Muingiliano wa sumaku wa vitu ni mojawapo ya michakato ya kimsingi inayotawala kila kitu katika Ulimwengu. Maonyesho yake yanayoonekana ni matukio ya magnetic. Miongoni mwao ni taa za kaskazini, kivutio cha sumaku, dhoruba za magnetic, nk Je! Ni nini?
Magnetism
Matukio na sifa za sumaku kwa pamoja hujulikana kama sumaku. Uwepo wao umejulikana kwa muda mrefu sana. Inachukuliwa kuwa mapema kama miaka elfu nne iliyopita, Wachina walitumia ujuzi huu kuunda dira na kusafiri safari za baharini. Kufanya majaribio na kusoma kwa umakini hali ya sumaku ya mwili ilianza tu katika karne ya 19. Hans Oersted anachukuliwa kuwa mmoja wa watafiti wa kwanza katika nyanja hii.
Matukio ya sumaku yanaweza kutokea katika Angani na Duniani, na kuonekana ndani ya sehemu za sumaku pekee. Mashamba hayo yanatoka kwa malipo ya umeme. Wakati malipo yamesimama, uwanja wa umeme huunda karibu nao. Zinaposonga - uga wa sumaku.
Yaani uzushi wa uwanja wa sumaku hutokea kwa ujio waumeme wa sasa au uwanja wa umeme mbadala. Hii ni eneo la nafasi ambayo nguvu hufanya kazi inayoathiri sumaku na conductors magnetic. Ina mwelekeo wake na hupungua kadri inavyosonga mbali na chanzo chake - kondakta.
Sumaku
Kiwiliwili ambacho uwanja wa sumaku huundwa kinaitwa sumaku. Mdogo wao ni elektroni. Kivutio cha sumaku ni jambo maarufu zaidi la sumaku la mwili: ikiwa unashikilia sumaku mbili kwa kila mmoja, zitavutia au kurudisha nyuma. Yote ni juu ya msimamo wao kuhusiana na kila mmoja. Kila sumaku ina nguzo mbili: kaskazini na kusini.
Miti yenye jina moja hufukuzana, ilhali nguzo zilizo kinyume, kinyume chake, zinavutia. Ikiwa utaikata vipande viwili, miti ya kaskazini na kusini haitatengana. Kama matokeo, tutapata sumaku mbili, ambayo kila moja itakuwa na nguzo mbili.
Kuna idadi ya nyenzo ambazo ni sumaku. Hizi ni pamoja na chuma, cob alt, nickel, chuma, nk. Miongoni mwao kuna vinywaji, aloi, misombo ya kemikali. Ikiwa sumaku zimeshikiliwa karibu na sumaku, zitakuwa moja zenyewe.
Nyenzo kama vile chuma safi hupata mali hii kwa urahisi, lakini pia iaga kwa haraka. Nyingine (kama vile chuma) huchukua muda mrefu kutengeneza sumaku lakini huhifadhi athari kwa muda mrefu.
Kutengeneza sumaku
Tumethibitisha hapo juu kuwa uga wa sumaku hutokea chembe zilizochajiwa zinaposogezwa. Lakini ni aina gani ya harakati tunaweza kuzungumza juu, kwa mfano, katika kipande cha chuma cha kunyongwa kwenye jokofu? Wotedutu huundwa na atomi, ambayo ina chembe zinazotembea.
Kila atomi ina uga wake wa sumaku. Lakini, katika nyenzo zingine, nyanja hizi zinaelekezwa kwa nasibu katika mwelekeo tofauti. Kwa sababu ya hili, shamba moja kubwa halijaundwa karibu nao. Dutu kama hizi hazina uwezo wa sumaku.
Katika nyenzo nyingine (chuma, kob alti, nikeli, chuma) atomi zinaweza kujipanga ili zote zielekezwe kwa njia sawa. Kwa hivyo, uga wa kawaida wa sumaku huundwa karibu nao na mwili kuwa wa sumaku.
Inabadilika kuwa usumaku wa mwili ni mpangilio wa uwanja wa atomi zake. Ili kuvunja utaratibu huu, inatosha kuipiga kwa bidii, kwa mfano, kwa nyundo. Mashamba ya atomi yataanza kusonga kwa machafuko na kupoteza mali zao za sumaku. Hali hiyo hiyo itafanyika ikiwa nyenzo imepashwa joto.
Uingizaji sumaku
Matukio ya sumaku yanahusishwa na gharama za kusonga mbele. Kwa hiyo, karibu na kondakta na sasa ya umeme, shamba la magnetic hakika litatokea. Lakini inaweza kuwa njia nyingine kote? Mwanafizikia wa Kiingereza Michael Faraday aliwahi kuuliza swali hili na kugundua hali ya kuingizwa kwa sumaku.
Alihitimisha kuwa sehemu isiyobadilika haiwezi kusababisha mkondo wa umeme, lakini kigeugeu kinaweza. Ya sasa hutokea katika mzunguko uliofungwa wa shamba la magnetic na inaitwa induction. Katika hali hii, nguvu ya kielektroniki itabadilika kulingana na badiliko la kasi ya uga inayopenya sakiti.
Ugunduzi wa Faraday ulikuwa mafanikio ya kweli na ulileta manufaa makubwa kwa watengenezaji wa umeme. Shukrani kwake, iliwezekana kupokea sasa kutoka kwa nishati ya mitambo. Sheria iliyotolewa na mwanasayansi ilitumiwa nahutumika katika kifaa cha injini za umeme, jenereta mbalimbali, transfoma, n.k.
Uga wa sumaku wa dunia
Jupiter, Neptune, Zohali na Uranus zina uga wa sumaku. Sayari yetu sio ubaguzi. Katika maisha ya kawaida, hatuoni. Haionekani, haina ladha au harufu. Lakini ni pamoja naye kwamba matukio ya magnetic katika asili yanahusishwa. Kama vile aurora, dhoruba za sumaku au mapokezi ya sumaku kwa wanyama.
Kimsingi, Dunia ni sumaku kubwa, lakini sio kali sana, ambayo ina nguzo mbili ambazo haziwiani na zile za kijiografia. Mistari ya sumaku huondoka kwenye Ncha ya Kusini ya sayari na kuingia Kaskazini. Hii ina maana kwamba kwa kweli Ncha ya Kusini ya Dunia ni ncha ya kaskazini ya sumaku (kwa hivyo kwa nini katika Magharibi pole ya kusini inaashiria bluu - S, na katika nyekundu inaashiria ncha ya kaskazini - N).
Uga wa sumaku unaenea mamia ya kilomita kutoka kwenye uso wa sayari. Inatumika kama kuba isiyoonekana inayoakisi mionzi yenye nguvu ya galaksi na jua. Wakati wa mgongano wa chembe za mionzi na shell ya Dunia, matukio mengi ya magnetic huundwa. Wacha tuangalie maarufu zaidi kati yao.
Dhoruba za sumaku
Jua lina ushawishi mkubwa kwenye sayari yetu. Haitoi tu joto na mwanga, lakini pia hukasirisha matukio kama haya ya sumaku kama dhoruba. Muonekano wao unahusishwa na ongezeko la shughuli za jua na michakato inayotokea ndani ya nyota hii.
Dunia huathiriwa mara kwa mara na mtiririko wa chembe zenye ioni kutoka kwenye Jua. Wanahamia nakasi ya 300-1200 km / s na ni sifa ya upepo wa jua. Lakini mara kwa mara, ejections ya ghafla ya idadi kubwa ya chembe hizi hutokea kwenye nyota. Hufanya kama mshtuko kwenye ganda la dunia na kusababisha uga wa sumaku kuzunguka.
Dhoruba kama hizo kwa kawaida hudumu hadi siku tatu. Kwa wakati huu, baadhi ya wakazi wa sayari yetu wanajisikia vibaya. Vibrations ya shell inaonekana ndani yetu na maumivu ya kichwa, shinikizo la kuongezeka na udhaifu. Katika maisha, mtu hupitia wastani wa dhoruba 2,000.
Taa za Kaskazini
Pia kuna matukio ya kupendeza zaidi ya sumaku katika asili - taa za kaskazini au aurora. Inajidhihirisha kwa namna ya mwanga wa anga na rangi zinazobadilika haraka, na hutokea hasa katika latitudo za juu (67-70 °). Kwa shughuli kali ya Jua, mng'ao huonekana hata chini zaidi.
Takriban kilomita 64 juu ya nguzo, chembechembe za jua zinazochajiwa hukutana na sehemu za mbali za uga wa sumaku. Hapa, baadhi yao huelekea kwenye nguzo za sumaku za Dunia, ambapo huingiliana na gesi za angahewa, ndiyo maana aurora inaonekana.
Wigo wa mwanga hutegemea muundo wa hewa na utokeaji wake nadra. Mwangaza mwekundu hutokea kwenye mwinuko wa kilomita 150 hadi 400. Vivuli vya bluu na kijani vinahusishwa na maudhui ya juu ya oksijeni na nitrojeni. Zinatokea kwenye mwinuko wa kilomita 100.
Magnitoreception
Sayansi kuu inayochunguza matukio ya sumaku ni fizikia. Hata hivyo, baadhi yao wanaweza pia kuwa kuhusiana na biolojia. Kwa mfano, unyeti wa sumaku wa kuishiviumbe - uwezo wa kutambua uga wa sumaku wa Dunia.
Wanyama wengi, hasa wanyama wanaohama, wana zawadi hii ya kipekee. Uwezo wa magnetoreception ulipatikana kwa popo, njiwa, kasa, paka, kulungu, baadhi ya bakteria, n.k. Husaidia wanyama kuabiri angani na kutafuta makazi yao, wakisogea mbali nayo kwa makumi ya kilomita.
Iwapo mtu anatumia dira kuelekeza, basi wanyama hutumia zana asilia kabisa. Wanasayansi bado hawajaweza kuamua hasa jinsi na kwa nini magnetoreception inafanya kazi. Lakini inajulikana kuwa njiwa wanaweza kupata nyumba yao hata ikiwa wamechukuliwa mamia ya kilomita mbali nayo, huku wakifunga ndege kwenye sanduku la giza kabisa. Kasa hupata mahali pa kuzaliwa hata miaka mingi baadaye.
Shukrani kwa "nguvu kuu" zao, wanyama wanatarajia milipuko ya volkeno, matetemeko ya ardhi, dhoruba na majanga mengine. Ni nyeti kwa mabadiliko ya uga wa sumaku, ambayo huongeza uwezo wa kujihifadhi.
