatısların çalışmasına ve kullanımına aktif olarak dahil oldu. . biyolojik bilim 20. yüzyılın ilk yarısında, herhangi bir manyetik alanın varlığını hesaba katmadan, hayati fonksiyonları güvenle tanımladı. Ayrıca bazı biyologlar, güçlü bir yapay manyetik alanın bile biyolojik nesneler üzerinde herhangi bir etkisinin olmadığını vurgulamayı gerekli gördüler. Ansiklopedilerde manyetik alanların biyolojik süreçler üzerindeki etkisi hakkında hiçbir şey söylenmedi. AT Bilimsel edebiyat her yıl dünyanın her yerinde manyetik alanların şu ya da bu biyolojik etkisi hakkında tek bir olumlu düşünce vardı. Ancak bu zayıf dere, sorunun formüle edilmesinde bile güvensizlik buzdağını eritemedi... Ve birdenbire dere çalkantılı bir akıntıya dönüştü. Manyetobiyolojik yayınların çığı, sanki bir zirveden kopuyormuş gibi, 60'ların başından beri sürekli artıyor ve şüpheci ifadeleri boğuyor. 16. yüzyılın simyacılarından günümüze, mıknatısın biyolojik etkisi birçok kez hayranlar ve eleştirmenler bulmuştur. Birkaç yüzyıl boyunca tekrar tekrar, mıknatısın terapötik etkisine olan ilgide dalgalanmalar ve gerilemeler gözlemlendi. Yardımı ile sinir hastalıkları, diş ağrısı, uykusuzluk, karaciğer ve mide ağrısı - yüzlerce hastalığı tedavi etmeye çalıştılar (başarısız değiller). Tıbbi amaçlar için, mıknatıs, muhtemelen ana noktaları belirlemekten daha önce kullanılmaya başlandı. Yerel bir dış çare ve bir muska olarak mıknatıs, Çinliler, Hindular, Mısırlılar ve Araplar arasında çok popülerdi. Yunanlılar, Romalılar vb. İyileştirici özelliklerinden filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny tarafından yazılarında bahsedilmiştir. 20. yüzyılın ikinci yarısında, manyetik bilezikler yaygınlaştı ve kan basıncı bozuklukları (hipertansiyon ve hipotansiyon) olan hastalar üzerinde faydalı bir etkisi oldu. Kalıcı mıknatıslara ek olarak elektromıknatıslar da kullanılır. Ayrıca bilimde, teknolojide, elektronikte, tıpta (sinir hastalıkları, ekstremite damar hastalıkları, kardiyovasküler hastalıklar, kanserler) çok çeşitli problemler için kullanılırlar. En önemlisi, bilim adamları manyetik alanların vücudun direncini artırdığını düşünme eğilimindedir. Elektromanyetik kan hızı ölçerler, harici manyetik alanlar kullanarak, onları genişletmek, yolun belirli bölümlerinde numuneler almak veya tersine, çeşitli ilaçları kapsüllerden yerel olarak çıkarmak için kan damarlarından hareket ettirilebilen minyatür kapsüller vardır. Metal parçacıkları gözden uzaklaştırmanın manyetik yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Çoğumuz, bir elektrokardiyogram olan elektrik sensörleri yardımıyla kalbin çalışmasının çalışmasına aşinayız. Kalbin ürettiği elektriksel uyarılar, maksimum değerlerde Dünya'nın manyetik alan gücünün 10-6'sı olan kalbin manyetik alanını oluşturur. Manyetokardiyografinin değeri, kalbin elektriksel olarak "sessiz" alanları hakkında bilgi sağlamasıdır. Biyologların şimdi fizikçilerden manyetik alanın biyolojik etkisinin birincil mekanizması hakkında bir teori vermelerini istedikleri ve fizikçilerin buna karşılık olarak biyologlardan daha doğrulanmış biyolojik gerçekler talep ettiği belirtilmelidir. Çeşitli uzmanların yakın işbirliğinin başarılı olacağı açıktır. Manyetobiyolojik sorunları birleştiren önemli bir bağlantı, sinir sisteminin manyetik alanlara tepkisidir. Herhangi bir değişikliğe ilk tepki veren beyindir. dış ortam. Manyetobiyolojinin birçok problemini çözmenin anahtarı olacak reaksiyonlarının incelenmesidir. Yukarıdakilerden çıkarılabilecek en basit sonuç, mıknatısların kullanılmadığı uygulamalı insan faaliyeti alanının olmadığıdır. Kaynaklar: 1) TSB, ikinci baskı, Moskova, 1957. 2) Kholodov Yu.A. “Manyetik Ağdaki Adam”, “Bilgi”, Moskova, 1972 3) İnternet Ansiklopedisinden Malzemeler 4) Putilov K.A. "Fizik kursu", "Physmatgiz", Moskova, 1964.

İleri geri

Dikkat! Slayt önizlemesi yalnızca bilgi amaçlıdır ve sunumun tam kapsamını temsil etmeyebilir. Eğer ilgini çektiyse bu iş lütfen tam sürümü indirin.

Bir çeşit. Yeni malzemenin açıklaması.

Hedefler.

• eğitici. Dünyanın manyetik alanı olan kalıcı bir mıknatıs kavramını verin; iki mıknatısın kutuplarının etkileşimini keşfetmek, manyetik alanın özelliklerini tanımak; problemleri çözmek ve gerçekleştirmek için edindiği bilgileri uygulama becerisini oluşturmak pratik görevler, manyetik fenomenler alanında öğrencilerin ufkunu genişletmek.
• eğitici.Çalışmanızı objektif olarak değerlendirmeyi öğrenin.
• Gelişmekte.Öğrencilerin gönüllü dikkat, düşünme (analiz etme, karşılaştırma, analoji kurma, sonuç çıkarma yeteneği), Bilişsel ilgi (fiziksel bir deneye dayalı); dünyanın kavranabilirliği hakkında dünya görüşü kavramlarının oluşumu.

DERSLER SIRASINDA

Merhaba, oturun.

Beyler, elektrik alanı hakkında bildiklerinizi hatırlayalım.

Bağımsız iş

İşi kontrol edelim ve kendimizi değerlendirelim.

Aferin! Bugün manyetizma bilimi, araştırma, manyetizma ile ilgili ilginç gerçekler dünyasına dalacağız.

Defterinize “Kalıcı mıknatıslar” dersinin tarihini ve konusunu yazın. Dünyanın manyetik alanı”.

Mıknatısın tarihi iki buçuk bin yıldan fazladır. VI yüzyılda. M.Ö e. Eski Çinli bilim adamları, demir nesneleri kendine çekebilen bir mineral keşfettiler. Çinliler ona “sevgi dolu taş” anlamına gelen “chu-shih” adını verdiler.

"Mıknatıs" adı, eserlerinden birinde özelliklerini tanımlayan eski Yunan oyun yazarı Euripides (M.Ö. V yüzyıl) tarafından icat edildi: yüzyıllar önceydi. Bir koyun aramak için çoban, bilinmeyen yerlere, dağlara gitti. Etrafta siyah taşlar vardı. Demir uçlu sopasının sanki görünmez bir el onu tutup tutuyormuş gibi taşlara doğru çekildiğini hayretle fark etti. Taşların mucizevi gücünden etkilenen çoban onları en yakın şehre - Magnes'e getirdi. Bu taşların adı da buradan gelmektedir. Mıknatıs "Magnesia'dan taş" anlamına gelir.

Uzun süre mıknatıslanmış halde kalan cisimlere denir. kalıcı mıknatıslar ya da sadece mıknatıslar.

Mıknatıslar farklı şekillerde gelir: şerit, kavisli, halka. Manyetik iğne gibi her mıknatısın iki kutbu olmalıdır: kuzey(N) ve güney(S).

(manyetik iğne, şerit ve ark mıknatıslarının gösterilmesi)

Ve şimdi sizler deneysel görevler sırasında mıknatısların bazı özelliklerini keşfedeceksiniz. Çatal bıçak takımı zaten masalarınızda. Görevleri yerine getirerek uygun sonuçları çıkaracaksınız.

1. Egzersiz.

Ekipman: metal klipsler, şerit mıknatıslar.

Bir şerit mıknatıs alın, önce ataşlara, ardından bakır vidaya getirin. Ne gözlemliyorsunuz? Bir sonuca varın. ( Öğrenciler sonuca varır Tüm maddeler mıknatıslar tarafından çekilmez.)

Görev 2.

Bir şerit mıknatıs alın, birkaç ataş tam olarak mıknatısın ortasına, kırmızı ve mavi yarılar arasındaki sınırın geçtiği yere getirin. Mıknatıs ataçları çeker mi?

Ataşları ortadan başlayarak mıknatıs üzerinde farklı yerlere taşıyın. Hangi yerler en güçlü manyetik hareketi gösterir? Aynı işlemi ark mıknatısı ile tekrarlayın.

Bir sonuca varın. ( Öğrenciler sonuca varır- daha güçlü manyetik özelliklere sahip alanlar var)

Doğal mıknatıslar doğada bulunur - demir cevheri (manyetik demir cevheri olarak adlandırılır). Artık doğal mıknatısların FeO (%31) ve Fe2O3 (%69) içeren manyetik demir cevheri (manyetit) parçaları olduğu bilinmektedir. Urallarda, Ukrayna'da, Karelya'da, Kursk bölgesinde ve diğer birçok yerde zengin manyetik demir cevheri yatakları vardır.

Antik çağda bir mıknatısın özelliklerini ona “canlı bir ruh” atfederek açıklamaya çalıştılar. Mıknatıs, eski insanların fikirlerine göre, köpeğin et parçasına aynı nedenle demire "acele etti".

Görev 3.

Bir şerit mıknatıs alın, mıknatısın yanına birkaç ataş getirin, ancak onlara dokunmayın. Ne gözlemliyorsunuz? Bir sonuca varın. ( Öğrenciler etkileşimin uzaktan gerçekleştiği sonucuna varırlar)

Artık her şeyin mıknatısın yarattığı özel alanla ilgili olduğunu biliyoruz. Her mıknatısın çevresinde bir manyetik alan vardır.. Bu alan demiri mıknatısa çeker.

Manyetik alan, maddeden farklı olan ve manyetize edilmiş cisimlerin çevresinde var olan özel bir madde türüdür.

Manyetit çok güçlü manyetik özelliklere sahip değildir. Şu anda çok daha güçlü bir manyetik alana sahip yapay mıknatıslar oluşturmak mümkündür. Onlar için malzeme, demir, nikel, kobalt ve diğer bazı metallere dayalı alaşımlardır. Harici bir manyetik alanda mıknatıslanırlar ve bundan sonra bağımsız kalıcı mıknatıslar olarak kullanılabilirler.

Görev 4.

Ekipman: demir çivi, ataş, mıknatıs.

Bir çivi alın ve ataçlara getirin. Zımbalar çivilere yapışır mı?

Çiviyi bir yönde mıknatısa sürtün ve ardından ataçların üzerine getirin. Zımbalar yapışır mı?

Bir sonuca varın. ( Öğrenciler sonuçlar çıkarır- çivi kalıcı bir mıknatısın özelliklerini kazandı)
Çözüm. Demir, çelik, nikel, kobalt ve diğer bazı alaşımlar, manyetik demir cevheri varlığında manyetik özellikler kazanır.

Video “Ferromıknatıslar” (Sunum)

Bir manyetik iğne başka bir benzer oka yaklaştırılırsa, o zaman döner ve zıt kutuplarla birbirinin karşısına geçer ( deneyimle göster).

Ekipman: mıknatıs ve manyetik iğne.

Manyetik iğnenin mavi ucuna ve ardından kırmızı ucuna bir mıknatıs getirin. Manyetik iğne ve mıknatısın etkileşimi hakkında ne söylenebilir?

Bu durumda manyetik iğne çekilir ve bu durumda itilir.

Çözüm. Bir mıknatısın kutupları ve bir manyetik iğnenin itmesi gibi, zıt kutuplar birbirini çeker.

Video “Mıknatısların Etkileşimi” (Sunum)

Aynı model tüm mıknatıslar için de geçerlidir: zıt kutuplar birbirini çeker, tıpkı kutupların itmesi gibi.

(Çözme No. 103 ders kitabı “Fizik 9”, S.V. Gromov, N.A. Rodina)

Pusulalarda ok şeklinde yapılmış bir mıknatıs kullanılır. Pusula yaklaşık iki bin yıl önce Çin'de icat edildi. Güneyin işareti olarak adlandırıldı

Pusulanın gösterilmesi, ana noktaların belirlenmesi

Dünya da bir mıknatıstır. Kendi manyetik kutuplarına ve kendi manyetik alanına sahiptir. Pusula iğnesinin her zaman belirli bir yöne dönmesini sağlayan şey budur.

Tam olarak nereye işaret etmesi gerektiğini anlamak zor değil: sonuçta zıt kutuplar çekiyor. Sonuç olarak, okun kuzey kutbu, dünyanın güney manyetik kutbunun yönünü gösterir.. Bu kutup, dünyanın kuzeyinde, Kuzey Coğrafi Kutbu'ndan (Galler Prensi adasında) biraz uzakta bulunur.

Video “Dünyanın Manyetik Kutupları” (Sunum)

Ders kitabının 57. sayfasındaki son paragrafı okuyun ve kalıcı mıknatısların kullanımı hakkında konuşun.

Soruları cevapla:

1. “Mıknatıs” kelimesi ne anlama geliyor?

2. Doğal mıknatıslar nelerdir?

3. Yapay mıknatıslar nasıl elde edilir?

4. Manyetik kutuplara ne denir?

5. Mıknatısların kutupları birbirleriyle nasıl etkileşir?

6. Mıknatıslanmış bir çelik çubuğun kutuplarını manyetik iğne kullanarak nasıl belirleyebilirsiniz?

7. Pusula iğnesi neyin etkisi altında belli bir yöne doğru yönelir? Nereye işaret ediyor?

8. Mıknatıslar nerelerde kullanılır?

9. Doğada var olan manyetik demir cevheri neden manyetize olur? Onu ne manyetize etti?

10. Manyetik alan neye denir?

1. Mıknatıslar nasıl etkileşecek?

2. Şekilde Dünya'nın coğrafi ve manyetik kutuplarını işaretleyiniz.

3. No. 1472, 1473, 1474, 1475, 1476 (“Fizikteki problemlerin toplanması 7-9” V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)

Aferin çocuklar, harika iş! Ev ödevimizi yazalım.

Paragraf 21 No. 104

Metodolojik destek

1. “Fizik 9” S.V. Gromov, N.A. vatan
2. “Fizikteki problemlerin toplanması 7-9” V.I.Lukashik, E.V. İvanova
3. İnternetin kamu malı olan video klipler, çizimler

Doğal ve yapay mıknatıslar

Metalurji endüstrisi için çıkarılan demir cevherleri arasında manyetik demir cevheri adı verilen bir cevher bulunmaktadır. Bu cevher, demir nesneleri kendine çekme yeteneğine sahiptir.

Böyle bir parça Demir cevheri aranan doğal mıknatıs ve gösterdiği çekim özelliği manyetizmadır.

Günümüzde manyetizma olgusu, çeşitli elektrik tesisatlarında son derece yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, şimdi doğal değil, sözde kullanıyorlar. yapay mıknatıslar.

Yapay mıknatıslar özel kalite çelikten yapılmıştır. Böyle bir çelik parçası özel bir şekilde manyetize edilir, ardından manyetik özellikler kazanır, yani olur.

Kalıcı mıknatısların şekli, amaçlarına bağlı olarak en çeşitli olabilir.

Kalıcı bir mıknatısta sadece kutupları çekim kuvvetlerine sahiptir. Mıknatısın kuzeye bakan ucu, çağrılmayı kabul etti. bir mıknatısın kuzey kutbu, ve güneye bakan uç - bir mıknatısın güney kutbu. Her kalıcı mıknatısın iki kutbu vardır: kuzey ve güney. Bir mıknatısın kuzey kutbu C veya N harfi ile, güney kutbu Yu veya S harfi ile gösterilir.

Mıknatıs demir, çelik, dökme demir, nikel, kobalt çeker. Bütün bu cisimlere manyetik cisimler denir. Bir mıknatıs tarafından çekilmeyen diğer tüm cisimlere manyetik olmayan cisimler denir.

Bir mıknatısın yapısı. manyetizasyon

Manyetik dahil herhangi bir vücut en küçük parçacıklardan - moleküllerden oluşur. Manyetik olmayan cisimlerin moleküllerinden farklı olarak, bir manyetik cismin molekülleri, moleküler mıknatısları temsil eden manyetik özelliklere sahiptir. Manyetik gövdenin içinde, bu moleküler mıknatıslar, eksenleri farklı yönlerde bulunur ve bunun sonucunda gövdenin kendisi herhangi bir manyetik özellik göstermez. Ancak bu mıknatıslar, kuzey kutupları bir yöne, güney kutupları diğer yöne dönecek şekilde kendi eksenleri etrafında dönmeye zorlanırlarsa, vücut manyetik özellikler kazanacak, yani bir mıknatıs olacaktır.

Manyetik bir cismin bir mıknatısın özelliklerini kazandığı sürece ne ad verilir? manyetizasyon. Kalıcı mıknatısların imalatında, bir elektrik akımı kullanılarak manyetizasyon gerçekleştirilir. Ancak sıradan bir kalıcı mıknatıs kullanarak vücudu başka bir şekilde manyetize edebilirsiniz.

Nötr bir çizgi boyunca doğrusal bir mıknatıs kesilirse, iki bağımsız mıknatıs elde edilecek ve mıknatısın uçlarının polaritesi korunacak ve testere sonucunda elde edilen uçlarda zıt kutuplar görünecektir.

Ortaya çıkan mıknatısların her biri de iki mıknatısa bölünebilir ve bu bölmeye ne kadar devam edersek edelim, her zaman iki kutuplu bağımsız mıknatıslar elde edeceğiz. Bir manyetik kutbu olan bir çubuk elde etmek imkansızdır. Bu örnek, manyetik gövdenin birçok moleküler mıknatıstan oluştuğu konumunu doğrulamaktadır.

Manyetik cisimler, moleküler mıknatısların hareketlilik derecesinde birbirinden farklıdır. Çabuk manyetize olan ve aynı hızla demanyetize eden cisimler vardır. Ve tersine, yavaşça manyetize olan ancak manyetik özelliklerini uzun süre koruyan cisimler vardır.

Böylece demir, yabancı bir mıknatısın etkisi altında hızla manyetize olur, ancak aynı hızla demanyetize edilir, yani mıknatıs çıkarıldığında manyetik özelliklerini kaybeder. Bir kez manyetize edilen çelik, manyetik özelliklerini uzun süre korur, yani kalıcı bir mıknatıs olur.

Demirin hızlı bir şekilde manyetize olma ve demanyetize etme özelliği, demirin moleküler mıknatıslarının son derece hareketli olması, dış manyetik kuvvetlerin etkisi altında kolayca dönmeleri, ancak mıknatıslama gövdesi hareket ettiğinde aynı hızla eski düzensiz konumlarına geri dönmeleri gerçeğiyle açıklanır. kaldırıldı.

Ancak salmastrada, mıknatısların küçük bir kısmı, kalıcı mıknatısın çıkarılmasından sonra bile, manyetizasyon sırasında aldıkları pozisyonda bir süre daha kalmaya devam eder. Sonuç olarak, manyetizasyondan sonra demir çok zayıf manyetik özellikleri korur. Bu, demir plaka mıknatısın direğinden çıkarıldığında, tüm talaşların ucundan düşmediği gerçeğiyle doğrulanır - küçük bir kısmı hala plakaya çekilmeye devam etti.

Çeliğin uzun süre manyetize kalma özelliği, çeliğin moleküler mıknatıslarının mıknatıslanma sırasında doğru yönde zorlukla dönmeleri, ancak mıknatıslama gövdesinin çıkarılmasından sonra bile uzun süre sabit konumlarını korumaları ile açıklanır.

Manyetik bir cismin manyetizasyondan sonra manyetik özellikler gösterme yeteneğine denir. artık manyetizma.

Artık manyetizma fenomeni, moleküler mıknatısları manyetizasyon sırasında işgal ettikleri pozisyonda tutan manyetik gövdede sözde geciktirici kuvvetin etki etmesi gerçeğinden kaynaklanır.

Demirde, geciktirme kuvvetinin etkisi çok zayıftır, bunun sonucunda hızla demanyetize olur ve çok küçük bir artık manyetizmaya sahiptir.

Demirin hızlı bir şekilde manyetize olma ve demanyetize etme özelliği, elektrik mühendisliğinde son derece yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrikli cihazlarda kullanılan tüm çekirdeklerin son derece düşük kalıntı manyetizmasına sahip özel demirden yapıldığını söylemek yeterlidir.

Çelik, manyetizma özelliğini korumak için büyük bir tutma gücüne sahiptir. Bu nedenle özel çelik alaşımlarından üretilirler.

Kalıcı bir mıknatısın özellikleri darbelerden, şoklardan ve ani sıcaklık dalgalanmalarından olumsuz etkilenir. Örneğin, kalıcı bir mıknatıs kırmızı-sıcak ısıtılır ve daha sonra soğumaya bırakılırsa, manyetik özelliklerini tamamen kaybeder. Benzer şekilde, kalıcı bir mıknatıs şoklara maruz kalırsa, çekici gücü gözle görülür şekilde azalacaktır.

Bu, güçlü ısıtma veya darbelerle, geciktirme kuvvetinin etkisinin üstesinden gelinmesi ve dolayısıyla moleküler mıknatısların düzenli düzeninin bozulmasıyla açıklanır. Bu nedenle kalıcı mıknatıslar ve kalıcı mıknatıslara sahip cihazlar dikkatli kullanılmalıdır.

Herhangi bir mıknatısın etrafında sözde vardır.

Manyetik alan, manyetik kuvvetlerin etki ettiği bir alandır. Kalıcı bir mıknatısın manyetik alanı, doğrusal bir mıknatısın alanlarının ve bu mıknatısın manyetik kuvvetlerinin etki ettiği alanın bir parçasıdır.

Bir manyetik alanın manyetik kuvvetleri belirli yönlerde hareket eder.. Manyetik kuvvetlerin etki yönleri şu şekilde adlandırılabilir: manyetik alan çizgileri. Bu terim, elektrik mühendisliği çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak manyetik kuvvet çizgilerinin maddi olmadığını hatırlamalıyız: bu, yalnızca manyetik alanın özelliklerinin anlaşılmasını kolaylaştırmak için tanıtılan koşullu bir kavramdır.

Manyetik alan şekli yani manyetik alan çizgilerinin uzaydaki konumu, mıknatısın kendisinin şekline bağlıdır.

Manyetik alan çizgilerinin bir takım özellikleri vardır: her zaman kapalıdırlar, asla kesişmezler, en kısa yolu seçme ve aynı yöne yönlendirilirlerse birbirlerini itme eğilimindedirler. Kuvvet çizgilerinin mıknatısın kuzey kutbundan çıkıp güney kutbuna girdiği genel olarak kabul edilir; mıknatısın içinde güney kutbundan kuzeye doğru bir yönleri vardır.

Manyetik kutupların birbirini itmesi gibi zıt kutuplar birbirini çeker.

Her iki sonucun doğruluğunu pratikte doğrulamak kolaydır. Bir pusula alın ve doğrusal bir mıknatısın kutuplarından birini, örneğin kuzeyi ona getirin. Okun hemen güney ucunu mıknatısın kuzey kutbuna doğru çevirdiğini göreceksiniz. Mıknatısı hızlı bir şekilde 180 ° döndürürseniz, manyetik iğne hemen 180 ° dönecektir, yani. kuzey ucu bakacak Güney Kutbu mıknatıs.

Manyetik indüksiyon. manyetik akı

Kalıcı bir mıknatısın manyetik bir gövde üzerindeki etki (çekim) kuvveti, mıknatısın kutbu ile bu gövde arasındaki mesafe arttıkça azalır. Mıknatıs, en büyük çekim kuvvetini doğrudan kutuplarında, yani manyetik kuvvet çizgilerinin en yoğun olarak bulunduğu yerde sergiler. Kutuptan uzaklaştıkça kuvvet çizgilerinin yoğunluğu azalır, daha az yerleşirler, bununla birlikte mıknatısın çekim kuvveti de zayıflar.

Böylece, bir mıknatısın çekim kuvveti farklı noktalar manyetik alan aynı değildir ve alan çizgilerinin yoğunluğu ile karakterize edilir. Manyetik alanı çeşitli noktalarında karakterize etmek için manyetik alan indüksiyonu.

Alanın manyetik indüksiyonu, yönlerine dik olarak yerleştirilmiş 1 cm2'lik bir alandan geçen alan çizgilerinin sayısına sayısal olarak eşittir.

Bu, alanın belirli bir noktasında alan çizgilerinin yoğunluğu ne kadar büyük olursa, bu noktada manyetik indüksiyonun o kadar büyük olduğu anlamına gelir.

Herhangi bir alandan geçen manyetik kuvvet çizgilerinin toplam sayısına manyetik akı denir.

Manyetik akı F harfi ile gösterilir ve aşağıdaki ilişki ile manyetik indüksiyon ile ilişkilendirilir:

F = BS,

nerede Ф - manyetik akı, В - manyetik alan indüksiyonu; S, verilen manyetik akının nüfuz ettiği alandır.

Bu formül yalnızca, S alanı manyetik akının yönüne dik konumdaysa geçerlidir. Aksi takdirde, manyetik akının büyüklüğü, S alanının bulunduğu açıya da bağlı olacak ve daha sonra formül daha karmaşık bir biçim alacaktır.

Kalıcı bir mıknatısın manyetik akısı, mıknatısın enine kesitinden geçen toplam kuvvet çizgisi sayısı ile belirlenir. Kalıcı bir mıknatısın manyetik akısı ne kadar büyükse, bu mıknatısın sahip olduğu çekim kuvveti de o kadar büyük olur.

Kalıcı bir mıknatısın manyetik akısı, mıknatısın yapıldığı çeliğin kalitesine, mıknatısın boyutlarına ve mıknatıslanma derecesine bağlıdır.

Manyetik geçirgenlik

Bir cismin kendi içinden bir manyetik akı geçirme özelliğine ne ad verilir? manyetik geçirgenlik. manyetik akı havadan geçmek manyetik olmayan bir cisimden geçmekten daha kolaydır.

Karşılaştırma yapabilmek için çeşitli maddeler onlara göre, havanın manyetik geçirgenliğini birliğe eşit olarak düşünmek gelenekseldir.

Manyetik geçirgenliği birden küçük olan maddelere diyamanyetik denir. Bunlar bakır, kurşun, gümüş vb.

Alüminyum, platin, kalay vb. birden fazla manyetik geçirgenliğe sahiptir ve paramanyetik maddeler olarak adlandırılır.

maddeler manyetik geçirgenlik birden fazla olan (binlerle ölçülür) ferromanyetik olarak adlandırılır. Bunlara nikel, kobalt, çelik, demir vb. dahildir. Her türlü manyetik ve elektromanyetik cihazlar ve çeşitli elektrik makinelerinin parçaları bu maddelerden ve alaşımlarından yapılır.

İletişim teknolojisi için pratik ilgi, kalıcı alaşımlar olarak adlandırılan özel demir ve nikel alaşımlarıdır.

Okuldaki yemekler iyi organize edilmelidir. Öğrenciye yemek salonunda öğle yemeği ve sıcak kahvaltı sağlanmalıdır. Birinci ve ikinci öğünler arasındaki aralık dört saati geçmemelidir. En iyi seçenek çocuğun evde kahvaltı etmesi, okulda ise ikinci bir kahvaltı yapması olmalıdır.

Çocukların saldırganlığı ile öğrenme sürecindeki zorluklar arasında belirli bir ilişki kurulmuştur. Her öğrenci okulda çok arkadaşı olmasını, iyi bir akademik performansa ve iyi notlara sahip olmasını ister. Çocuk başaramayınca saldırgan davranışlar sergiliyor. Her davranış bir şeye yöneliktir, anlamsal bir anlamı vardır.

Herhangi bir olimpiyatta ve çeşitli yarışmalarda, çocuk her şeyden önce kendini ifade eder ve yerine getirir. Entelektüel yarışmalar konusunda tutkuluysa, ebeveynler çocuğunu kesinlikle desteklemelidir. Bir çocuğun, rekabetçi ruh hallerinin hüküm sürdüğü bir entelektüeller toplumunun parçası olarak kendini gerçekleştirmesi önemlidir ve çocuk başarılarını karşılaştırır.

Seçici bir çocuk okul yemeklerini sevmeyebilir. Çoğu zaman, bir öğrencinin yemeği reddetmesinin en yaygın nedeni budur. Her şey, okuldaki menünün her bir çocuğun lezzet ihtiyaçlarını dikkate almamasından kaynaklanmaktadır. Okulda, hiç kimse herhangi bir yiyeceği bireysel olarak çocuğun diyetinden çıkarmayacaktır.

Ebeveynlerin okulla ilişkisini anlamak için öncelikle yaş kategorisi çok çeşitli olan modern ebeveynleri karakterize etmek önemlidir. Buna rağmen, çoğu, doksanların kuşağına ait olan ebeveynlerdir. zor zaman tüm nüfus için.

İlk okul ücretleri sonsuza kadar her birimizin hafızasında kalacaktır. Ebeveynler, Ağustos ayından itibaren gerekli tüm kırtasiye malzemelerini satın almaya başlar. Ana okul özelliği öğrencinin şeklidir. Kıyafet, birinci sınıf öğrencisinin kendinden emin hissetmesi için dikkatlice seçilmelidir. giriiş okul üniforması birçok nedenden dolayı haklı.

Sevgili öğrenciler ve öğrenciler!

Halihazırda sitede 20.000'den fazla özet, rapor, kopya kağıdı, dönem ödevi ve tez kullanabilirsiniz.Yeni makalelerinizi bize gönderin ve hatasız yayınlayalım. Soyut koleksiyonumuzu birlikte oluşturmaya devam edelim!!!

Özetinizi (diploma, ödev vb.?

Koleksiyona katkınız için teşekkür ederiz!

mıknatısların uygulanması

Eklenme tarihi: Mart 2006

Çalışmanın en başında birkaç tanım ve açıklama yapmak faydalı olacaktır. Bir yerde, yüklü hareketli cisimler, sabit veya yüksüz cisimler üzerinde hareket etmeyen bir kuvvetten etkilenirse, o zaman bu yerde bir manyetik alan olduğunu söylerler - daha genel elektromanyetik alanın biçimlerinden biri.

Çevrelerinde manyetik alan oluşturabilen cisimler vardır (ve böyle bir cisim manyetik alanın kuvvetinden de etkilenir), manyetize oldukları söylenir ve cismin bir manyetik alan yaratma özelliğini belirleyen bir manyetik momente sahiptirler. manyetik alan. Bu tür cisimlere mıknatıs denir.

Farklı malzemelerin harici bir manyetik alana farklı tepki verdiğine dikkat edilmelidir.

Kendi içlerindeki dış alanın hareketini zayıflatan maddeler var - paramagnetler ve kendi içlerindeki dış alanı güçlendiren - diamagnetler. Demir, kobalt, nikel, gadolinyum, alaşımlar ve bu metallerin bileşikleri, kendi içlerindeki dış alanı geliştirmek için muazzam bir yeteneğe (binlerce kez) sahip malzemeler vardır, bunlara ferromıknatıs denir.

Ferromıknatıslar arasında, yeterince güçlü bir dış manyetik alana maruz kaldıktan sonra kendileri mıknatıs haline gelen malzemeler vardır - bunlar manyetik olarak sert malzemelerdir. Kendi içlerinde bir dış manyetik alanı yoğunlaştıran ve hareket ederken mıknatıs gibi davranan malzemeler vardır; ancak dış alan kaybolursa, mıknatıs olmazlar - bunlar manyetik olarak yumuşak malzemelerdir

GİRİİŞ

Mıknatısa alışkınız ve ona okul fizik derslerinin modası geçmiş bir özelliği olarak biraz küçümseyici davranıyoruz, bazen etrafımızda kaç tane mıknatıs olduğundan şüphelenmiyoruz bile. Dairelerimizde onlarca mıknatıs var: elektrikli tıraş makinelerinde, hoparlörlerde, teyplerde, saatlerde, çivi kavanozlarında nihayet. Biz kendimiz de birer mıknatısız: İçimizde akan biyolojik akımlar, etrafımızda tuhaf bir manyetik kuvvet çizgileri modeline yol açar. Üzerinde yaşadığımız dünya dev bir mavi mıknatıstır. Güneş sarı bir plazma topudur, daha da büyük bir mıknatıstır. Teleskoplarla zar zor ayırt edilebilen galaksiler ve bulutsular, büyüklükleri anlaşılmaz mıknatıslardır. Termonükleer füzyon, manyetodinamik güç üretimi, senkrotronlardaki yüklü parçacıkların hızlandırılması, batık gemilerin kurtarılması - tüm bunlar görkemli, daha önce hiç görülmemiş mıknatısların gerekli olduğu alanlardır. Güçlü, süper güçlü, ultra güçlü ve hatta daha güçlü manyetik alanlar yaratma sorunu, modern fizik ve teknolojinin temel sorunlarından biri haline geldi.

Mıknatıs, çok eski zamanlardan beri insan tarafından bilinmektedir. Mıknatıslardan ve özelliklerinden bahseden Miletoslu Thales (yaklaşık MÖ 600) ve Platon (MÖ 427-347) yazılarında bize ulaşmıştır. "Mıknatıs" kelimesi, doğal mıknatısların Magnesia'da (Teselya) Yunanlılar tarafından keşfedilmesi nedeniyle ortaya çıktı.

Doğal (veya doğal) mıknatıslar, doğada manyetik cevher birikintileri şeklinde bulunur. Tartu Üniversitesi, bilinen en büyük doğal mıknatısa sahiptir. Kütlesi 13 kg'dır ve 40 kg'lık bir yükü kaldırabilir.

Yapay mıknatıslar, insan tarafından çeşitli ferromıknatıslar temelinde oluşturulan mıknatıslardır. Sözde "toz" mıknatıslar (demir, kobalt ve diğer bazı katkı maddelerinden yapılmıştır) kendi ağırlıklarının 5000 katından daha fazla yük tutabilir.

İki farklı yapay mıknatıs türü vardır:

Bazıları, "sert manyetik" malzemelerden yapılan sözde kalıcı mıknatıslardır. Manyetik özellikleri, harici kaynakların veya akımların kullanımı ile ilgili değildir.

Başka bir tip, "yumuşak manyetik" demirden bir çekirdeğe sahip sözde elektromıknatısları içerir. Bunlar tarafından yaratılan manyetik alanlar, esas olarak, çekirdeği kaplayan sargı telinden bir elektrik akımının geçmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. 1600 yılında, kraliyet doktoru W. Gilbert'in “Mıknatıs, manyetik cisimler ve büyük mıknatıs - Dünya” adlı bir kitabı Londra'da yayınlandı. Bu çalışma, manyetik fenomenleri bilim açısından incelemek için bildiğimiz ilk girişimdi. Bu çalışma, elektrik ve manyetizma hakkında o sırada mevcut olan bilgilerin yanı sıra yazarın kendi deneylerinin sonuçlarını içerir.

Bir kişi karşılaştığı her şeyden, her şeyden önce pratik fayda elde etmeye çalışır. Bu kaderi ve mıknatısı geçmedi

Çalışmamda, mıknatısların insanlar tarafından savaş için değil, barışçıl amaçlar için nasıl kullanıldığını, mıknatısların biyolojide, tıpta ve günlük yaşamda kullanımı da dahil olmak üzere nasıl kullanıldığını izlemeye çalışacağım.

KOMPAS, yerdeki yatay yönleri belirleyen bir cihaz. Deniz, uçak, kara aracının hangi yöne hareket ettiğini belirlemek için kullanılır; yayanın yürüdüğü yön; bir nesneye veya yer işaretine yol tarifi. Pusulalar iki ana sınıfa ayrılır: topograflar ve turistler tarafından kullanılan oklar gibi manyetik pusulalar ve jiroskop ve radyo pusulası gibi manyetik olmayan pusulalar.

11. yüzyıla kadar Çinli Shen Kua ve Chu Yu'nun doğal mıknatıslardan pusula üretimi ve navigasyonda kullanımları hakkındaki mesajını ifade eder. Eğer bir

doğal bir mıknatıstan yapılmış uzun bir iğne, yatay bir düzlemde serbestçe dönmesine izin veren bir eksen üzerinde dengelenir, daha sonra her zaman bir ucu kuzeye, diğer ucu güneye bakar. Kuzeyi gösteren ucu işaretleyerek, yön belirlemek için böyle bir pusula kullanabilirsiniz.

Manyetik etkiler böyle bir iğnenin uçlarında yoğunlaştı ve bu nedenle kutuplar (sırasıyla kuzey ve güney) olarak adlandırıldı.

Mıknatısın ana uygulaması elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği, enstrümantasyon, otomasyon ve telemekaniktir. Burada ferromanyetik malzemeler manyetik devreler, röleler vb. üretmek için kullanılır.

1820'de G. Oersted (1777-1851), akımı olan bir iletkenin manyetik bir iğneye etki ederek onu çevirdiğini keşfetti. Tam anlamıyla bir hafta sonra Ampere, akımı aynı yönde olan iki paralel iletkenin birbirini çektiğini gösterdi. Daha sonra, tüm manyetik olayların akımlardan kaynaklandığını ve kalıcı mıknatısların manyetik özelliklerinin, bu mıknatısların içinde sürekli dolaşan akımlarla ilişkili olduğunu öne sürdü. Bu varsayım, modern fikirlerle tamamen tutarlıdır.

Elektrikli makine jeneratörleri ve elektrik motorları, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine (jeneratörler) veya elektrik enerjisini mekanik enerjiye (motorlar) dönüştüren döner makinelerdir. Jeneratörlerin çalışması, elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanır: bir manyetik alanda hareket eden bir telde bir elektromotor kuvvet (EMF) indüklenir. Elektrik motorlarının hareketi, enine bir manyetik alana yerleştirilmiş akım taşıyan bir tele bir kuvvetin etki etmesi gerçeğine dayanır.

Manyetoelektrik cihazlar. Bu tür cihazlarda, hareketli parçanın sargı dönüşlerinde akım ile manyetik alanın etkileşiminin kuvveti kullanılır, bu da sonuncuyu döndürmeye eğilimlidir.İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir indüksiyon ölçer, iki sargılı - akım ve voltaj - düşük güçlü bir AC motordan başka bir şey değildir. Sargılar arasına yerleştirilen iletken bir disk, güç girişiyle orantılı bir tork etkisi altında döner. Bu moment, sabit mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönme hızı tüketilen güçle orantılı olur.

Elektrikli kol saatleri minyatür bir pille çalışır. Çalıştırmak için mekanik saatlere göre çok daha az parçaya ihtiyaç duyarlar; örneğin, tipik bir elektrikli portatif saatin iki mıknatısı, iki indüktörü ve bir transistörü vardır. Kilit, bir şeyin yetkisiz kullanım olasılığını sınırlayan mekanik, elektrikli veya elektronik bir cihazdır. Kilit, belirli bir kişi tarafından tutulan bir cihaz (anahtar), bu kişi tarafından girilen bilgiler (dijital veya alfabetik kod) veya bu kişinin bazı bireysel özellikleri (örneğin retina deseni) tarafından çalıştırılabilir. Kilit genellikle bir cihazda iki düğümü veya iki parçayı geçici olarak birbirine bağlar. Çoğu zaman, kilitler mekaniktir, ancak elektromanyetik kilitler giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Manyetik kilitler. Bazı modellerin silindir kilitleri manyetik elemanlar kullanır. Kilit ve anahtar, sayaç kodlu kalıcı mıknatıs setleriyle donatılmıştır. Anahtar deliğine doğru anahtar yerleştirildiğinde, kilidin dahili manyetik elemanlarını çekerek kilidin açılmasını sağlayan pozisyona getirir.

Dinamometre, bir makinenin, takım tezgahının veya motorun çekiş kuvvetini veya torkunu ölçmek için mekanik veya elektrikli bir alettir.

Fren dinamometreleri çok çeşitli tasarımlara sahiptir; bunlara örneğin Prony freni, hidrolik ve elektromanyetik frenler dahildir.

Küçük motorların özelliklerini ölçmek için uygun minyatür bir cihaz şeklinde bir elektromanyetik dinamometre yapılabilir.

Galvanometre, zayıf akımları ölçmek için hassas bir cihazdır. Galvanometre, at nalı şeklindeki kalıcı bir mıknatısın, mıknatısın kutupları arasındaki boşlukta asılı duran küçük bir akım taşıyan bobin (zayıf elektromıknatıs) ile etkileşimi tarafından üretilen torku kullanır. Tork ve dolayısıyla bobinin sapması, hava boşluğundaki akım ve toplam manyetik indüksiyonla orantılıdır, böylece aletin ölçeği bobinin küçük sapmaları ile neredeyse doğrusaldır. Buna dayalı cihazlar, en yaygın cihaz türüdür.

Üretilen cihazların yelpazesi geniş ve çeşitlidir: doğrudan ve alternatif akım için pano cihazları (manyetoelektrik, doğrultuculu manyetoelektrik ve elektromanyetik sistemler), kombine cihazlar, amper voltmetreler, otomobillerin elektrikli ekipmanlarını teşhis etmek ve ayarlamak, daire sıcaklığını ölçmek için yüzeyler, okul sınıflarını donatmak için cihazlar, çeşitli elektrik parametrelerinin test cihazları ve sayaçları

Aşındırıcıların üretimi - çeşitli malzemelerin ve bunlardan elde edilen ürünlerin (büyük çelik levhalardan kontrplak levhalara, optik camlara ve bilgisayar çiplerine kadar) mekanik olarak işlenmesi (şekillendirme, soyma, taşlama, cilalama dahil) için serbest veya bağlı formda kullanılan küçük, sert, keskin parçacıklar ). Aşındırıcılar doğal veya yapaydır. Aşındırıcıların etkisi, malzemenin bir kısmını işlenmiş yüzeyden çıkarmaktır. Yapay aşındırıcıların üretimi sırasında, karışımda bulunan ferrosilikon fırının dibine çöker, ancak küçük miktarları aşındırıcıya gömülür ve daha sonra bir mıknatıs tarafından çıkarılır.

Maddenin manyetik özellikleri, çeşitli cisimlerin yapısını incelemenin bir aracı olarak bilim ve teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilimler böyle ortaya çıktı:

Manyetokimya (manyetokimya) - maddelerin manyetik ve kimyasal özellikleri arasındaki ilişkiyi inceleyen bir fiziksel kimya dalı; ek olarak, manyetokimya, manyetik alanların üzerindeki etkisini araştırır. kimyasal süreçler. manyetokimya, manyetik olayların modern fiziğine dayanmaktadır. Manyetik ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi, bir maddenin kimyasal yapısının özelliklerini açıklamayı mümkün kılar.

Manyetik kusur tespiti, ferromanyetik malzemelerden yapılmış ürünlerde kusur bölgelerinde meydana gelen manyetik alan bozulmalarının çalışmasına dayanan kusurları aramak için bir yöntem.

mikrodalga teknolojisi

Süper yüksek frekans aralığı (SHF) - ultra yüksek televizyon frekansları ile uzak kızılötesi bölgenin frekansları arasındaki spektrumda bulunan elektromanyetik radyasyonun (100-300.000 milyon hertz) frekans aralığı

Bağ. Mikrodalga radyo dalgaları iletişim teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli askeri telsiz sistemlerine ek olarak, dünyanın tüm ülkelerinde çok sayıda ticari mikrodalga bağlantısı bulunmaktadır. Bu tür radyo dalgaları dünya yüzeyinin eğriliğini izlemeyip düz bir çizgide yayıldığından, bu iletişim bağlantıları tipik olarak yaklaşık 50 km aralıklarla tepelere veya radyo kulelerine kurulan röle istasyonlarından oluşur.

Gıda ürünlerinin ısıl işlemi. Mikrodalga radyasyon evde ve gıda endüstrisinde gıda ürünlerinin ısıl işlemi için kullanılmaktadır. Güçlü vakum tüpleri tarafından üretilen enerji, sözde ürünlerin yüksek verimli pişirilmesi için küçük bir hacimde konsantre edilebilir. temizlik, gürültüsüzlük ve kompaktlık ile karakterize edilen mikrodalga veya mikrodalga fırınlar. Bu tür cihazlar, hızlı yemek hazırlama ve pişirmenin gerekli olduğu uçak mutfaklarında, tren yemek vagonlarında ve otomatlarda kullanılmaktadır. Endüstri ayrıca ev tipi mikrodalga fırınlar da üretiyor. Mikrodalga teknolojisi alanındaki hızlı ilerleme, büyük miktarda mikrodalga enerjisi üretebilen magnetron ve klystron gibi özel elektrovakum cihazlarının icadıyla büyük ölçüde ilişkilidir. Düşük frekanslarda kullanılan geleneksel bir vakum triyoduna dayalı bir osilatör, mikrodalga aralığında çok verimsiz olduğu ortaya çıkıyor.

Manyetron. İkinci Dünya Savaşı'ndan önce Büyük Britanya'da icat edilen magnetronda, mikrodalga radyasyon üretimine tamamen farklı bir yaklaşım temel alındığı için bu eksiklikler yoktur - bir boşluk rezonatörü ilkesi

Magnetron, merkezde bulunan katot etrafında simetrik olarak düzenlenmiş birkaç boşluk rezonatörüne sahiptir. Alet, güçlü bir mıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir.

Gezici dalga lambası (TWT). Mikrodalga aralığında elektromanyetik dalgalar üretmek ve yükseltmek için başka bir elektrovakum cihazı, hareketli bir dalga lambasıdır. Odaklanan bir manyetik bobine yerleştirilmiş ince, boşaltılmış bir tüptür.

Parçacık hızlandırıcı, elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak, ısıl enerjiden çok daha yüksek bir enerjiye sahip yönlendirilmiş elektron, proton, iyon ve diğer yüklü parçacıkların ışınlarının elde edildiği bir cihazdır.

Modern hızlandırıcılar, güçlü hassas mıknatıslar da dahil olmak üzere çok sayıda ve çeşitli teknoloji türlerini kullanır.

Hızlandırıcılar, tıbbi tedavi ve teşhiste önemli bir pratik rol oynamaktadır. Bugün dünya çapındaki birçok hastane, tümör tedavisi için kullanılan yoğun x-ışınları üreten küçük elektron lineer hızlandırıcılara sahiptir. Daha az ölçüde, siklotronlar veya proton demetleri üreten senkrotronlar kullanılır. Protonların tümör tedavisinde X ışınlarına göre avantajı, daha lokalize bir enerji salınımıdır. Bu nedenle, proton tedavisi özellikle çevredeki sağlıklı dokulara verilen hasarın mümkün olduğunca az olması gerektiğinde beyin ve göz tümörlerinin tedavisinde etkilidir.

Çeşitli bilimlerin temsilcileri araştırmalarında manyetik alanları dikkate alır. Bir fizikçi atomların ve temel parçacıkların manyetik alanlarını ölçer, bir astronom yeni yıldızların oluşumu sürecinde kozmik alanların rolünü inceler, bir jeolog manyetik cevher yataklarını bulmak için Dünya'nın manyetik alanının anormalliklerini kullanır ve son zamanlarda biyoloji Mıknatısların araştırılması ve kullanımında da aktif olarak yer almıştır.

20. yüzyılın ilk yarısının biyolojik bilimi, herhangi bir manyetik alanın varlığını hesaba katmadan, hayati fonksiyonları güvenle tanımladı. Ayrıca bazı biyologlar, güçlü bir yapay manyetik alanın bile biyolojik nesneler üzerinde herhangi bir etkisinin olmadığını vurgulamayı gerekli gördüler.

Ansiklopedilerde manyetik alanların biyolojik süreçler üzerindeki etkisi hakkında hiçbir şey söylenmedi. Tüm dünyanın bilimsel literatüründe, her yıl manyetik alanların bir veya daha fazla biyolojik etkisi hakkında tek olumlu düşünceler ortaya çıktı. Ancak bu zayıf dere, sorunun formüle edilmesinde bile güvensizlik buzdağını eritemedi... Ve birdenbire dere çalkantılı bir akıntıya dönüştü. Manyetobiyolojik yayınların çığı, sanki bir tür zirveden düşmüş gibi, 60'ların başından beri sürekli artıyor ve şüpheci ifadeleri boğuyor.

16. yüzyılın simyacılarından günümüze, mıknatısın biyolojik etkisi birçok kez hayranlar ve eleştirmenler bulmuştur. Birkaç yüzyıl boyunca tekrar tekrar, mıknatısın terapötik etkisine olan ilgide dalgalanmalar ve gerilemeler gözlemlendi. Yardımı ile sinir hastalıkları, diş ağrısı, uykusuzluk, karaciğer ve mide ağrısı - yüzlerce hastalığı tedavi etmeye çalıştılar (başarısız değiller).

Tıbbi amaçlar için, mıknatıs, muhtemelen ana noktaları belirlemekten daha önce kullanılmaya başlandı.

Yerel bir dış çare ve bir muska olarak mıknatıs, Çinliler, Hindular, Mısırlılar ve Araplar arasında çok popülerdi. YUNANLAR, Romalılar vb. İyileştirici özelliklerinden filozof Aristoteles ve tarihçi Pliny tarafından yazılarında bahsedilmiştir.

20. yüzyılın ikinci yarısında, manyetik bilezikler yaygınlaştı ve kan basıncı bozuklukları (hipertansiyon ve hipotansiyon) olan hastalar üzerinde faydalı bir etkisi oldu.

Kalıcı mıknatıslara ek olarak elektromıknatıslar da kullanılır. Ayrıca bilimde, teknolojide, elektronikte, tıpta (sinir hastalıkları, ekstremite damar hastalıkları, kardiyovasküler hastalıklar, kanserler) çok çeşitli problemler için kullanılırlar.

En önemlisi, bilim adamları manyetik alanların vücudun direncini artırdığını düşünme eğilimindedir.

Elektromanyetik kan hızı ölçerler, harici manyetik alanlar kullanarak, onları genişletmek, yolun belirli bölümlerinde numuneler almak veya tersine, çeşitli ilaçları kapsüllerden yerel olarak çıkarmak için kan damarlarından hareket ettirilebilen minyatür kapsüller vardır.

Metal parçacıkları gözden uzaklaştırmanın manyetik yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çoğumuz, bir elektrokardiyogram olan elektrik sensörleri yardımıyla kalbin çalışmasının çalışmasına aşinayız. Kalbin ürettiği elektriksel uyarılar, maksimum değerlerde Dünya'nın manyetik alan gücünün 10-6'sı olan kalbin manyetik alanını oluşturur. Manyetokardiyografinin değeri, kalbin elektriksel olarak "sessiz" alanları hakkında bilgi sağlamasıdır.

Biyologların şimdi fizikçilerden manyetik alanın biyolojik etkisinin birincil mekanizması hakkında bir teori vermelerini istedikleri ve fizikçilerin buna karşılık olarak biyologlardan daha doğrulanmış biyolojik gerçekler talep ettiği belirtilmelidir. Çeşitli uzmanların yakın işbirliğinin başarılı olacağı açıktır.

Manyetobiyolojik sorunları birleştiren önemli bir bağlantı, sinir sisteminin manyetik alanlara tepkisidir. Dış ortamdaki herhangi bir değişikliğe ilk tepki veren beyindir. Manyetobiyolojinin birçok problemini çözmenin anahtarı olacak reaksiyonlarının incelenmesidir.

Yukarıdakilerden çıkarılabilecek en basit sonuç, mıknatısların kullanılmadığı uygulamalı insan faaliyeti alanının olmadığıdır.

Referanslar:
TSB, ikinci baskı, Moskova, 1957

Kholodov Yu. A. “Manyetik ağdaki adam”, “Bilgi”, Moskova, 1972 İnternet ansiklopedisinden materyaller

Putilov K. A. "Fizik Kursu", "Fiziksel Malzemeler ve Matematik", Moskova, 1964.