Tutti sono abituati da tempo a un oggetto come una calamita. Non vediamo niente di speciale in esso. Di solito lo associamo a lezioni di fisica o a una dimostrazione sotto forma di trucchi delle proprietà di un magnete per bambini in età prescolare. E raramente qualcuno pensa a quanti magneti ci circondano nella vita di tutti i giorni. Ce ne sono dozzine in ogni appartamento. Un magnete è presente nel dispositivo di ogni altoparlante, registratore, rasoio elettrico, orologio. Anche un barattolo di chiodi è uno.
E cos' altro?
Noi - le persone - non facciamo eccezione. Grazie alle biocorrenti che fluiscono nel corpo, c'è uno schema invisibile delle sue linee di forza intorno a noi. La Terra è un enorme magnete. E ancora più grandioso: la palla al plasma del sole. Le dimensioni delle galassie e delle nebulose, incomprensibili alla mente umana, raramente consentono l'idea che tutti questi siano anche magneti.
La scienza moderna richiede la creazione di nuovi magneti grandi e super potenti, i cui campi di applicazione sono associati alla fusione termonucleare, alla generazione di energia elettrica, all'accelerazione delle particelle cariche nei sincrotroni, al sollevamento di navi affondate. Crea un campo super forte usando le proprietà magneticheil magnete è uno dei problemi della fisica moderna.
Chiarire concetti
Un campo magnetico è una forza che agisce su corpi con una carica in movimento. "Non funziona" con oggetti fissi (o privi di carica) e funge da forma di campo elettromagnetico, che esiste come concetto più generale.
Se i corpi possono creare un campo magnetico attorno a se stessi e sperimentare la forza della sua influenza, vengono chiamati magneti. Cioè, questi oggetti sono magnetizzati (hanno il momento corrispondente).
Diversi materiali reagiscono in modo diverso a un campo esterno. Quelli che indeboliscono la sua azione al loro interno sono chiamati paramagneti, e quelli che la rafforzano sono chiamati diamagneti. I singoli materiali hanno la proprietà di amplificare mille volte un campo magnetico esterno. Questi sono ferromagneti (cob alto, nichel con ferro, gadolinio, nonché composti e leghe dei metalli citati). Quelli di loro che, essendo caduti sotto l'influenza di un forte campo esterno, acquisiscono essi stessi proprietà magnetiche, sono chiamati magnetici duri. Altri, capaci di comportarsi come magneti solo sotto l'influenza diretta del campo e cessare di esserlo con la sua scomparsa, sono magnetici morbidi.
Un po' di storia
Le persone studiano le proprietà dei magneti permanenti da tempi molto, molto antichi. Sono menzionati negli scritti di scienziati dell'antica Grecia fin dal 600 a. C. I magneti naturali (di origine naturale) si trovano nei depositi di minerali magnetici. Il più famoso dei grandi magneti naturali è custodito a TartuUniversità. Pesa 13 chilogrammi e il carico che può essere sollevato con il suo aiuto è di 40 kg.
L'umanità ha imparato a creare magneti artificiali usando vari ferromagneti. Il valore della polvere (da cob alto, ferro, ecc.) risiede nella capacità di sostenere un carico che pesa 5000 volte il proprio peso. I campioni artificiali possono essere permanenti (ottenuti da materiali magnetici duri) o elettromagneti aventi un nucleo, il cui materiale è ferro magnetico morbido. Il campo di tensione al loro interno è dovuto al passaggio di corrente elettrica attraverso i fili dell'avvolgimento, che è circondato dal nucleo.
Il primo libro serio contenente tentativi di studiare scientificamente le proprietà di un magnete fu il lavoro del medico londinese Gilbert, pubblicato nel 1600. Questo lavoro contiene la totalità delle informazioni disponibili in quel momento riguardanti il magnetismo e l'elettricità, così come gli esperimenti dell'autore.
Una persona cerca di adattare qualsiasi fenomeno esistente alla vita pratica. Naturalmente, il magnete non ha fatto eccezione.
Come vengono utilizzati i magneti
Quali proprietà del magnete ha adottato l'umanità? La sua portata è così ampia che possiamo solo brevemente sfiorare i dispositivi e le applicazioni principali e più famosi di questo meraviglioso oggetto.
Compass è un noto dispositivo per determinare le direzioni a terra. Grazie a lui, aprono la strada ad aerei e navi, trasporti terrestri e obiettivi del traffico pedonale. Questii dispositivi possono essere magnetici (tipo puntatore), utilizzati da turisti e topografi, o non magnetici (bussole radio e idro).
Le prime bussole con magneti naturali furono realizzate nell'XI secolo e utilizzate nella navigazione. La loro azione si basa sulla rotazione libera sul piano orizzontale di un lungo ago di materiale magnetico, equilibrato sull'asse. Una delle sue estremità è sempre rivolta a sud, l' altra a nord. In questo modo puoi sempre trovare con precisione le direzioni principali per quanto riguarda i punti cardinali.
Sfere principali
Campi in cui le proprietà del magnete hanno trovato la loro principale applicazione: radio ed elettrotecnica, strumentazione, automazione e telemeccanica. Relè, circuiti magnetici, ecc. sono ottenuti da materiali ferromagnetici. Nel 1820 fu scoperta la proprietà di un conduttore di corrente di agire sull'ago del magnete, costringendolo a girare. Allo stesso tempo, è stata fatta un' altra scoperta: una coppia di conduttori paralleli, attraverso i quali passa la corrente della stessa direzione, hanno la proprietà di attrazione reciproca.
Per questo motivo, è stata fatta un'ipotesi sulla causa delle proprietà del magnete. Tutti questi fenomeni sorgono in connessione con le correnti, comprese quelle che circolano all'interno dei materiali magnetici. Le idee moderne nella scienza sono pienamente coerenti con questo presupposto.
Informazioni su motori e generatori
Sulla base di esso sono state create molte varietà di motori elettrici e generatori elettrici, ovvero macchine di tipo rotazionale, il cui principio di funzionamento si basa sulla conversione dell'energia meccanica in energia elettrica (discorsostiamo parlando di generatori) o da elettrico a meccanico (di motori). Qualsiasi generatore funziona secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, ovvero EMF (forza elettromotrice) si verifica in un filo che si muove in un campo magnetico. Il motore elettrico funziona sulla base del fenomeno del verificarsi di una forza in un filo con corrente posta in un campo trasversale.
Utilizzando la forza dell'interazione del campo con la corrente che passa attraverso le spire degli avvolgimenti delle loro parti mobili, i dispositivi chiamati magnetoelettrici funzionano. Un contatore elettrico a induzione funge da nuovo potente motore a corrente alternata con due avvolgimenti. Il disco conduttivo posto tra gli avvolgimenti è sottoposto a rotazione di una coppia proporzionale alla potenza assorbita.
E nella vita di tutti i giorni?
Alimentati da una batteria in miniatura, gli orologi da polso elettrici sono familiari a tutti. Il loro dispositivo, grazie all'utilizzo di una coppia di magneti, una coppia di induttori e un transistor, è molto più semplice in termini di numero di parti disponibili rispetto agli orologi meccanici.
Si utilizzano sempre più serrature di tipo elettromagnetico o serrature a cilindro dotate di elementi magnetici. In essi, sia la chiave che la serratura sono dotate di un set di combinazione. Quando la chiave corretta entra bene nella serratura, gli elementi interni della serratura magnetica vengono attratti nella posizione desiderata, che ne consente l'apertura.
Il dispositivo dei dinamometri e un galvanometro (un dispositivo altamente sensibile con il quale si misurano le correnti deboli) si basa sull'azione dei magneti. Le proprietà del magnete hanno trovato applicazione nella produzione di abrasivi. Cosìchiamati particelle appuntite piccole e molto dure che sono necessarie per la lavorazione meccanica (smerigliatura, lucidatura, sgrossatura) di una varietà di oggetti e materiali. Durante la loro produzione, il ferrosilicio, necessario nella composizione della miscela, si deposita parzialmente sul fondo dei forni e viene parzialmente introdotto nella composizione dell'abrasivo. I magneti sono necessari per rimuoverlo da lì.
Scienza e comunicazioni
A causa delle proprietà magnetiche delle sostanze, la scienza ha la capacità di studiare la struttura dei vari corpi. Possiamo solo citare la magnetochimica o il rilevamento dei difetti magnetici (metodo per rilevare i difetti studiando la distorsione del campo magnetico in determinate aree dei prodotti).
Trovano impiego anche nella produzione di apparecchiature a microonde, sistemi di comunicazione radio (linee militari e commerciali), trattamenti termici, sia in ambito domestico che nell'industria alimentare (i forni a microonde sono ben noti a tutti). È quasi impossibile enumerare tutti i dispositivi tecnici e le applicazioni più complessi in cui le proprietà magnetiche delle sostanze vengono utilizzate oggi nell'ambito di un articolo.
Campo medico
Il campo della diagnostica e della terapia medica non ha fatto eccezione. Grazie ad acceleratori lineari di elettroni che generano raggi X, viene eseguita la terapia del tumore, vengono generati fasci di protoni in ciclotroni o sincrotroni, che hanno vantaggi rispetto ai raggi X nella direzionalità locale e una maggiore efficienza nel trattamento dei tumori oculari e cerebrali.
Per quanto riguarda il biologicoscienza, anche prima della metà del secolo scorso, le funzioni vitali del corpo non erano in alcun modo associate all'esistenza di campi magnetici. La letteratura scientifica è stata occasionalmente reintegrata con singoli messaggi sull'uno o l' altro dei loro effetti medici. Ma dagli anni Sessanta, le pubblicazioni sulle proprietà biologiche del magnete sono state una valanga.
Allora e adesso
Tuttavia, i tentativi di trattare le persone con esso furono fatti da alchimisti già nel XVI secolo. Ci sono stati molti tentativi riusciti di curare mal di denti, disturbi nervosi, insonnia e molti problemi con gli organi interni. Sembra che il magnete abbia trovato il suo uso in medicina non più tardi che nella navigazione.
Nell'ultimo mezzo secolo, i braccialetti magnetici sono stati ampiamente utilizzati, popolari tra i pazienti con pressione sanguigna ridotta. Gli scienziati credevano seriamente nella capacità di un magnete di aumentare la resistenza del corpo umano. Con l'aiuto di dispositivi elettromagnetici, hanno imparato a misurare la velocità del flusso sanguigno, prelevare campioni o iniettare i farmaci necessari dalle capsule.
Il magnete rimuove le piccole particelle di metallo che sono cadute nell'occhio. Il funzionamento dei sensori elettrici si basa sulla sua azione (ognuno di noi ha familiarità con la procedura per eseguire un elettrocardiogramma). Nel nostro tempo, la cooperazione dei fisici con i biologi per studiare i meccanismi alla base dell'influenza di un campo magnetico sul corpo umano sta diventando sempre più stretta e necessaria.
Magnete al neodimio: proprietà e applicazioni
Si ritiene che i magneti al neodimio abbiano il massimo impatto sulla salute umana. Sono costituiti daneodimio, ferro e boro. La loro formula chimica è NdFeB. Il principale vantaggio di un tale magnete è il forte effetto del suo campo con dimensioni relativamente ridotte. Quindi, il peso di un magnete con una forza di 200 gauss è di circa 1 g. Per fare un confronto, un magnete di ferro di uguale forza ha un peso circa 10 volte maggiore.
Un altro indubbio vantaggio dei magneti citati è la buona stabilità e la capacità di preservare le qualità desiderate per centinaia di anni. Nel corso di un secolo, un magnete perde le sue proprietà solo dell'1%.
Come vengono trattati esattamente i magneti al neodimio?
Migliora la circolazione sanguigna, stabilizza la pressione sanguigna, combatte l'emicrania.
Le proprietà dei magneti al neodimio iniziarono ad essere utilizzate per il trattamento circa 2000 anni fa. Menzioni di questo tipo di terapia si trovano nei manoscritti dell'antica Cina. Il trattamento è stato quindi l'applicazione di pietre magnetizzate sul corpo umano.
La terapia esisteva anche sotto forma di attaccarli al corpo. La leggenda afferma che Cleopatra doveva la sua salute eccellente e la sua bellezza soprannaturale all'uso costante di una benda magnetica sulla sua testa. Nel X secolo, gli scienziati persiani hanno descritto in dettaglio l'effetto benefico delle proprietà dei magneti al neodimio sul corpo umano in caso di eliminazione dell'infiammazione e degli spasmi muscolari. Secondo le prove sopravvissute di quel tempo, si può giudicare il loro uso per aumentare la forza muscolare, la forza ossea e ridurre il dolore articolare.
Da tutti i mali…
La prova dell'efficacia di un tale impatto fu pubblicata nel 1530anno dal famoso medico svizzero Paracelso. Nei suoi scritti, il medico ha descritto le proprietà magiche di un magnete che potrebbe stimolare le forze del corpo e causare l'autoguarigione. Un numero enorme di malattie in quei giorni iniziò a essere superato usando un magnete.
L'autotrattamento con l'aiuto di questo rimedio si diffuse negli USA negli anni del dopoguerra (1861-1865), quando i medicinali erano categoricamente carenti. Lo usavo sia come medicinale che come analgesico.
Dal 20° secolo, le proprietà curative del magnete hanno ricevuto giustificazioni scientifiche. Nel 1976, il medico giapponese Nikagawa ha introdotto il concetto di sindrome da carenza di campo magnetico. La ricerca ha stabilito i sintomi esatti di esso. Consistono in debolezza, affaticamento, diminuzione delle prestazioni e disturbi del sonno. Ci sono anche emicranie, dolori articolari e spinali, problemi all'apparato digerente e cardiovascolare sotto forma di ipotensione o ipertensione. Riguarda la sindrome e il campo della ginecologia, e le alterazioni cutanee. Con l'uso della magnetoterapia, queste condizioni possono essere normalizzate con successo.
La scienza non si ferma
Gli scienziati continuano a sperimentare con i campi magnetici. Gli esperimenti sono condotti sia su animali e uccelli, sia su batteri. Le condizioni di un campo magnetico indebolito riducono il successo dei processi metabolici negli uccelli e nei topi sperimentali, i batteri smettono bruscamente di moltiplicarsi. Con un deficit di campo prolungato, i tessuti viventi subiscono cambiamenti irreversibili.
È per combattere tutti questi fenomeni e causati dala magnetoterapia in quanto tale viene da loro utilizzata con numerose conseguenze negative. Sembra che al momento non siano state ancora adeguatamente studiate tutte le proprietà utili dei magneti. I medici hanno molte scoperte interessanti e nuovi sviluppi in vista.
