Toată lumea a fost de mult obișnuită cu un astfel de obiect precum un magnet. Nu vedem nimic special în ea. De obicei o asociem cu lecții de fizică sau cu o demonstrație sub formă de trucuri a proprietăților unui magnet pentru preșcolari. Și rar se gândește cineva la câți magneți ne înconjoară în viața de zi cu zi. Sunt zeci de ele în orice apartament. Un magnet este prezent în dispozitivul fiecărui difuzor, casetofon, aparat de ras electric, ceas. Chiar și un borcan cu cuie este unul.
Și ce altceva?
Noi - oamenii - nu facem excepție. Datorită biocurenților care curg în corp, există un model invizibil al liniilor sale de forță în jurul nostru. Pământul este un magnet uriaș. Și chiar mai grandios - bila de plasmă a soarelui. Dimensiunile galaxiilor și nebuloaselor, de neînțeles pentru mintea umană, permit rareori ideea că toate acestea sunt și magneți.
Știința modernă necesită crearea de noi magneți mari și super-puternici, ale căror domenii de aplicare sunt asociate cu fuziunea termonucleară, generarea de energie electrică, accelerarea particulelor încărcate în sincrotroni, ridicarea navelor scufundate. Creați un câmp super puternic folosind proprietăți magneticemagnetul este una dintre problemele fizicii moderne.
Clarificarea conceptelor
Un câmp magnetic este o forță care acționează asupra corpurilor cu o sarcină care sunt în mișcare. „Nu funcționează” cu obiecte staționare (sau lipsite de sarcină) și servește ca o formă de câmp electromagnetic, care există ca un concept mai general.
Dacă corpurile pot crea un câmp magnetic în jurul lor și pot experimenta ele însele forța influenței acestuia, se numesc magneți. Adică, aceste obiecte sunt magnetizate (au momentul corespunzător).
Diferitele materiale reacţionează diferit la un câmp extern. Cei care îi slăbesc acțiunea în interiorul lor se numesc paramagneți, iar cei care o întăresc se numesc diamagneți. Materialele individuale au proprietatea de a amplifica de o mie de ori un câmp magnetic extern. Aceștia sunt feromagneți (cob alt, nichel cu fier, gadoliniu, precum și compuși și aliaje ale metalelor menționate). Aceia dintre ei care, căzând sub influența unui câmp extern puternic, dobândesc ei înșiși proprietăți magnetice, se numesc magnetic dur. Alții, capabili să se comporte ca niște magneți numai sub influența directă a câmpului și încetând să mai fie așa odată cu dispariția acestuia, sunt magnetici moale.
Un pic de istorie
Oamenii studiază proprietățile magneților permanenți încă din vremuri foarte, foarte vechi. Ele sunt menționate în scrierile oamenilor de știință din Grecia antică încă din 600 de ani î. Hr. Magneții naturali (de origine naturală) pot fi găsiți în depozitele de minereu magnetic. Cel mai faimos dintre magneții naturali mari se păstrează la Tartuuniversitate. Cântărește 13 kilograme, iar sarcina care poate fi ridicată cu ajutorul ei este de 40 kg.
Omenirea a învățat să creeze magneți artificiali folosind diferiți feromagneți. Valoarea pulberii (din cob alt, fier etc.) constă în capacitatea de a susține o încărcătură care cântărește de 5000 de ori propria greutate. Exemplarele artificiale pot fi permanente (obținute din materiale magnetice dure) sau electromagneți având un miez, al cărui material este fier magnetic moale. Câmpul de tensiune din ele apare din cauza trecerii curentului electric prin firele înfășurării, care este înconjurat de miez.
Prima carte serioasă care conține încercări de a studia științific proprietățile unui magnet a fost lucrarea medicului londonez Gilbert, publicată în 1600. Această lucrare conține totalitatea informațiilor disponibile la acel moment referitoare la magnetism și electricitate, precum și experimentele autorului.
O persoană încearcă să adapteze oricare dintre fenomenele existente la viața practică. Desigur, magnetul nu a făcut excepție.
Cum sunt folosiți magneții
Ce proprietăți ale magnetului a adoptat omenirea? Domeniul său de aplicare este atât de vast încât putem atinge doar pe scurt principalele și cele mai faimoase dispozitive și aplicații ale acestui minunat articol.
Busola este un dispozitiv binecunoscut pentru determinarea direcțiilor pe sol. Datorită lui, ele deschid calea pentru avioane și nave, transport terestru și ținte de trafic pietonal. Acestedispozitivele pot fi magnetice (de tip pointer), folosite de turiști și topografi, sau nemagnetice (radio și hidrobusole).
Primele busole din magneți naturali au fost realizate în secolul al XI-lea și folosite în navigație. Acțiunea lor se bazează pe rotația liberă în plan orizontal a unui ac lung din material magnetic, echilibrat pe ax. Unul dintre capete este întotdeauna orientat spre sud, celăl alt - nord. Astfel, puteți afla întotdeauna cu exactitate principalele direcții privind punctele cardinale.
Sfere principale
Câmpuri în care proprietățile magnetului și-au găsit aplicația principală - inginerie radio și electrică, instrumentație, automatizare și telemecanică. Din materiale feromagnetice se obțin relee, circuite magnetice etc.. În 1820 s-a descoperit proprietatea unui conductor purtător de curent de a acționa asupra acului magnetului, forțându-l să se rotească. În același timp, s-a făcut o altă descoperire - o pereche de conductori paraleli, prin care trece curentul de aceeași direcție, au proprietatea de atracție reciprocă.
Din acest motiv, s-a făcut o presupunere despre cauza proprietăților magnetului. Toate astfel de fenomene apar în legătură cu curenții, inclusiv cu cei care circulă în interiorul materialelor magnetice. Ideile moderne din știință sunt pe deplin în concordanță cu această presupunere.
Despre motoare și generatoare
Pe baza acesteia, au fost create multe varietăți de motoare electrice și generatoare electrice, adică mașini de tip rotativ, al căror principiu de funcționare se bazează pe conversia energiei mecanice în energie electrică (vorbirevorbim de generatoare) sau electrice pana la mecanice (despre motoare). Orice generator funcționează pe principiul inducției electromagnetice, adică EMF (forța electromotoare) apare într-un fir care se mișcă într-un câmp magnetic. Motorul electric funcționează pe baza fenomenului de apariție a forței într-un fir cu curent plasat în câmp transversal.
Folosind puterea interacțiunii câmpului cu curentul care trece prin spirele înfășurării părților lor mobile, dispozitive numite lucru magnetoelectric. Un contor de electricitate cu inducție acționează ca un nou motor puternic de curent alternativ cu două înfășurări. Discul conductor situat între înfășurări este supus rotației cu un cuplu proporțional cu puterea de intrare.
Și în viața de zi cu zi?
Alimentate de o baterie în miniatură, ceasurile de mână electrice sunt familiare tuturor. Dispozitivul lor, datorită folosirii unei perechi de magneți, a unei perechi de inductori și a unui tranzistor, este mult mai simplu în ceea ce privește numărul de piese disponibile decât ceasurile mecanice.
Încuietori de tip electromagnetic sau încuietori cu cilindru dotate cu elemente magnetice sunt din ce în ce mai folosite. În ele, atât cheia, cât și încuietoarea sunt echipate cu un set de combinații. Când cheia corectă intră bine în broască, elementele interne ale broaștei magnetice sunt atrase în poziția dorită, ceea ce permite deschiderea acesteia.
Dispozitivul dinamometrelor și al galvanometrului (un dispozitiv foarte sensibil cu care se măsoară curenții slabi) se bazează pe acțiunea magneților. Proprietățile magnetului și-au găsit aplicație în fabricarea de abrazivi. Asa denumite particule ascuțite mici și foarte dure care sunt necesare pentru prelucrarea mecanică (slefuire, lustruire, degroșare) a unei varietăți de obiecte și materiale. În timpul producției lor, ferosiliciul, care este necesar în compoziția amestecului, se depune parțial pe fundul cuptoarelor și este parțial introdus în compoziția abrazivului. Sunt necesari magneți pentru a-l elimina de acolo.
Știință și comunicații
Datorită proprietăților magnetice ale substanțelor, știința are capacitatea de a studia structura diferitelor corpuri. Putem aminti doar magnetochimia sau detectarea defectelor magnetice (metoda de detectare a defectelor prin studierea distorsiunii câmpului magnetic în anumite zone ale produselor).
Se folosesc și în producția de echipamente cu microunde, sisteme de radiocomunicații (linii militare și comerciale), tratament termic, atât acasă, cât și în industria alimentară (cuptoarele cu microunde sunt binecunoscute de toată lumea). Este aproape imposibil de enumerat toate cele mai complexe dispozitive tehnice și aplicații în care proprietățile magnetice ale substanțelor sunt folosite astăzi în cadrul unui articol.
Domeniu medical
Domeniul diagnosticului și terapiei medicale nu a făcut excepție. Datorită acceleratorilor liniari de electroni care generează raze X, se realizează terapia tumorală, se generează fascicule de protoni în ciclotroni sau sincrotroni, care au avantaje față de razele X în direcționalitate locală și eficiență crescută în tratamentul tumorilor oculare și cerebrale.
Cât despre biologicștiință, chiar înainte de mijlocul secolului trecut, funcțiile vitale ale corpului nu erau în niciun caz asociate cu existența câmpurilor magnetice. Literatura științifică a fost ocazional completată cu mesaje unice despre unul sau altul dintre efectele lor medicale. Dar din anii '60, publicațiile despre proprietățile biologice ale magnetului au fost o avalanșă.
Atunci și acum
Totuși, încercările de a trata oamenii cu ea au fost făcute de alchimiști încă din secolul al XVI-lea. Au existat multe încercări reușite de a vindeca durerile de dinți, tulburările nervoase, insomnia și multe probleme cu organele interne. Se pare că magnetul și-a găsit utilizarea în medicină cel târziu în navigație.
În ultima jumătate de secol, brățările magnetice au fost utilizate pe scară largă, populare printre pacienții cu hipertensiune arterială. Oamenii de știință au crezut serios în capacitatea unui magnet de a crește rezistența corpului uman. Cu ajutorul dispozitivelor electromagnetice, au învățat să măsoare viteza fluxului sanguin, să preleveze probe sau să injecteze medicamentele necesare din capsule.
Magnetul îndepărtează micile particule de metal care au căzut în ochi. Funcționarea senzorilor electrici se bazează pe acțiunea acestuia (oricare dintre noi este familiarizat cu procedura de efectuare a electrocardiogramei). În timpul nostru, cooperarea fizicienilor cu biologii pentru a studia mecanismele care stau la baza influenței unui câmp magnetic asupra corpului uman devine din ce în ce mai strânsă și mai necesară.
Magnet de neodim: proprietăți și aplicații
Magneții de neodim sunt considerați a avea un impact maxim asupra sănătății umane. Ele constau dinneodim, fier și bor. Formula lor chimică este NdFeB. Principalul avantaj al unui astfel de magnet este efectul puternic al câmpului său cu o dimensiune relativ mică. Deci, greutatea unui magnet cu o forță de 200 gauss este de aproximativ 1 g. Pentru comparație, un magnet de fier de putere egală are o greutate de aproximativ 10 ori mai mare.
Un alt avantaj incontestabil al magneților menționați este stabilitatea bună și capacitatea de a păstra calitățile dorite timp de sute de ani. Pe parcursul unui secol, un magnet își pierde proprietățile cu doar 1%.
Cum sunt tratați exact magneții de neodim?
Imbunatateste circulatia sangelui, stabilizeaza tensiunea arteriala, combate migrenele.
Proprietățile magneților de neodim au început să fie folosite pentru tratament cu aproximativ 2000 de ani în urmă. Mențiuni despre acest tip de terapie se găsesc în manuscrisele Chinei antice. Tratamentul a fost apoi prin aplicarea de pietre magnetizate pe corpul uman.
Terapia a existat și sub forma atașării lor de corp. Legenda susține că Cleopatra și-a datorat sănătatea excelentă și frumusețea nepământeană purtării constante a unui bandaj magnetic pe cap. În secolul al X-lea, oamenii de știință persani au descris în detaliu efectul benefic al proprietăților magneților de neodim asupra corpului uman în cazul eliminării inflamației și spasmelor musculare. Conform dovezilor supraviețuitoare din acea vreme, se poate aprecia utilizarea lor pentru a crește forța musculară, a oaselor și pentru a reduce durerile articulare.
Din toate bolile…
Dovezile eficacității unui astfel de impact au fost publicate în 1530an de celebrul medic elvetian Paracelsus. În scrierile sale, medicul a descris proprietățile magice ale unui magnet care ar putea stimula forțele organismului și ar putea provoca autovindecare. Un număr imens de boli în acele zile au început să fie depășite cu ajutorul unui magnet.
Autotratamentul cu ajutorul acestui remediu a devenit larg răspândit în SUA în anii postbelici (1861-1865), când medicamentele lipseau categoric. L-am folosit atât ca medicament, cât și ca analgezic.
Din secolul al XX-lea, proprietățile vindecătoare ale magnetului au primit justificare științifică. În 1976, medicul japonez Nikagawa a introdus conceptul de sindrom de deficiență a câmpului magnetic. Cercetările au stabilit simptomele exacte ale acesteia. Acestea constau în slăbiciune, oboseală, scăderea performanței și tulburări de somn. Există și migrene, dureri articulare și coloanei vertebrale, probleme cu sistemul digestiv și cardiovascular sub formă de hipotensiune sau hipertensiune arterială. Se referă la sindrom și domeniul ginecologiei și modificări ale pielii. Cu ajutorul magnetoterapiei, aceste condiții pot fi normalizate cu succes.
Știința nu sta pe loc
Oamenii de știință continuă să experimenteze câmpurile magnetice. Experimentele sunt efectuate atât pe animale și păsări, cât și pe bacterii. Condițiile unui câmp magnetic slăbit reduc succesul proceselor metabolice la păsările și șoarecii experimentali, bacteriile încetează brusc să se înmulțească. Cu un deficit prelungit de câmp, țesuturile vii suferă modificări ireversibile.
Este pentru a combate toate astfel de fenomene și cauzate demagnetoterapia ca atare este folosită de aceștia cu numeroase consecințe negative. Se pare că în prezent toate proprietățile utile ale magneților nu au fost încă studiate în mod adecvat. Medicii au în față o mulțime de descoperiri interesante și noi dezvoltări.
