L'interazione magnetica degli oggetti è uno dei processi fondamentali che governano ogni cosa nell'Universo. Le sue manifestazioni visibili sono fenomeni magnetici. Tra questi ci sono l'aurora boreale, l'attrazione dei magneti, le tempeste magnetiche, ecc. Come nascono? Cosa sono?
Magnetismo
I fenomeni e le proprietà magnetiche sono indicati collettivamente come magnetismo. La loro esistenza è nota da molto tempo. Si presume che già quattromila anni fa i cinesi usassero questa conoscenza per creare una bussola e navigare in mare. La conduzione di esperimenti e lo studio serio del fenomeno fisico magnetico iniziò solo nel XIX secolo. Hans Oersted è considerato uno dei primi ricercatori in questo campo.
I fenomeni magnetici possono verificarsi sia nello Spazio che sulla Terra e compaiono solo all'interno dei campi magnetici. Tali campi derivano da cariche elettriche. Quando le cariche sono stazionarie, attorno ad esse si forma un campo elettrico. Quando si muovono - un campo magnetico.
Cioè, il fenomeno del campo magnetico si verifica con l'avvento dicorrente elettrica o campo elettrico alternato. Questa è una regione dello spazio all'interno della quale agisce una forza che colpisce i magneti e i conduttori magnetici. Ha una sua direzione e diminuisce man mano che si allontana dalla sua sorgente - il conduttore.
Magneti
Un corpo attorno al quale si forma un campo magnetico è chiamato magnete. Il più piccolo di loro è l'elettrone. L'attrazione dei magneti è il fenomeno fisico magnetico più famoso: se si attaccano due magneti l'uno all' altro, si attraggono o si respingono. Riguarda la loro posizione l'uno rispetto all' altro. Ogni magnete ha due poli: nord e sud.
I poli con lo stesso nome si respingono, mentre i poli opposti, al contrario, si attraggono. Se lo tagli in due, i poli nord e sud non si separeranno. Di conseguenza, otterremo due magneti, ognuno dei quali avrà anche due poli.
Ci sono un certo numero di materiali magnetici. Questi includono ferro, cob alto, nichel, acciaio, ecc. Tra questi ci sono liquidi, leghe, composti chimici. Se i magneti sono tenuti vicino a un magnete, lo diventeranno essi stessi.
Sostanze come il ferro puro acquisiscono facilmente questa proprietà, ma le dicono anche addio rapidamente. Altri (come l'acciaio) impiegano più tempo per magnetizzare ma mantengono l'effetto a lungo.
Magnetizzazione
Abbiamo stabilito sopra che un campo magnetico sorge quando le particelle cariche si muovono. Ma di che tipo di movimento si può parlare, ad esempio, di un pezzo di ferro appeso a un frigorifero? Tuttile sostanze sono costituite da atomi, che contengono particelle in movimento.
Ogni atomo ha il proprio campo magnetico. Ma, in alcuni materiali, questi campi sono diretti casualmente in direzioni diverse. Per questo motivo, attorno a loro non viene creato un grande campo. Tali sostanze non sono in grado di magnetizzarsi.
In altri materiali (ferro, cob alto, nichel, acciaio) gli atomi sono in grado di allinearsi in modo che puntino tutti nello stesso modo. Di conseguenza, attorno a loro si forma un campo magnetico comune e il corpo viene magnetizzato.
Si scopre che la magnetizzazione di un corpo è l'ordinamento dei campi dei suoi atomi. Per rompere questo ordine, è sufficiente colpirlo forte, ad esempio, con un martello. I campi degli atomi inizieranno a muoversi in modo caotico e perderanno le loro proprietà magnetiche. Lo stesso accadrà se il materiale viene riscaldato.
Induzione magnetica
I fenomeni magnetici sono associati alle cariche in movimento. Quindi, attorno a un conduttore con una corrente elettrica, sorgerà sicuramente un campo magnetico. Ma può essere il contrario? Il fisico inglese Michael Faraday una volta fece questa domanda e scoprì il fenomeno dell'induzione magnetica.
Ha concluso che un campo costante non può causare una corrente elettrica, ma una variabile può. La corrente avviene in un circuito chiuso del campo magnetico ed è chiamata induzione. In questo caso, la forza elettromotrice cambierà in proporzione alla variazione della velocità del campo che permea il circuito.
La scoperta di Faraday è stata una vera svolta e ha portato notevoli vantaggi ai produttori di apparecchiature elettriche. Grazie a lui è diventato possibile ricevere corrente dall'energia meccanica. La legge dedotta dallo scienziato è stata applicata eutilizzato nel dispositivo di motori elettrici, vari generatori, trasformatori, ecc.
Campo magnetico terrestre
Giove, Nettuno, Saturno e Urano hanno un campo magnetico. Il nostro pianeta non fa eccezione. Nella vita ordinaria, non ce ne accorgiamo quasi. Non è tangibile, non ha né sapore né odore. Ma è a lui che sono associati i fenomeni magnetici in natura. Come l'aurora, le tempeste magnetiche o la magnetorecezione negli animali.
In sostanza, la Terra è un magnete enorme, ma non molto forte, che ha due poli che non coincidono con quelli geografici. Le linee magnetiche lasciano il Polo Sud del pianeta ed entrano nel Nord. Ciò significa che in effetti il Polo Sud della Terra è il polo nord del magnete (ecco perché in Occidente il polo sud è indicato in blu - S, e in rosso indica il polo nord - N).
Il campo magnetico si estende per centinaia di chilometri dalla superficie del pianeta. Serve come una cupola invisibile che riflette la potente radiazione galattica e solare. Durante la collisione delle particelle di radiazione con il guscio terrestre, si formano molti fenomeni magnetici. Diamo un'occhiata al più famoso di loro.
Tempeste magnetiche
Il Sole ha una forte influenza sul nostro pianeta. Non solo ci dà calore e luce, ma provoca anche spiacevoli fenomeni magnetici come le tempeste. Il loro aspetto è associato ad un aumento dell'attività solare e ai processi che avvengono all'interno di questa stella.
La Terra è costantemente influenzata dal flusso di particelle ionizzate dal Sole. Si muovono convelocità di 300-1200 km/s e sono caratterizzati come vento solare. Ma di tanto in tanto, su una stella si verificano improvvise espulsioni di un numero enorme di queste particelle. Agiscono come scosse sul guscio terrestre e fanno oscillare il campo magnetico.
Tali tempeste di solito durano fino a tre giorni. In questo momento, alcuni abitanti del nostro pianeta si sentono male. Le vibrazioni del guscio si riflettono in noi con mal di testa, aumento della pressione e debolezza. In una vita, una persona subisce una media di 2.000 tempeste.
Aurora boreale
Ci sono anche fenomeni magnetici più piacevoli in natura: l'aurora boreale o l'aurora. Si manifesta sotto forma di un cielo luminoso con colori che cambiano rapidamente, e si verifica principalmente alle alte latitudini (67-70°). Con una forte attività del Sole, la radianza si osserva ancora più bassa.
A circa 64 chilometri sopra i poli, le particelle solari cariche incontrano le parti più lontane del campo magnetico. Qui, alcuni di loro si dirigono verso i poli magnetici della Terra, dove interagiscono con i gas dell'atmosfera, motivo per cui appare l'aurora.
Lo spettro del bagliore dipende dalla composizione dell'aria e dalla sua rarefazione. Il bagliore rosso si verifica a un' altitudine compresa tra 150 e 400 chilometri. Le sfumature del blu e del verde sono associate ad un alto contenuto di ossigeno e azoto. Si verificano a un' altitudine di 100 chilometri.
Ricezione principale
La principale scienza che studia i fenomeni magnetici è la fisica. Tuttavia, alcuni di essi possono anche essere correlati alla biologia. Ad esempio, la sensibilità magnetica dell'abitareorganismi - la capacità di riconoscere il campo magnetico terrestre.
Molti animali, specie migratorie, hanno questo dono unico. La capacità di magnetorecezione è stata riscontrata in pipistrelli, piccioni, tartarughe, gatti, cervi, alcuni batteri, ecc. Aiuta gli animali a navigare nello spazio e trovare la loro casa, allontanandosi da esso per decine di chilometri.
Se una persona usa una bussola per orientarsi, gli animali usano strumenti completamente naturali. Gli scienziati non sono ancora in grado di determinare esattamente come e perché funziona la magnetorecezione. Ma è noto che i piccioni riescono a trovare la loro casa anche se vengono portati a centinaia di chilometri di distanza da essa, mentre chiudono l'uccello in una scatola completamente buia. Le tartarughe trovano il loro luogo di nascita anche anni dopo.
Grazie ai loro "superpoteri", gli animali anticipano eruzioni vulcaniche, terremoti, tempeste e altri cataclismi. Sono sensibili alle fluttuazioni del campo magnetico, il che aumenta la capacità di autoconservazione.
