почему магниты магнитят, смысл магнитов, суть магнитизма, магнитный эффект И так, с самой сутью магнита и его природой действия разобрались. Как и другие постоянные магниты, неодимовый магнит притягивает только ферромагнетики. это материалы, которые генерируют поле, которое притягивает или отталкивает некоторые другие материалы (например, железо и никель) с определенного расстояния. Причина, по которой железо и другие предметы притягиваются к магнитам, сводится к его электронам и к тому, как они выровнены.
Являются ли магниты металлом? Правда, объясненная любителям науки
Причина, по которой магнит притягивает железо, связана с его ферромагнетизмом, который также называют сильным магнетизмом. Сила притяжения не такая, как в случае с углеродистой сталью, чтобы почувствовать притяжение потребуется неодимовый магнит. В статье расскажем, работает ли поисковый магнит на золото и серебро, как он устроен и действительно ли притягивает драгметаллы.
Какие металлы притягивает поисковый магнит?
| 3 разных типа магнитов и их применение | | Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. |
| Глава 34. Магнетизм. Опыт и теория | Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. |
| Магнетизм железа и никеля — на Земле и внутри Земли | Пока железо и магнит притянуты друг к другу, их магнитные поля остаются в параллельном направлении. |
| Притягивает ли магнит железо? | Расстояние между магнитом и притягиваемым объектом влияет на силу притяжения: сила ослабевает с увеличением расстояния. |
| 3 разных типа магнитов и их применение | Расстояние между магнитом и притягиваемым объектом влияет на силу притяжения: сила ослабевает с увеличением расстояния. |
Почему у магнита два полюса?
Северный полюс одного магнита притягивает южный полюс другого, в то время как два одноименных полюса отталкивают друг друга. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Хотя ферромагнетики и не являются естественными магнитами, их атомы перестраиваются в присутствии магнита таким образом, что у ферромагнитных тел появляются магнитные полюса. Магнитная цепочка Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.
Бесчисленные маленькие магнитики Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление красные стрелки и не оказывают суммарного магнитного воздействия. Образование постоянного магнита Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно розовые стрелки , и естественный магнетизм металла не проявляется. Если к железу приблизить магнит розовый брусок , магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля зеленые линии. Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля.
В результате железо само становится постоянным магнитом. Популярные материалы из данной категории: Как работает генератор переменного тока? Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электроны… Что такое полупроводник? Полупроводник — это кристаллический материал, который проводит электричество не столь хорошо, как металлы, но и не столь плохо, как большинство изоляторов.
В общем случае электроны полупроводников крепко привязаны к своим ядрам. Однако, если в полупроводник,… Как работает тепловая электростанция ТЭЦ? У этой паровой турбины хорошо видны лопатки рабочих колес. Тепловая электростанция ТЭЦ использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива — угля, нефти и природного газа — для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, имеющий… Почему в горах вода закипает быстрее?
Это означает, что внутри объема жидкости происходит образование пузырьков водяного пара и подъем их к поверхности. Вода закипает, потому что при данной температуре давление насыщения водяного… Источник Вы берете в руки магнит, подносите к нему небольшой кусочек металла, и он тут же к нему притягивается. Получается, что со стороны магнита, на металл действует какая — то сила, которая и заставляет его к нему прилипать. Давайте попробуем вместе разобраться с этим феноменом. Структура любого вещества представлена атомной кристаллической решеткой, в состав которой входят атомы, находящиеся между собой в тесной связи.
Сам атом состоит из ядра, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные протоны. В обычном состоянии их заряды уравновешивают друг друга, что делает вещество нейтральным. Электроны, вращаясь вокруг ядра, создают магнитное поле, однако ввиду хаотического расположения его силовых линий, оно полностью уравновешивается. В обычных металлах, магнитные поля, сформированные отдельными электронами, объединяются в домены, с различным направлением магнитных полюсов. Они компенсируют друг друга, не позволяя металлу стать магнитом.
Теперь давайте обратимся к магниту. Его уникальные свойства обусловлены тем, что отдельные магнитные поля, собранные в домены, выстраиваются в строгом порядке, объединяясь в две области, которые принято называть полюсами магнита. Силовые линии магнитного поля направлены уже не хаотично, а в строгом порядке, от Северного полюса к Южному. Сила притяжения магнита прямо пропорциональна густоте силовых магнитных линий. Два магнита будут притягиваться друг к другу, если соединить их разноименные полюса Северный с Южным.
Одноименные полюса, наоборот, будут отталкиваться. Магнит может взаимодействовать лишь с некоторыми видами металлов. К их числу, например, можно отнести то же железо. Атомы, входящие в его структуру, способны под воздействием магнитного поля перестраиваться, что приводит к появлению магнитных полюсов. Так, например, если поднести к магниту кусочек метала, то у него тут же появятся магнитные полюса, Северный и Южный.
Самое интересное в том, что их ориентация совпадает с той, которая существует в магните. Почему железо притягивается к магниту Почему магнит не притягивает органические вещества? На самом деле, взаимодействие магнита с веществами имеет гораздо больше вариантов, чем просто «притягивает» или «не притягивает». Железо, никель, некоторые сплавы — это металлы, которые из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Подавляющее большинство других металлов, а также прочих веществ тоже взаимодействуют с магнитными полями — притягиваются или отталкиваются магнитами, но только в тысячи и миллионы раз слабее.
Поэтому для того, чтобы заметить притяжение таких веществ к магниту, надо использовать чрезвычайно сильное магнитное поле, которое в домашних условиях и не получишь. Справа вы видите знаменитую фотографию живой! Напряженность магнитного поля в этом эксперименте была очень велика — она более чем в 100 000 раз превышала земное магнитное поле. Такие магнитные поля в домашних условиях не получить. А знаменитой эта фотография стала из-за того, что автору этого исследования в 2000 году присудили Шнобелевскую премию — пародию на Нобелевскую премию, вручаемую за бессмысленные и бесполезные исследования.
В данном случае, наверное, вручатели поспешили с выводами. Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни? Любое вещество сложено из атомов, связанных друг с другом своими внешними электронными оболочками. Чувствительны к магнитному полю именно электроны внешних оболочек, именно они определяют магнетизм материалов. У большинства веществ электроны соседних атомов чувствуют магнитное поле «как попало» — одни отталкиваются, другие притягиваются, а какие-то вообще стремятся развернуть предмет.
Поэтому если взять большой кусок вещества, то его средняя сила взаимодействия с магнитом будет очень маленькая. У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое. В результате в куске железа «хотят притягиваться» или «хотят отталкиваться» все атомы сразу, и из-за этого получается очень большая сила взаимодействия с магнитом. Каким образом осуществляется координация?
Парацельс сам сосредоточивал свое внимание на методах лечения минералами, многие из которых были очень токсичными. В 1600 году Уильям Гилберт написал De Magnete, в котором он фактически описал подробные эксперименты с магнитами и электричеством. Он систематически развенчивал сотни популярных заявлений о положительных эффектах магнитного лечения. Деятельность Гилберта продолжил в 17 веке Томас Браун. Даже примитивные научные методы и медицинские знания помогли ему с фантастической точностью опровергать эффективность лечения «магнитиками». Но, как известно, человеческое упорство, как и глупость, не знает границ. В 18-м и 19-м веках Франц Месмер резко увеличил популярность магнитного лечения, описав концепцию «животного магнетизма».
Он считал, что животный магнетизм является уникальной силой природы, которая течет как жидкость через живые существа. Месмер также думал, что может манипулировать ею посредством гипноза и движений рук. Однако после громкого разоблачения комиссией во главе с Бенджамином Франклином слава Месмера исчезла, и он умер в бедности и позоре. Но его наследие сохранилось — магнитное лечение осталось очень популярным методом по сей день. Сегодня отношения между магнитами, их влиянием на здоровье и медицинским сообществом остаются неизменными. Общественность «очарована» понятием исцеления электричеством, электромагнитным полем или магнитной энергией. Тот факт, что многие медицинские вмешательства основаны на электромагнетизме, увеличивает эту популярность.
Люди видят, что врачи используют магнитно-резонансную томографию, чтобы заглянуть в тело. Недавнее исследование показало, что транскраниальная магнитная стимуляция может быть эффективным средством лечения мигрени. Чрескожная электрическая стимуляция нерва TENS — проверенный метод лечения хронической боли. Неврологи регулярно измеряют электрические и теперь даже магнитные мозговые волны для оценки функции мозга. Электромагнетизм — это настоящая жизненная энергия, и поэтому очень правдоподобно, что всевозможные магнитные и электрические вмешательства будут полезны для диагностических и терапевтических целей. Кульминация Но существует рынок для бесчисленных магнитных устройств по типу «АЛМАГ», использующих эту популярную идею в мошеннических целях. Человек покупает «магнит для холодильника», и надевает его на локоть или колено, чтобы ускорить выздоровление.
Эти статические магнитные поля не оказывают заметного влияния на кровоток или живую ткань, и их поля настолько мелкие, что они едва выходят за ткань, на которой используются. От истории к делу: почему магниты бесполезны? Разберём все утверждения магнитотерапевтов, чтобы не оставить ни единого шанса на реабилитацию: 1.
Магнитное поле вокруг полюсов не видно, но его присутствие видно при удерживании рядом с ним железного объекта.
Лучший способ увидеть магнитное поле — использовать крошечные кусочки железа, называемые железными начинками. Фильтрация сосредоточена в основном вокруг полюсов, где магнитная сила сильнее. Когда южный полюс магнита и северный полюс магнита находятся достаточно близко, они притягиваются друг к другу. Если те же концы собраны вместе, например, северный полюс на северный полюс, магниты отталкиваются друг от друга.
По аналогии - если изначально пластина на магните, то энергия возьмется от того, кто ее от магнита отрывает avr123. Ей можно дать возможность двигаться - то есть прекратит препятствовать движению, но не дать энергию. По аналогии - если изначально пластина на магните, то энергия возьмется от того, кто ее от магнита отрывает Да, я выше про это написал - если проводить эксперимент с одной железкой то понятно что на ее удаление тратится столько же энергии сколько вернется при притяжении и эту работу совершает тот кто ее удаляет. А я говорю о разных, пстоянно новых железках которые ни кто не удалял от магнита, а только подносил соершая работу, но когда магнит их подхватывает совершается работа кем? В первом посте я написал что железо не обязательно удалять механически от магнита - его можно растворять например. Облепляющие магнит железки деформируют наведенное им магнитное поле и его будет всё меньше и меньше. Добавлено спустя 48 секунд: avr123.
Ну растворили, оно куда делось то? Железосодержащую жидкость ничуть не проще будет от магнита откачать, чем железку оттянуть. Добавлено спустя 1 минуту 12 секунд: Вообще удивительная тема, в другой ситуации пришел бы avr123, сказал бы, что это дивный бред и потом ответил бы разноцветным постом и ссылками на учебники, а тут... Можно и так. При милионе опытов с одним и тем же шариком это не имеет значения. Если шарики разные то каждый раз их на высоту подняли. Например небесные тела и космические объекты получили энергию при расположении в настоящую конфигурацию.
Поэтому ясно что меторит падающий на землю просто возвращает энергию затраченую ранее на удаление земли и той массы из которой метеорит образовался.
Почему магнит притягивает только металл
| Неодимовый магнит – суперсильный и суперполезный | Постоянный магнит как будто притягивается к листу и скользит заметно медленнее чем, например, по деревянной поверхности. |
| Чем магнит притягивает | почему магниты магнитят, смысл магнитов, суть магнитизма, магнитный эффект И так, с самой сутью магнита и его природой действия разобрались. |
Что такое магнитная сила?
- 3 разных типа магнитов и их применение
- Почему магнит притягивает только металл
- Почему магнит притягивает железо? Магнит.
- Почему магнит притягивает железо - краткое объяснение
Какие металлы, кроме железа, притягиваются магнитом?
| Почему Магнит притягивает железо | Дак и я не сомневаюсь что магнит притягивает железки и могу померить параметры этого притяжения. |
| Подносим магнит к яблоку: ищем железо внутри | почему магниты магнитят, смысл магнитов, суть магнитизма, магнитный эффект И так, с самой сутью магнита и его природой действия разобрались. |
Притягивает ли магнит железо?
Именно этот процесс и происходит в минерале под названием магнетит. У магнита два полюса: северный и южный. Если два магнита расположить вблизи, они начинают направлять магнитные поля строго в одном направлении, другими словами, усиливать друг друга. Южный полюс первого магнита стремится к северному полюсу второго. Если вблизи оказываются пара северных или пара южных полюсов магнитов, их магнитные поля направляются в разные стороны, и магниты отталкиваются. В структуре железа происходят приблизительно такие же процессы, электроны производят вращение в одну сторону.
Если рядом появляется магнит, железо воспринимает его как близкий по структуре материал и стремится соединить свои магнитные поля с полями минерала. Железо само становится магнитом, находясь рядом с минералом. Пока железо и магнит притянуты друг к другу, их магнитные поля остаются в параллельном направлении. Как только они разъединяются, магнитные свойства железа исчезают.
Вода и магнитное поле. Опыт с магнитом и водой. Магнит притягивает через воду. Магнит для воды. Закрепление материала алюминия. Какие полюса магнитов притягиваются.
Почему магниты притягиваются и отталкиваются. Почему магниты отталкиваются. Примеры магнитныхявоений. Почему магнит магнит притягивает железо. Магнитится ли чугун. Сталь притягивается магнитом. Магнитится ли чугун магнитом. Чугун магнитик?. Магнит притягивает металлические предметы. Почему магнит притягивает стальные предметы.
Как магнит притягивает железо объяснить ребенку. Почему магнит притягивает железо как объяснить ребенку. Полюса магнита. Название полюсов магнита. Магнит примагничивает. Два полюса магнита. Опыт магнит притягивает предметы. Какие металлы магнитные. Какие металлы притягивает магнит. Металлы и сплавы которые магнитятся.
Металлы которые примагничиваются. Алюминий притягивается к магниту. Магнитится ли алюминий. Алюминий магнитится или нет. Железо магнитится к магниту. Вывод о магните. Магнит презентация для дошкольников. Вывод по теме магнит. Опыты с магнитами. Эксперименты с магнитом.
Металлические предметы, которые притягиваются к магниту. Притягивается ли медь к магниту. Вывод какие материалы притягивает магнит. Вещества притягивающиеся к магниту. Металл примагничивается к магниту. Магнит притягивает людей. Pngмагнит притягивает людей. Притягивает как магнит vector. Магнето притягивает металл.
У разных материалов электроны в атомах движутся по-разному. Если они хаотично "мечутся" в разные стороны, то магнитные поля гасят друг друга. А если выстраиваются в одном направлении - получается сильный постоянный магнит. Вещества, у которых получается стабильное упорядоченное движение электронов, называются ферромагнетиками. К ним относится железо и его сплавы, никель, кобальт. Именно из таких материалов делают постоянные магниты. Другие металлы тоже слабо взаимодействуют с магнитами, но упорядочить их электроны очень сложно. Поэтому они не могут самостоятельно становиться магнитами. Почему магнит притягивает железо Теперь становится понятно, что железо - особенный металл. У него получается выстраивать движение электронов в едином порядке. Когда железо попадает в магнитное поле постоянного магнита, происходит следующее: Магнитное поле воздействует на электроны железа и выстраивает их движение Железо само начинает вести себя как магнит - у него появляются собственные полюса N и S Полюса железа и магнита притягиваются друг к другу согласно правилу "N - S" Как только железо убирают из магнитного поля - оно теряет намагниченность. А вот магнит остается магнитом постоянно благодаря особому внутреннему строению. Другие ферромагнетики, например никель и кобальт, ведут себя аналогично.
Но если нам удастся сориентировать домены в одну сторону, чтобы силы магнитных полей сложились, вот тогда берегитесь! Стальная полоса станет мощным магнитом и притянет любой железный предмет от гвоздя до холодильника. Интересный факт: минерал магнитный железняк — естественный магнит. Но все же большинство магнитов изготовляют искусственно. Почему магнит не притягивает органические вещества? Что означают здесь выражения «связь такова», «чувствуют», «скоординировано»? Кто или что осуществляет «координацию» всех атомов данного тела? Каким образом осуществляется координация? В чем «нетаковость» связей атомов в органических веществах? Думается, в данном случае тайна магнетизма «деткам» не раскрыта. Но, быть может, сгодится такой ответ? Если согласиться, что каждый атом в теле «ощущает» «чувствует» внешнее магнитное поле ВМП своими внешними — свободными, несвязанными — электронами и что внутренние электроны атома «не поддаются» ВМП, то выходит, что атомы реагируют на присутствие ВМП постольку, поскольку движения их несвязанных электронов во внешнем электронном слое а они создают, кстати, собственные магнитные поля не уравновешены движением других электронов: слой не заполнен и связи с электронами др. При этом в присутствии ВМП у таких веществ как железо происходит как бы резонанс в колебаниях внешних электронов всех атомов: одни и те же электроны слоя в каждом атоме занимают ближайшее положение к одному и тому же полюсу магнита в один и тот же момент времени или, можно сказать, «скоординировано». Это и делает магнетизм железа «сильным», а также и «долгим», наподобие «скоординированного» движения электронов на внутренних слоях атомов. Соответственно, у «магнитослабых» веществ резонанс во внешних электронных слоях атомов под действием ВМП либо не происходит — движение во внешнем слое уравновешено достатком собственных либо «чужих» электронов; ВМП «бессильно» в нарушении этого электромагнитного равновесия точно по той же причине, что и для внутреннего слоя электронов в атоме,- либо резонанс внешних электронов всех атомов тела выражен «плохо», нарушается некоторой хаотичностью. Опыт с «лягушачьим» ВМП показывает, на мой взгляд, что резонанс электронов можно организовать, если в составе тела есть подходящие, то есть «правильно» реагирующие на ВМП, атомы. Если тело будет состоять только из атомов, внешние электронные слои которых не испытывают дефицита электронов, то такое тело не будет реагировать на ВМП от постоянного магнита. Здесь у слова «настроены» кавычки не нужны, потому что имеется в виду именно настроенный — либо естественно, либо искусственно — процесс намагничивания вещества, то есть введения в более или менее длительный резонанс движения внешних электронов атомов, хаотичного в других условиях. А вот слово «заставят» следует поставить в кавычки. Если, конечно, у толкователя нет желания «одухотворять» атомы, вводить в изначально неживую природу некую субъективность. К тому же, не атомы «заставят», а ВМП организует внутри вещества резонансное движение внешних электронов всех его подходящих атомов. Ибо уже намагниченные атомы не сами по себе «заставят», а через создание около себя самостоятельного ВМП.
Часто задаваемые вопросы по неодимовым магнитам (FAQ)
Неодимовые магниты содержат железо, а это значит, что они подвержены коррозии. Даже элементарная влага из воздуха способна привести со временем к появлению ржавчины, ослаблению мощности, разрушению. Магнит притягивает только железо; · Магнит может притягивать предметы на расстоянии, благодаря магнитному полю. И так, магнит притягивает к себе железо потому, что может намагнитить его из-за особых свойств. тем хуже притягиваются.
Часто задаваемые вопросы по неодимовым магнитам (FAQ)
Магнит притягивает только железо; · Магнит может притягивать предметы на расстоянии, благодаря магнитному полю. почему магнит притягивает хлопья? их и вправду обогащают металлической пылью, что ли? хлопья в воде после блендера выделили МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ КРОШКУ: почему банан и киви не реагируют на магнит, если в них связанного железа в разы выше, чем. Почему магнит притягивает железо? Постоянный магнит — вещество, имеющее остаточную намагниченность. Атомы в магнитах упорядочены таким образом, что их способность взаимодействовать с атомами других тел значительно выше, чем у. Они притягиваются к магниту достаточно сильно — так, что притяжение ощущается.
Почему магнит притягивает железо? | Объясни мне, как ребенку!
Представить ее себе тем более трудно, поскольку само по себе наблюдать непосредственно его нам нельзя - нам остается лишь довольствоваться тем, что мы наблюдаем за телами на которые то или иное поле влияет. В свое время, физика была разделена на два лагеря - сторонников гипотез дальнодействия и близкодействия. Первые вообще отвергали понятие поля и считали, что тела влияют друг на друга через пустоту, мгновенно с бесконечной скоростью. Вторые же не соглашались, настаивали на том, что между объектами должен быть некоторый агент, переносчик этого взаимодействия, коим физические поля и являются.
Если насыпать на лист бумаги, положенный на магнит, железные опилки, то они выстроятся вдоль линий магнитного поля, которое этот магнит создаёт. Поделитесь новостью с друзьями:.
Движение электронов и магнитное поле Движение электронов внутри каждого атома создает вокруг него крошечное магнитное поле. Движущийся по орбите электрон образует вихреобразное магнитное поле. Но большая часть магнитного поля создается не движением электрона по орбите вокруг ядра, а движением электрона вокруг своей оси, так называемым спином электрона. Спин характеризует вращение электрона вокруг оси, как движение планеты вокруг своей оси. Интересно: Как и из чего делают магниты? Описание, фото и видео Почему материалы магнитятся и не магнитятся В большинстве материалов, таких, как пластмассы, магнитные поля отдельных атомов ориентированы беспорядочно и взаимно гасят друг друга. Но в таких материалах, как железо, атомы можно сориентировать так, что их магнитные поля сложатся, поэтому кусок стали намагничивается. Атомы в материалах соединены в группы, которые называются магнитными доменами. Магнитные поля одного отдельного домена сориентированы в одну сторону. То есть каждый домен — это маленький магнитик. Различные домены ориентированы в самых разнообразных направлениях, то есть неупорядоченно, и гасят магнитные поля друг друга. Поэтому стальная полоса — не магнит.
Эта теория приближенно сводит сложную проблему движения электронов в кристалле к рассмотрению изменения их состояния со временем на одном выбранном атоме. Теория позволила описать переходы металл — изолятор в ряде веществ, что, естественно, привело к вопросу о ее способности объяснить магнетизм переходных металлов. Читайте также: 1П611 Станок токарно-винторезный повышенной точности универсальный схемы, описание, характеристики В частности, железо и никель были исследованы в рамках этой теории Михаилом Кацнельсоном, Александром Лихтенштейном совместно с американским физиком Габриэлем Котляром в 2001 году. Ими впервые из полностью микроскопического то есть исходящего из первопринципных уравнений расчета в рамках зонной картины было получено линейное поведение обратной восприимчивости с температурой закон Кюри — Вейсса , которое обычно интерпретируется как указание на присутствие локальных моментов. Также ими была найдена слабая зависимость локальной восприимчивости от времени на оси мнимого времени, которое проще изучать с теоретической точки зрения , свидетельствующая о наличии локальных моментов. В какой-то момент казалось, что проблема железа и других переходных металлов почти решена. Энергетические зоны В атоме уровни энергии электрона дискретны. В кристаллическом твердом теле же образуются целые диапазоны разрешенных энергий разрешенные зоны и запрещенных энергий запрещенные зоны. Несколько упрощая, можно сказать, что разрешенные зоны формируются из атомных уровней при объединении атомов в кристалл, а оставшееся место занято запрещенными зонами. Развитие классических идей новыми методами Однако появление в середине 2000-х годов концепции орбитально-зависимых переходов металл — изолятор вновь заставляло пересмотреть и дополнить полученные ранее результаты. Здесь я перехожу к моим, совместно с коллегами, исследованиям. Мой интерес к проблеме железа возник в 2007 году в результате обсуждений в недавно созданном в Екатеринбурге Институте квантового материаловедения, но затем вышел за рамки этого института. В частности, для меня представлял интерес вопрос о том, как идеи Мотта и Гуденафа могут быть далее развиты уже с помощью современных методов анализа электронных корреляций. Схема электронной конфигурации атома железа.
Почему магнит притягивает железо
А Гаудсмит, как квантовый теоретик, не имел отношения к открытию спина и лишь подписал работу Уленбека. И вообще кванторелятивисты теперь отвергают вращение электрона, считая спин абстрактным свойством. Ведь вращение электрона означает наличие у него структуры, противореча принципу неопределённости и теории относительности так как окружная скорость V крутящегося электрона вышла бы сверхсветовой. Отметим, что реоны мог бы испускать и не сам электрон, а вытолкнутые им частицы-бластоны B, распадающиеся на расстоянии r0 на реоны рис. Эти частицы предсказал ещё Никола Тесла в честь которого названа единица магнитной индукции B , утверждавший, что "выталкиваемые электроном комья материи… расщепляются на фрагменты столь маленькие, что они полностью теряют некоторые физические свойства",— эти фрагменты реоны и производят своими ударами электромагнитные действия. Орбитальное и осевое вращение электронов объясняет все три типа магнетизма веществ диамагнетизм, парамагнетизм и ферромагнетизм , смотря по их реакции на внешнее магнитное поле B0 и по проницаемости для него. Удивительно, но такое деление веществ на три типа по проницаемости для магнитного поля потока реонов из магнита впервые произвёл всё тот же Лукреций, который, выделив железо, отметил: "Ток из магнита не в состояньи совсем на другие воздействовать вещи. Частью их тяжесть стоять заставляет,— как золото,— частью пористы телом они, и поэтому ток устремляться может свободно сквозь них, никуда не толкая при этом; к этому роду вещей мы дерево можем причислить, среднее место меж тем и другим занимает железо". Самые упрямые и странные — диамагнитные вещества, действующие наперекор внешнему полю.
Однако электроны, летя по орбитам в магнитном поле атома, постепенно теряют энергию, отдаляются от ядра и в итоге его покидают. То есть намагниченность, казалось бы, возникнет лишь вначале, а затем плавно сойдёт на нет, раз генерирующие его электроны выбывают из игры. Выходит, если без поля B0 моменты орбитальных электронов компенсировали друг друга, то во внешнем поле преобладают моменты, направленные против поля и снижающие его. И снижение сохраняется, ибо взамен электронов, покинувших атомы, приходят новые, попадающие в те же условия. Что касается эффекта индукции, то он как раз раскручивает одни электроны, тормозя другие, причём с лихвой. Быстрый прирост поля может намагнитить вещество сильнее хотя ненадолго , чем такой же, но медленный прирост, чего не могла объяснить квантовая физика. Отчасти эффект можно объяснить и влиянием на осевое вращение электронов: эффект индукции мог бы раскрутить одни электроны чуть быстрее, а электроны с обратным вращением — чуть замедлить. Эти сбои частоты вращения и магнитного момента быстро устранит стабилизация частоты вращения электронов в потоке реонов рис.
В итоге останутся лишь слабые отклонения моментов электронов от стандарта, объясняющие диамагнетизм свободных электронов, частично вызванный и закруткой электронов вокруг линий поля B0, которую ошибочно трактуют по квантовой теории Ландау. Проще понять поведение парамагнитных веществ. В них внешнее поле ориентирует магнитики атомов, словно стрелки компасов на столе, создающие при параллельной ориентации добавочное поле намагниченность M , направленное вдоль внешнего поля B0 рис. Однако тепловое движение атомов, их столкновения то и дело сбивают этот порядок, как при тряске стола с компасами, отчего их стрелки беспорядочно мельтешат, хотя в среднем больше стрелок, повёрнутых вдоль поля. Наконец, ферромагнетизм связан с постройкой вдоль поля осевых магнитных моментов атомных электронов рис. По мере увеличения внешнего поля B0 растёт его ориентирующее действие и собственное поле M ферромагнетика. Когда оси всех электронов установятся параллельно, намагниченность M перестанет расти — наступит насыщение рис. Эта кривая намагничивания ферромагнетика была открыта А.
При снятии внешнего поля намагниченность не исчезает, а лишь снижается гистерезис , ибо намагниченный образец, создав сильное поле, уже сам поддерживает свою намагниченность. Так и создают "волшебные" камни-магниты, образованные элементарными магнитиками-электронами. В классике это казалось немыслимым: раз образующие ток электроны могут двигаться с любой скоростью и по любым орбитам, то и поток принимает любые значения. А в квантовой механике орбитальный момент импульса электронов меняется дискретно, отчего дискретно меняется и поток. И всё же опыт легко объясним классически, ведь магнитное поле сверхпроводника реально создаётся не током проводимости, так как рассечение сверхпроводящего кольца не меняет магнитного поля [ 15 ]. Скорее, по гипотезе, выдвинутой ещё в 1915 г. Томсоном и возрождённой В. Федюкиным [ 15 ], сверхпроводник генерирует поле так же, как магнит,— крутящимися электронами.
Магнитное поле магнита создано параллельными магнитными моментами электронов. А раз их величина стандартна, то и общее магнитное поле, и поток этого поля меняется дискретно. Точнее, дискретно меняется число n электронов, у которых моменты не скомпенсированы встречными. Такой сверхпроводник напоминает антиферромагнетик, где магнитные моменты соседних электронов противоположны, отчего лишь малая часть нескомпенсированных моментов создаёт слабое остаточное поле, меняющееся дискретно рис. Всё это ещё раз доказывает сходство сверхпроводимости и ферромагнетизма. Поэтому в существовании высокотемпературных и керамических сверхпроводников отрицавшихся квантовой теорией до их создания не больше странного, чем в сильных керамических магнитах, работающих при комнатных температурах. Хотя есть вещества, становящиеся ферромагнетиками лишь при очень низких температурах, как сверхпроводники. Осталось выяснить, почему в магнитном поле моменты электронов и атомов ориентируются упорядоченно, порождая ферромагнетизм и другие явления.
Полагали, что в классической теории такое невозможно: хотя внешнее магнитное поле и создаёт момент сил, стремящийся развернуть атом или электрон по полю, но за счёт вращения они прецессируют, словно волчок, вокруг направления магнитного поля. А в квантовой теории направление магнитного момента частиц квантуется,— моменты частиц направлены к внешнему полю лишь под строго заданными углами и скачком уменьшают этот угол. Но реально и классическая теория ведёт к установлению электронов и атомов вдоль поля, если учесть трение, от которого эти микромагниты сокращают размахи, как стрелки компаса, пока не установятся вдоль поля так же отклоняется под действием момента сил волчок, скажем в гирокомпасе. В итоге трение от столкновений атомов сокращает их колебания в поле, ориентируя их магнитные моменты вдоль внешнего поля, которое за счёт этого усиливается [ 12 ]. Для электронов это трение тоже вызвано столкновениями, но уже при испускании и поглощении потоков реонов, тормозящих качания, прецессию за счёт электродинамической необратимости, открытой Ритцем. Это так называемое радиационное трение, сопровождаемое излучением электромагнитных волн ускоренно движущимися, колеблющимися зарядами. Итак, в магнитном поле электрон или атом должен излучать электромагнитные волны на частоте своих качаний. Такое явление известно в форме магнитного резонанса, при котором электроны и атомы эффективно поглощают и испускают электромагнитное излучение на частоте собственных колебаний или прецессии ларморовской частоте.
Излучение на этой частоте при колебаниях ведёт к потере энергии атомом и ослаблению колебаний, к постройке всех атомов, электронов вдоль поля и появлению общего магнитного момента у ферромагнетика при намагничивании. На этом основан принцип действия магнитных холодильников, отбирающих энергию у атомов и электронов, колеблющихся в магнитное поле. Впрочем, и без внешнего поля магнитные моменты электронов устанавливаются параллельно, образуя домены — области спонтанной намагниченности, предсказанные П. Вейссом и экспериментально открытые Н. Акуловым [ 12 ]. Каждый электрон своим магнитным полем вынуждает соседние электроны повернуться в том же направлении, а те, в свою очередь, вынуждают соседние. Так и возникают в металле участки с упорядоченной ориентацией магнитных моментов, что снова легко смоделировать с помощью однотипных магнитиков, магнитных стрелок, строящихся параллельно за счёт взаимодействия рис. Такие системы, цепочки магнитов ещё в XIX веке исследовали Остроградский и Риман, во многом предвосхитившие идеи Ритца.
Внешнее поле лишь координирует, ориентирует домены, смещает их границы, наращивая домены с полем параллельным внешнему. Эта перестройка идёт скачками, так как электроны удерживает сильное внутриатомное поле, и внешнее поле не может их развернуть, а лишь чуть отклоняет. Поэтому после снятия поля электроны вновь строятся вдоль внутриатомного поля, отчего начальный участок кривой намагничивания возле точки O, рис. А в более высоких полях электроны, минимизируя энергию взаимодействия, начинают при тепловых колебаниях атомов и электронов перескакивать в атоме в новые положения, где внутриатомное поле образует меньший угол с внешним полем, что влечёт необратимые сдвиги и гистерезис намагниченности. Однако при слишком высокой температуре тепловые колебания, провоцируя перескоки электронов, лишь рассогласуют магнитные моменты атомов, как удары по столу с компасами сбивают их слаженную работу рис. В итоге домены и связанная с ними намагниченность исчезают: ферромагнетики выше критической температуры точки Кюри TK становится парамагнетиками. То же происходит с антиферромагнетиками выше точки Нееля. В кристаллах ферромагнетиков и антиферромагнетиков связь направлений магнитных моментов электронов и внутриатомного поля проявляется в анизотропии магнитных свойств, большой вклад в изучение которой внёс профессор МГУ Н.
Акулов противник теории относительности и сторонник идей Ритца о реонах и структуре электрона [ 16 ]. Остовы атомов одинаково ориентированы в кристалле, отчего оси электронов могут быть выстроены лишь вдоль избранных осей, совпадающих с направлением внутриатомных магнитных полей.
Если прямолинейный магнит распилить по нейтральной линии, то получатся два самостоятельных магнита, причем полярность концов магнита сохранится, а на концах, полученных в результате распила, возникнут противоположные полюсы. Каждый из полученных магнитов можно также разделить на два магнита, и сколько бы мы ни продолжали такое деление, мы всегда будем получать самостоятельные магниты с двумя полюсами. Получить же брусок с одним магнитным полюсом невозможно. Этот пример подтверждает то положение, что магнитное тело состоит из множества молекулярных магнитиков. Магнитные тела отличаются одно от другого степенью подвижности молекулярных магнитиков.
Есть тела, которые быстро намагничиваются и так же быстро размагничиваются. И, наоборот, есть тела, которые намагничиваются медленно, но зато долго сохраняют в себе магнитные свойства. Так железо быстро намагничивается под действием постороннего магнита, но так же быстро и размагничивается, т. Сталь же, намагнитившись раз, длительное время сохраняет в себе магнитные свойства, т. Свойство железа быстро намагничиваться и размагничиваться объясняется тем, что молекулярные магнитики железа чрезвычайно подвижны, они легко поворачиваются под действием внешних магнитных сил, но зато так же быстро приходят в прежнее беспорядочное положение при удалении намагничивающего тела. Однако в железе небольшая часть магнитиков и после удаления постоянного магнита все же продолжает оставаться некоторое время в положении, которое они приняли при намагничивании. Следовательно, железо после намагничивания сохраняет в себе очень слабые магнитные свойства.
Это подтверждается тем, что при удалении железной пластинки от полюса магнита не все опилки упали с ее конца — небольшая часть их осталась еще притянутой к пластинке. Свойство стали оставаться длительное время намагниченной объясняется тем, что молекулярные магнитики стали с трудом поворачиваются в нужном направлении при намагничивании, но зато сохраняют на продолжительное время установившееся положение и после удаления намагничивающего тела. Способность магнитного тела проявлять магнитные свойства после намагничивания называется остаточным магнетизмом. Явление остаточного магнетизма вызвано тем, что в магнитном теле действует так называемая задерживающая сила, которая удерживает молекулярные магнитики в положении, занятом ими при намагничивании. В железе действие задерживающей силы очень слабое, в результате чего оно быстро размагничивается и имеет очень маленький остаточный магнетизм. Свойство железа быстро намагничиваться и размагничиваться чрезвычайно широко используется в электротехнике. Достаточно сказать, что сердечники всех электромагнитов, применяемых в электрических аппаратах, изготовляются из специального железа, обладающего крайне малым остаточным магнетизмом.
Сталь обладает большой задерживающей силой, благодаря чему в ней сохраняется свойство магнетизма. Поэтому постоянные магниты изготовляются из специальных стальных сплавов. На свойствах постоянного магнита отрицательно сказываются удары, сотрясения и резкие колебания температуры. Если, например, постоянный магнит нагреть докрасна и затем дать остыть, то он совершенно потеряет свои магнитные свойства. Точно так же, если подвергать постоянный магнит ударам, то сила его притяжения заметно уменьшится. Объясняется это тем, что при сильном нагреве или ударах преодолевается действие задерживающей силы и тем самым нарушается упорядоченное расположение молекулярных магнитиков. Вот почему с постоянными магнитами и приборами, имеющими постоянные магниты, надо обращаться с осторожностью.
Магнитные силовые линии. Взаимодействие полюсов магнитов Вокруг любого магнита существует так называемое магнитное поле. Магнитным полем называется пространство, в котором действуют магнитные силы. Магнитным полем постоянного магнита является та часть пространства, в котором действуют поля прямолинейного магнита магнитные силы этого магнита. Магнитные силы магнитного поля действуют в определенных направлениях. Направления действия магнитных сил условились называть магнитными силовыми линиями. Этим термином широко пользуются при изучении электротехники, однако надо помнить, что магнитные силовые линии не материальны: это — условное понятие, введенное только для облегчения понимания свойств магнитного поля.
Форма магнитного поля , т. Магнитные силовые линии обладают рядом свойств: они всегда замкнуты, никогда не пересекаются, имеют стремление пойти по кратчайшему пути и оттолкнуться друг от друга, если направлены в одну сторону. Принято считать, что силовые линии выходят из северного полюса магнита и входят в его южный полюс; внутри магнита они имеют направление от южного полюса к северному. Одноименные магнитные полюсы отталкиваются, разноименные магнитные полюса притягиваются. В правильности обоих выводов нетрудно убедиться практически. Возьмите компас и поднесите к ней один из полюсов прямолинейного магнита, например северный. Вы увидите, что стрелка моментально повернется своим южным концом к северному полюсу магнита.
Магнитная индукция. Магнитный поток Сила воздействия притяжения постоянного магнита на магнитное тело убывает с увеличением расстояния между полюсом магнита и этим телом. Наибольшую силу притяжения магнит проявляет непосредственно у его полюсов, т. По мере удаления от полюса густота силовых линий уменьшается, они располагаются все реже и реже, вместе с этим ослабевает и сила притяжения магнита. Таким образом, сила притяжения магнита в разных точках магнитного поля неодинакова и характеризуется густотой силовых линий. Для характеристики магнитного поля в различных его точках вводится величина, называемая магнитной индукцией поля. Магнитная индукция поля численно равна количеству силовых линий, проходящих через площадку 1 см2, расположенную перпендикулярно их направлению.
Значит, чем больше густота силовых линий в данной точке поля, тем больше в этой точке магнитная индукция. Общее количество магнитных силовых линий, проходящих через какую-либо площадь, называется магнитным потоком. Магнитный поток обозначается буквой Ф и связан с магнитной индукцией следующим соотношением: где Ф — магнитный поток, В — магнитная индукция поля; S — площадь, пронизываемая данным магнитным потоком. Эта формула справедлива только при условии, если площадь S расположена перпендикулярно направлению магнитного потока. В противном случае величина магнитного потока будет зависеть еще и от того, под каким углом расположена площадь S, и тогда формула примет более сложный вид. Магнитный поток постоянного магнита определяется полным числом силовых линий, проходящих через поперечное сечение магнита. Чем больше магнитный поток постоянного магнита, тем большей силой притяжения этот магнит обладает.
Магнитный поток постоянного магнита зависит от качества стали, из которой магнит изготовлен, от размеров самого магнита и от степени его намагничивания. Свойство тела пропускать через себя магнитный поток называется магнитной проницаемостью. Магнитному потоку легче пройти через воздух, чем через немагнитное тело. Чтобы иметь возможность сравнивать различные вещества по их магнитной проницаемости, принято считать магнитную проницаемость воздуха равной единице. Вещества, у которых магнитная проницаемость меньше единицы, называются диамагнитными. К ним относятся медь, свинец, серебро и др. Алюминий, платина, олово и др.
Вещества, магнитная проницаемость которых значительно больше единицы измеряется тысячами , называются ферромагнитными. К ним относятся никель, кобальт, сталь, железо и др. Из этих веществ и их сплавов делают всевозможные магнитные и электромагнитные приборы и детали различных электрических машин. Практический интерес для техники связи представляют специальные сплавы железа с никелем, получившие название пермаллоев. Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта! Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу. Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: Почему магнит притягивает железо Магнитом является тело, которое обладает собственным магнитным полем. В магнитном поле ощущается некоторое воздействие на внешние предметы, которые находятся рядом, наиболее очевидное — способность магнита притянуть металл. Магнит и его свойства были известны и древним грекам, и китайцам.
У него и магнит мощнее, и веревка длиннее. Честно признаюсь, слова про "сам маузер" я посчитал шуткой. Но каково же было мое удивление, когда минут через двадцать Порываев на самом деле вытянул из пруда «ствол», похожий на карабин.
Ржавый, забитый илом, без затвора, деревянный приклад полусгнил. Правда, при ближайшем осмотре марку оружия установить не смогли. Пруд — самое удобное место сбросить оружие, патроны после «мокрого дела». Недаром есть выражение — «концы в воду! Помнишь, на мосту убили Бориса Немцова? Пистолет вскоре нашли неподалеку в Москве-реке. В прошлом году боевые пловцы Росгвардии во время тренировки под Крылатским мостом обнаружили на дне три пистолета - ТТ, Вальтер и Рек Говернмент, магазин от автомата Калашникова, пакет с патронами различного калибра.
Об этом пресса писала. Поднятые со дна пистолеты. Тогда фронтовики привозили домой немало боевых трофеев, а потом приходилось от них избавляться. Когда в Нагатинской пойме земснаряды черпали грунт, в отвалах находили пистолеты еще пушкинских времен. А с набережных вдоль оживленных маршрутов общественного транспорта я за одну «рыбалку» поднимал до десятка кошельков. Карманники, орудующие в автобусах, троллейбусах, забирают бумажные ассигнации и спешно избавляются от улик. На монеты и реагирует магнит.
Улов на Тропаревском пруду. Подсчитываем «улов». И … большая рыбацкая верша-морда. Обычно их делают из ивовых прутьев, капроновой сетки. Эту браконьеры сотворили из железной сетки. Порываев еле вытащил из ила. Что ж, неплохой оброк выдали нам тропаревские черти, обитающие на дне пруда.
Хотя мы «освоили» всего полсотни метров берега. Но ствол уже никуда не годный, без затвора. Патроны тоже старые, непригодные. Могут с ними остановить в метро на рамке, поди докажи, что собирался в полицию сдать. И мы забросили «эхо лихих девяностых» обратно в пруд, подальше, чтоб никто уже не нашел. Владимир Порываев вытащил ржавый "ствол" магнитом и вновь забросил в пруд. И монеты.
Остальной железный хлам выбросили в мусорный ящик в парке. Удовольствие получили, полезное дело сделали заодно, дно слегка почистили. После шашлыка разгоряченные алкоголем отдыхающие граждане частенько бросают в воду мангалы, шампуры, посуду… - Владимир, что еще доводилось поднимать из водоемов, колодцев, болот? Ведра, чайники, утюги, подковы, спиннинги, рыбацкие ящики для зимней ловли, ложки для выгребания льда из лунок, пешни, буры, блесны, крючки, зажигалки, солнцезащитные и простые очки в металлической оправе, прочие потеряшки беспечных рыбаков и отдыхающих. Велосипеды, детали машин, строительный мусор… Кстати, народ приспособился таскать из воды металлолом. И неплохо зарабатывает. Но для этого нужен магнит помощнее, грузоподъемностью 400-600 кг и пара человек.
Иную находку одному не вытянуть. Мы, было дело, раму от грузовика вчетвером еле подняли. Такая «рыбалка» мне определенно понравилась. Все, решено!
Вот почему немагнитные металлы или материалы, такие как ткань или бумага, не обладают магнитными свойствами. Интересно отметить, что если оставить или потереть скрепки о магнит, они какое-то время будут проявлять магнитные эффекты. Это индуцированные магнитные поля и магнитные свойства. Когда металл нужно намагнитить, требуется другое более сильное магнитное вещество с мощным существующим магнитным полем. Это магнитное поле создает магнитную силу, которая, в свою очередь, вращает электроны в одном направлении, увеличивая магнетизм металла.
Итак, металлы магнитятся благодаря свободным электронам. Доказано, что магниты имеют два полюса: южный и северный. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, тогда как одни и те же полюса, как известно, отталкиваются. В другом методе несколько веществ можно превратить в магниты с помощью электрического тока. Этот магнетизм временный. Когда электричество проходит через катушку провода, создается магнитное поле. Это магнитное поле вокруг катушки с проволокой должно исчезнуть, как только отключится электричество. Их называют электромагнитами. Магниты, используемые для разделения различных типов металлов Магниты чаще всего используются при переработке промышленного оборудования.
Они используются для разделения магнитных и немагнитных материалов. Магниты в основном используются в процессе переработки. Сильные промышленные магниты используются для идентификации и разделения разные металлы. Эти магнитные сепараторы предназначены для отделения предметов из цветных металлов, таких как алюминий, в банках с газировкой. Эти бутылки или банки удаляются из кучи других черных металлов, таких как железо. Однако магниты не отталкивают железо. Магнитные сепараторы в кранах на свалке являются ключевым оборудованием однопоточной установки по переработке. Люди не разделяют материалы вручную; машина выполняет разделение перед тем, как отправиться в центр переработки. Самая маленькая вещь, например скрепка, также может быть отделена с помощью этой технологии.
Магниты стратегически размещены над конвейерными лентами. Мощные магниты завершают свою работу по удалению вторсырья из черных металлов и стали.