Viimase 50 aasta jooksul on kõik teadusharud kiiresti edasi astunud. Kuid lugedes palju ajakirju magnetismi ja gravitatsiooni olemusest, võib jõuda järeldusele, et inimesel on veelgi rohkem küsimusi kui varem.
Magnetismi ja gravitatsiooni olemus
On ilmne ja kõigile arusaadav, et ülesvisatud esemed kukuvad kiiresti maapinnale. Mis on see, mis neid köidab? Võime julgelt eeldada, et neid tõmbavad mingid tundmatud jõud. Neid samu jõude nimetatakse looduslikuks gravitatsiooniks. Pärast seda seisab iga huvilise ees palju vaidlusi, oletusi, oletusi ja küsimusi. Mis on magnetismi olemus? Mis on gravitatsioonilained? Millise mõju tulemusena need tekivad? Mis on nende olemus ja sagedus? Kuidas need mõjutavad keskkonda ja iga inimest eraldi? Kui ratsionaalselt saab seda nähtust tsivilisatsiooni hüvanguks kasutada?
Magnetismi mõiste
Üheksateistkümnenda sajandi alguses avastas füüsik Hans Christian Oersted elektrivoolu magnetvälja. See andisvõimalus eeldada, et magnetismi olemus on tihed alt seotud elektrivooluga, mis genereeritakse igas olemasolevas aatomis. Tekib küsimus, milliste nähtustega saab seletada maapealse magnetismi olemust?
Praeguseks on kindlaks tehtud, et magnetväljad magnetiseeritud objektides tekitavad suuremal määral elektronid, mis pöörlevad pidev alt ümber oma telje ja ümber olemasoleva aatomi tuuma.
On ammu kindlaks tehtud, et elektronide kaootiline liikumine on tõeline elektrivool ja selle läbimine kutsub esile magnetvälja tekkimise. Seda osa kokku võttes võib julgelt väita, et elektronid tekitavad oma kaootilise liikumise tõttu aatomite sees aatomisiseseid voolusid, mis omakorda aitavad kaasa magnetvälja tekkele.
Aga mis on selle põhjuseks, et erinevates asjades on magnetväljal olulisi erinevusi nii enda väärtuses kui ka erinevatel magnetiseerimisjõududel? See on tingitud asjaolust, et sõltumatute elektronide liikumisteljed ja -orbiidid aatomites võivad olla üksteise suhtes erinevates positsioonides. See viib selleni, et ka liikuvate elektronide tekitatud magnetväljad paiknevad vastavates positsioonides.
Seega tuleb märkida, et keskkond, millest magnetväli tekib, mõjutab seda otseselt, suurendades või nõrgendades välja ennast.
Materjale, mille magnetväli nõrgendab tekkivat välja, nimetatakse diamagnetilisteks ja materjale, mis võimendavad väga nõrg altmagnetvälja nimetatakse paramagnetiliseks.
Ainete magnetilised omadused
Tuleb märkida, et magnetismi olemust ei tekita mitte ainult elektrivool, vaid ka püsimagnetid.
Püsimagneteid saab valmistada vähesest hulgast Maal leiduvatest ainetest. Kuid väärib märkimist, et kõik objektid, mis jäävad magnetvälja raadiusesse, magnetiseeruvad ja muutuvad otsesteks magnetvälja allikateks. Peale eeltoodu analüüsi tasub lisada, et magnetilise induktsiooni vektor aine olemasolu korral erineb vaakummagnetinduktsiooni vektorist.
Ampère’i hüpotees magnetismi olemuse kohta
Põhjus-tagajärg seose, mille tulemusel seose kehade omamise vahel magnetiliste omadustega, avastas väljapaistev prantsuse teadlane Andre-Marie Ampère. Aga mis on Ampère'i hüpotees magnetismi olemuse kohta?
Ajalugu sai alguse tänu tugevale muljele sellest, mida teadlane nägi. Ta oli tunnistajaks Oersted Lmieri uurimistööle, kes väitis julgelt, et Maa magnetismi põhjuseks on hoovused, mis korrapäraselt maakera sees läbivad. Põhiline ja olulisim panus anti: kehade magnetilisi omadusi sai seletada voolude pideva tsirkulatsiooniga neis. Pärast seda, kui Ampere esitas järgmise järelduse: mis tahes olemasoleva keha magnetilised omadused on määratud nende sees voolavate elektrivoolude suletud ahelaga. Füüsiku avaldus oli julge ja julge tegu, kuna ta kriipsutas maha kõik eelnevaavastused, mis selgitavad kehade magnetilisi omadusi.
Elektronide ja elektrivoolu liikumine
Ampère’i hüpotees väidab, et iga aatomi ja molekuli sees on elementaarne ja ringlev elektrivoolu laeng. Väärib märkimist, et täna me juba teame, et need samad voolud tekivad elektronide kaootilise ja pideva liikumise tulemusena aatomites. Kui kokkulepitud tasandid on molekulide soojusliikumise tõttu üksteise suhtes juhuslikult, siis on nende protsessid vastastikku kompenseeritud ja neil puuduvad absoluutselt magnetilised tunnused. Ja magnetiseeritud objektil on kõige lihtsamate voolude eesmärk tagada nende tegevuste koordineerimine.
Ampère’i hüpotees suudab selgitada, miks magnetväljas elektrivooluga magnetnõelad ja raamid käituvad üksteisega identselt. Noolt tuleks omakorda käsitleda väikeste voolu kandvate ahelate kompleksina, mis on suunatud identselt.
Spetsiaalset rühma paramagnetilisi materjale, mille magnetväli on oluliselt võimendatud, nimetatakse ferromagnetilisteks. Nende materjalide hulka kuuluvad raud, nikkel, koob alt ja gadoliinium (ja nende sulamid).
Aga kuidas seletada püsimagnetite magnetilisuse olemust? Magnetvälju ei moodusta ferromagnetid mitte ainult elektronide liikumise tulemusena, vaid ka nende endi kaootilise liikumise tulemusena.
Nurkmoment (õige pöördemoment) on saanud nime - spin. Elektronid pöörlevad kogu eksisteerimise aja ümber oma telje ja omades laengut tekitavad koos magnetväljaväljaga, mis on tekkinud nende orbitaalse liikumise tulemusena tuumade ümber.
Temperatuur Marie Curie
Temperatuur, millest kõrgemal ferromagnetiline aine kaotab oma magnetiseerituse, on saanud oma konkreetse nime – Curie temperatuur. Lõppude lõpuks tegi selle avastuse selle nimega prantsuse teadlane. Ta jõudis järeldusele, et kui magnetiseeritud objekti oluliselt kuumutada, ei suuda see enam rauast esemeid ligi tõmmata.
Ferromagnetid ja nende kasutusalad
Hoolimata asjaolust, et maailmas pole nii palju ferromagnetilisi kehasid, on nende magnetilistest omadustest suur praktiline kasu ja tähtsus. Rauast või terasest valmistatud mähises olev südamik võimendab magnetvälja mitu korda, kuid ei ületa mähise voolutarbimist. See nähtus aitab oluliselt säästa energiat. Südamikud on valmistatud eranditult ferromagnetitest ja pole vahet, mis eesmärgil seda osa kasutatakse.
Magnetiline salvestusmeetod
Ferromagnetite abil valmivad esmaklassilised magnetlindid ja miniatuursed magnetkiled. Magnetlinte kasutatakse laialdaselt heli- ja videosalvestuse valdkonnas.
Magnetlint on plastikust alus, mis koosneb PVC-st või muudest komponentidest. Selle peale kantakse kiht, mis on magnetlakk, mis koosneb paljudest väga väikestest nõelakujulistest raua või muu ferromagneti osakestest.
Salvestamisprotsess toimub lindile tänuelektromagnetid, mille magnetväli allub helivibratsiooni mõjul ajas muutumisele. Lindi liikumise tulemusena magnetpea lähedal magnetiseeritakse kile iga osa.
Gravitatsiooni olemus ja selle mõisted
Esiteks väärib märkimist, et gravitatsioon ja selle jõud sisalduvad universaalse gravitatsiooni seaduses, mis ütleb, et: kaks materiaalset punkti tõmbavad teineteist jõuga, mis on otseselt võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruudule.
Kaasaegne teadus on hakanud käsitlema gravitatsioonijõu mõistet veidi teisiti ja seletab seda Maa enda gravitatsioonivälja toimega, mille päritolu pole kahjuks veel kindlaks tehtud.
Kõik ül altoodu kokku võttes tahaksin märkida, et kõik meie maailmas on omavahel tihed alt seotud ning gravitatsiooni ja magnetismi vahel pole olulist erinevust. Lõppude lõpuks on gravitatsioonil sama magnetism, kuid mitte suurel määral. Maal on objekti loodusest lahti rebimine võimatu - rikutakse magnetismi ja gravitatsiooni, mis võib tulevikus tsivilisatsiooni elu oluliselt keerulisemaks muuta. Tuleb lõigata suurte teadlaste teaduslike avastuste vilju ja püüdlema uute saavutuste poole, kuid kõiki fakte tuleks kasutada ratsionaalselt, kahjustamata loodust ja inimkonda.
