Типы магнитов

Типы магнитов

Существует множество типов магнитов. Рассмотрим их особенности.

Природные магниты (магнитный железняк) образуются при остывании расплавленной лавы, содержащей железо или его окислы, которое намагничивается магнитным полем Земли. Расплавленная лава не обладает магнитными свойствами. Но когда она остывает, крошечные расплавленные частицы железа поворачиваются так, что они приобретают строгую направленность на магнитные полюса Земли и сохраняют ее в затвердевшем железе.

Мы не знаем, как Земля превратилась в магнит, но можем предположить, что магнитное поле Земли создается вращающимся слоем расплавленного железа, находящимся внутри планеты, которая тоже вращается. Найденная в природе магнитная руда содержит, в первую очередь, железо и кислород. Она встречается в изобилии. Искусственные магниты создаются людьми для многих целей, включая лечение и сложные физические эксперименты. Эти магниты имеют различные формы, их параметры могут изменяться в широких пределах.

Тысячелетиями магниты оставались одной из загадок природы. Только природные магниты были доступны долгое время, они использовались в компасах. В XIX веке были изобретены электрические батареи, и это привело к открытию взаимодействия между электрическим током и магнитным полем. Одно открытие вело к следующему.

Наконец окончательно подтвердилось, что два параллельных проводника, по которым пропускали электрический ток, взаимно притягиваются при одинаковом направлении токов, но взаимно отталкиваются, если направления токов будут противоположны.

Оказалось, что если электрический ток пропускать по свернутому в кольцо проводнику, то магнитные поля, созданные каждым его сегментом, суммируются и образуют общее магнитное поле, наиболее мощное в центре кольца. Эти кольца были названы электромагнитами. Затем выяснилось, что можно значительно усилить магнитное поле, если поместить железный сердечник в центр кольца. Сердечник приобретал магнитные свойства в момент включения тока и длительно сохранял их после его выключения. Это открытие оказалось очень важным. Появилась возможность изготавливать искусственные магниты. Открытие вызвало изменение стратегии научных исследований, ускорило применение магнитных приборов в различных целях.

Открытие электромагнитов позволило изготавливать постоянные магниты из сплавов, добавляя различные металлы в железную основу, нагревая смесь до температуры плавления, а затем разливая ее в различные формы. Магниты подвергались предварительному намагничиванию, пока они были в расплавленном состоянии, но позже, остывая и твердея, они теряли магнитные свойства. Поэтому перед продажей их повторно намагничивали при комнатной температуре.

Изготовленные на заводах магниты создают намного более мощное поле, чем природные. Во всех искусственных магнитах железо служит основным исходным материалом. Вокруг ядра атома железа движутся 26 электронов, ориентация орбит некоторых из них может изменяться. Под действием внешнего магнитного поля эти электроны в каждом атоме начинают двигаться по орбитам, одинаково ориентированным по направлению поля в пространстве. Теперь каждый атом создает собственное магнитное поле, поля соседних атомов усиливают друг друга. Когда этот процесс охватывает значительное количество электронов и атомов, железо или сплав на его основе приобретают свойство, которое мы называем магнетизмом.

Независимо от размера, все магниты имеют два полюса: северный и южный. Если большой магнит разделить на части, то каждая из этих частей превратится в самостоятельный магнит с полюсами на концах. Магнитное поле наиболее интенсивно на полюсах, но слабее всего в точке, равноудаленной от полюсов.

Разноименные полюса притягивают друг друга, одноименные – отталкивают. Это свидетельствует о различной природе двух полюсов, а также об их различном терапевтическом эффекте. Основой магнитотерапии являются свойства магнитных полюсов.

Как было установлено, эти полюса по-разному влияют на живые организмы.

Для лечебных целей интенсивность магнитного поля оказалась менее важной, чем правильный выбор полярности. Но как же измеряют параметры магнитов?

Магнит создает вращающую и притягивающую силу, которая действует на некоторые электроны в атомах железа. Эти электроны удерживаются ядрами атомов, они не могут свободно перемещаться. Поэтому весь кусок железа двигается по направлению к магниту. В честь немецкого математика Карла Фридриха Гаусса единица силы притяжения называется гаусс. В этих единицах измеряется сила на поверхности магнита.