Svi su odavno navikli na takav predmet kao što je magnet. Ne vidimo ništa posebno u tome. Obično ga povezujemo sa časovima fizike ili demonstracijom u obliku trikova o svojstvima magneta za predškolce. I rijetko ko razmišlja o tome koliko nas magneta okružuje u svakodnevnom životu. Ima ih na desetine u svakom stanu. Magnet je prisutan u uređaju svakog zvučnika, kasetofona, električnog brijača, sata. Čak je i tegla eksera jedan.
I šta još?
Mi - ljudi - nismo izuzetak. Zahvaljujući biostrujama koje teku u tijelu, oko nas postoji nevidljivi obrazac njegovih linija sile. Zemlja je ogroman magnet. I još grandioznije - plazma lopta sunca. Dimenzije galaksija i maglina, neshvatljive ljudskom umu, retko dozvoljavaju ideju da su sve to ujedno i magneti.
Savremena nauka zahteva stvaranje novih velikih i super-moćnih magneta, čija su polja primene povezana sa termonuklearnom fuzijom, stvaranjem električne energije, ubrzanjem naelektrisanih čestica u sinhrotronima, podizanjem potonulih brodova. Stvorite super jako polje koristeći magnetna svojstvamagnet je jedan od problema moderne fizike.
Pojasnite koncepte
Magnetno polje je sila koja djeluje na tijela sa nabojem koja su u pokretu. Ono "ne radi" sa stacionarnim objektima (ili bez naboja) i služi kao oblik elektromagnetnog polja, koje postoji kao opštiji koncept.
Ako tijela mogu stvoriti magnetno polje oko sebe i sama iskusiti silu njegovog utjecaja, nazivaju se magnetima. To jest, ovi objekti su magnetizirani (imaju odgovarajući moment).
Različiti materijali različito reaguju na vanjsko polje. Oni koji oslabe njegovo djelovanje u sebi nazivaju se paramagneti, a oni koji ga pojačavaju nazivaju se dijamagneti. Pojedinačni materijali imaju svojstvo da hiljadu puta pojačaju vanjsko magnetsko polje. To su feromagneti (kob alt, nikl sa gvožđem, gadolinijum, kao i jedinjenja i legure navedenih metala). Oni od njih koji, pavši pod utjecaj jakog vanjskog polja, sami steknu magnetska svojstva, nazivaju se tvrdim magnetima. Drugi, sposobni da se ponašaju poput magneta samo pod direktnim uticajem polja i prestaju to biti njegovim nestankom, meki su magneti.
Malo istorije
Ljudi proučavaju svojstva trajnih magneta još od vrlo, vrlo starih vremena. Spominju se u spisima naučnika antičke Grčke još 600 godina prije nove ere. Prirodni (prirodnog porijekla) magneti se mogu naći u ležištima magnetne rude. Najpoznatiji od velikih prirodnih magneta čuva se u Tartuuuniverzitet. Teška je 13 kilograma, a teret koji se uz njegovu pomoć može podići je 40 kg.
Čovječanstvo je naučilo da stvara umjetne magnete koristeći različite feromagnete. Vrijednost praha (od kob alta, gvožđa itd.) leži u sposobnosti držanja tereta težine 5000 puta veće od sopstvene težine. Vještački uzorci mogu biti trajni (dobijeni od tvrdih magnetskih materijala) ili elektromagneti sa jezgrom čiji je materijal meko magnetsko željezo. Naponsko polje u njima nastaje zbog prolaska električne struje kroz žice namotaja, koje je okruženo jezgrom.
Prva ozbiljna knjiga koja sadrži pokušaje naučnog proučavanja svojstava magneta bila je rad londonskog ljekara Gilberta, objavljena 1600. godine. Ovo djelo sadrži sveukupnost informacija dostupnih u to vrijeme o magnetizmu i elektricitetu, kao i autorove eksperimente.
Osoba pokušava da prilagodi bilo koju od postojećih pojava praktičnom životu. Naravno, magnet nije bio izuzetak.
Kako se koriste magneti
Koja svojstva magneta je čovječanstvo usvojilo? Njegov opseg je toliko širok da se samo ukratko možemo dotaknuti glavnih, najpoznatijih uređaja i aplikacija ovog divnog artikla.
Kompas je dobro poznati uređaj za određivanje pravaca na tlu. Zahvaljujući njemu, oni utiru put avionima i brodovima, kopnenom saobraćaju i pješačkim saobraćajnim ciljevima. Oveuređaji mogu biti magnetni (tip pokazivača), koje koriste turisti i topografi, ili nemagnetni (radio i hidrokompasi).
Prvi kompasi od prirodnih magneta napravljeni su u 11. veku i korišćeni u navigaciji. Njihovo djelovanje se zasniva na slobodnoj rotaciji u horizontalnoj ravni dugačke igle od magnetskog materijala, uravnotežene na osi. Jedan od njegovih krajeva je uvijek okrenut prema jugu, a drugi prema sjeveru. Dakle, uvijek možete precizno saznati glavne smjernice u vezi sa kardinalnim tačkama.
Glavne sfere
Polja na kojima su svojstva magneta našla svoju glavnu primenu - radio i elektrotehnika, instrumentacija, automatika i telemehanika. Od feromagnetnih materijala dobijaju se releji, magnetna kola itd. Godine 1820. otkriveno je svojstvo provodnika sa strujom da deluje na iglu magneta, terajući je da se okreće. Istovremeno je došlo do još jednog otkrića - par paralelnih provodnika, kroz koje prolazi struja istog smjera, ima svojstvo međusobnog privlačenja.
Zbog toga je napravljena pretpostavka o uzroku svojstava magneta. Sve takve pojave nastaju u vezi sa strujama, uključujući i one koje kruže unutar magnetnih materijala. Moderne ideje u nauci su u potpunosti u skladu sa ovom pretpostavkom.
O motorima i generatorima
Na osnovu njega stvorene su mnoge varijante elektromotora i električnih generatora, odnosno mašina rotacionog tipa, čiji se princip rada zasniva na pretvaranju mehaničke energije u električnu (govorgovorimo o generatorima) ili električnim do mehaničkih (o motorima). Svaki generator radi na principu elektromagnetne indukcije, odnosno EMF (elektromotorna sila) se javlja u žici koja se kreće u magnetskom polju. Elektromotor radi na osnovu fenomena pojave sile u žici sa strujom koja se nalazi u poprečnom polju.
Koristeći snagu interakcije polja sa strujom koja prolazi kroz zavoje namotaja njihovih pokretnih dijelova, uređaji se nazivaju magnetoelektrični rad. Indukcijski mjerač električne energije djeluje kao novi moćni AC motor sa dva namotaja. Provodljivi disk koji se nalazi između namotaja je podvrgnut rotaciji zakretnim momentom proporcionalnim ulaznoj snazi.
A u svakodnevnom životu?
Pokreni minijaturnom baterijom, električni ručni satovi su svima poznati. Njihov uređaj, zahvaljujući upotrebi para magneta, para induktora i tranzistora, mnogo je jednostavniji u smislu broja dostupnih delova od mehaničkih satova.
Brave elektromagnetnog tipa ili cilindarske brave opremljene magnetnim elementima se sve više koriste. U njima su i ključ i brava opremljeni kombinovanim setom. Kada ispravan ključ dobro uđe u bravu, unutrašnji elementi magnetne brave se privlače u željenu poziciju, što omogućava njeno otvaranje.
Uređaj dinamometara i galvanometra (visoko osjetljiv uređaj kojim se mjere slabe struje) zasniva se na djelovanju magneta. Svojstva magneta našla su primjenu u proizvodnji abraziva. Daklenazivaju se oštre male i vrlo tvrde čestice koje su potrebne za mehaničku obradu (brušenje, poliranje, grubo brušenje) raznih predmeta i materijala. Tokom njihove proizvodnje, ferosilicij, koji je neophodan u sastavu smjese, djelomično se taloži na dno peći, a dijelom se unosi u sastav abraziva. Magneti su potrebni da se odatle ukloni.
Nauka i komunikacije
Zbog magnetnih svojstava supstanci, nauka ima mogućnost proučavanja strukture različitih tijela. Možemo spomenuti samo magnetohemiju ili magnetsku detekciju grešaka (metoda otkrivanja nedostataka proučavanjem izobličenja magnetnog polja u određenim područjima proizvoda).
Koriste se i u proizvodnji mikrotalasne opreme, radio komunikacionih sistema (vojne i komercijalne linije), termičkoj obradi, kako kod kuće, tako iu prehrambenoj industriji (mikrotalasne pećnice su svima dobro poznate). Gotovo je nemoguće u okviru jednog članka nabrojati sve najsloženije tehničke uređaje i primjene u kojima se danas koriste magnetna svojstva tvari.
medicinska oblast
Oblast dijagnostike i medicinske terapije nije bila izuzetak. Zahvaljujući linearnim elektronskim akceleratorima koji generišu X-zrake, sprovodi se terapija tumora, generišu se protonski snopovi u ciklotronima ili sinhrotronima, koji imaju prednosti u odnosu na X-zrake u lokalnoj usmerenosti i povećanju efikasnosti u lečenju tumora oka i mozga.
Što se tiče biološkenauke, čak i pre sredine prošlog veka, vitalne funkcije tela nisu bile ni na koji način povezane sa postojanjem magnetnih polja. Naučna literatura se povremeno popunjavala pojedinačnim porukama o jednom ili drugom njihovom medicinskom dejstvu. Ali od šezdesetih godina, publikacije o biološkim svojstvima magneta bile su lavina.
Tada i sada
Međutim, alhemičari su pokušali da liječe ljude njime još u 16. vijeku. Bilo je mnogo uspješnih pokušaja da se izliječe zubobolja, nervni poremećaji, nesanica i mnogi problemi sa unutrašnjim organima. Čini se da je magnet pronašao svoju upotrebu u medicini najkasnije u navigaciji.
U poslednjih pola veka, magnetne narukvice su bile u širokoj upotrebi, popularne među pacijentima sa poremećenim krvnim pritiskom. Naučnici su ozbiljno vjerovali u sposobnost magneta da poveća otpor ljudskog tijela. Uz pomoć elektromagnetnih uređaja naučili su da mjere brzinu krvotoka, uzimaju uzorke ili ubrizgavaju potrebne lijekove iz kapsula.
Magnet uklanja male metalne čestice koje su upale u oko. Rad električnih senzora zasniva se na njegovom djelovanju (svatko od nas je upoznat sa procedurom uzimanja elektrokardiograma). U naše vrijeme, saradnja fizičara sa biolozima na proučavanju temeljnih mehanizama utjecaja magnetnog polja na ljudsko tijelo postaje sve bliža i potrebnija.
Neodimijum magnet: svojstva i primjena
Neodimijumski magneti se smatraju da imaju maksimalan uticaj na zdravlje ljudi. Oni se sastoje odneodimijum, gvožđe i bor. Njihova hemijska formula je NdFeB. Glavna prednost takvog magneta je snažan učinak njegovog polja relativno male veličine. Dakle, težina magneta sa silom od 200 gausa je oko 1 g. Poređenja radi, gvozdeni magnet jednake snage ima težinu oko 10 puta veću.
Još jedna nesumnjiva prednost pomenutih magneta je dobra stabilnost i sposobnost očuvanja željenih kvaliteta stotinama godina. Tokom jednog veka, magnet gubi svoja svojstva za samo 1%.
Kako se tačno tretiraju neodimijumski magneti?
Poboljšava cirkulaciju krvi, stabilizuje krvni pritisak, bori se protiv migrene.
Svojstva neodimijumskih magneta počela su se koristiti za liječenje prije otprilike 2000 godina. Spominjanje ove vrste terapije nalazi se u rukopisima drevne Kine. Tretman je tada bio primjenom magnetiziranog kamenja na ljudsko tijelo.
Terapija je takođe postojala u obliku njihovog pričvršćivanja za tijelo. Legenda tvrdi da je Kleopatra svoje izvrsno zdravlje i nezemaljsku ljepotu dugovala stalnom nošenju magnetskog zavoja na glavi. U 10. stoljeću perzijski naučnici su detaljno opisali blagotvorno djelovanje svojstava neodimijumskih magneta na ljudski organizam u slučaju otklanjanja upale i grčeva mišića. Prema sačuvanim dokazima iz tog vremena, može se suditi o njihovoj upotrebi za povećanje mišićne snage, snage kostiju i smanjenje bolova u zglobovima.
Od svih bolesti…
Dokaz o djelotvornosti takvog utjecaja objavljen je 1530. godinegodine od strane poznatog švajcarskog doktora Paracelzusa. U svojim spisima, doktor je opisao magična svojstva magneta koji može stimulisati telesne snage i izazvati samoizlečenje. Ogroman broj bolesti tih dana počeo se prevladavati pomoću magneta.
Samoliječenje uz pomoć ovog lijeka postalo je široko rasprostranjeno u SAD u poslijeratnim godinama (1861-1865), kada su lijekovi kategorički nedostajali. Koristio ga je i kao lijek i kao sredstvo protiv bolova.
Od 20. veka, lekovita svojstva magneta su dobila naučno opravdanje. 1976. godine japanski doktor Nikagawa uveo je koncept sindroma nedostatka magnetnog polja. Istraživanja su utvrdila točne simptome. Sastoje se od slabosti, umora, smanjene performanse i poremećaja sna. Tu su i migrene, bolovi u zglobovima i kičmi, problemi sa probavnim i kardiovaskularnim sistemom u vidu hipotenzije ili hipertenzije. Tiče se sindroma i oblasti ginekologije, te kožnih promjena. Uz upotrebu magnetoterapije, ova stanja se mogu prilično uspješno normalizirati.
Nauka ne miruje
Naučnici nastavljaju da eksperimentišu sa magnetnim poljima. Eksperimenti se provode kako na životinjama i pticama, tako i na bakterijama. Uslovi oslabljenog magnetnog polja smanjuju uspješnost metaboličkih procesa kod pokusnih ptica i miševa, bakterije naglo prestaju da se razmnožavaju. Uz produženi deficit polja, živa tkiva prolaze kroz nepovratne promjene.
To je za borbu protiv svih takvih pojava i uzrokovanihmagnetoterapiju kao takvu koriste sa brojnim negativnim posljedicama. Čini se da trenutno sva korisna svojstva magneta još uvijek nisu adekvatno proučena. Pred doktorima je mnogo zanimljivih otkrića i novih razvoja.
