Katika kipindi cha miaka 50 iliyopita, matawi yote ya sayansi yamepiga hatua kwa kasi. Lakini baada ya kusoma majarida mengi kuhusu asili ya sumaku na mvuto, mtu anaweza kufikia hitimisho kwamba mtu ana maswali mengi zaidi kuliko hapo awali.
Asili ya sumaku na mvuto
Ni dhahiri na inaeleweka kwa kila mtu kwamba vitu vinavyotupwa huanguka haraka chini. Ni nini kinachowavutia? Tunaweza kudhani kwa usalama kwamba wanavutiwa na nguvu zisizojulikana. Nguvu hizo hizo huitwa mvuto wa asili. Baada ya hayo, kila mtu anayevutiwa anakabiliwa na mabishano mengi, dhana, mawazo na maswali. Je, asili ya sumaku ni nini? Mawimbi ya mvuto ni nini? Kama matokeo ya ushawishi gani wanaundwa? Kiini chao ni nini, pamoja na frequency? Je, yanaathirije mazingira na kila mtu kibinafsi? Je, jambo hili linaweza kutumika kwa busara kwa kiasi gani kwa manufaa ya ustaarabu?
Dhana ya sumaku
Mapema karne ya kumi na tisa, mwanafizikia Hans Christian Oersted aligundua uga wa sumaku wa mkondo wa umeme. Ilitoauwezekano wa kudhani kwamba asili ya sumaku inahusiana kwa karibu na mkondo wa umeme unaozalishwa ndani ya kila atomi zilizopo. Swali linatokea, ni matukio gani yanaweza kuelezea asili ya sumaku ya dunia?
Hadi sasa, imethibitishwa kuwa sehemu za sumaku katika vitu vilivyo na sumaku huzalishwa kwa kiwango kikubwa na elektroni ambazo huzunguka kila mara kuzunguka mhimili wao na kuzunguka kiini cha atomi iliyopo.
Imethibitishwa kwa muda mrefu kuwa mwendo wa machafuko wa elektroni ni mkondo halisi wa umeme, na kifungu chake huchochea kuibuka kwa uwanja wa sumaku. Kwa muhtasari wa sehemu hii, tunaweza kusema kwa usalama kwamba elektroni, kwa sababu ya harakati zao za machafuko ndani ya atomi, hutoa mikondo ya ndani ya atomiki, ambayo, kwa upande wake, huchangia kuibuka kwa uga wa sumaku.
Lakini ni nini sababu ya ukweli kwamba katika masuala tofauti uga wa sumaku una tofauti kubwa katika thamani yake yenyewe, pamoja na nguvu tofauti za usumaku? Hii ni kutokana na ukweli kwamba shoka na obiti za harakati za elektroni huru katika atomi zinaweza kuwa katika nafasi mbalimbali kuhusiana na kila mmoja. Hii inasababisha ukweli kwamba sehemu za sumaku zinazozalishwa na elektroni zinazosonga pia ziko katika nafasi zinazolingana.
Kwa hivyo, ikumbukwe kwamba mazingira ambayo uga wa sumaku unatokea huathiri moja kwa moja, kuongeza au kudhoofisha uwanja wenyewe.
Nyenzo, uga wake wa sumaku ambao hudhoofisha uga unaotokana, huitwa diamagnetic, na nyenzo, ukuzaji hafifu sana.uga sumaku huitwa paramagnetic.
Sifa za sumaku za dutu
Ikumbukwe kwamba asili ya sumaku haitolewi tu na mkondo wa umeme, bali pia na sumaku za kudumu.
Sumaku za kudumu zinaweza kutengenezwa kutoka kwa idadi ndogo ya dutu kwenye Dunia. Lakini inafaa kuzingatia kwamba vitu vyote ambavyo vitakuwa ndani ya eneo la uwanja wa sumaku vitakuwa na sumaku na kuwa vyanzo vya moja kwa moja vya uwanja wa sumaku. Baada ya kuchambua yaliyo hapo juu, inafaa kuongeza kuwa vekta ya induction ya sumaku katika kesi ya uwepo wa dutu inatofautiana na vekta ya induction ya sumaku ya utupu.
Nadharia ya Ampere kuhusu asili ya sumaku
Uhusiano wa sababu-na-athari, kwa sababu yake uhusiano kati ya umiliki wa miili kwa vipengele vya sumaku, uligunduliwa na mwanasayansi bora wa Ufaransa Andre-Marie Ampère. Lakini ni nini dhana ya Ampere kuhusu asili ya sumaku?
Historia ilianza kutokana na hisia kali ya kile mwanasayansi aliona. Alishuhudia utafiti wa Oersted Lmier, ambaye alipendekeza kwa ujasiri kwamba sababu ya sumaku ya Dunia ni mikondo ambayo hupita mara kwa mara ndani ya dunia. Mchango wa msingi na muhimu zaidi ulifanywa: vipengele vya magnetic vya miili vinaweza kuelezewa na mzunguko unaoendelea wa mikondo ndani yao. Baada ya Ampere kuweka hitimisho lifuatalo: sifa za sumaku za miili yoyote iliyopo imedhamiriwa na mzunguko uliofungwa wa mikondo ya umeme inayoingia ndani yao. Kauli ya mwanafizikia ilikuwa kitendo cha ujasiri na cha ujasiri, kwani alivuka yote yaliyopitaugunduzi, unaoelezea sifa za sumaku za miili.
Msogeo wa elektroni na mkondo wa umeme
Nadharia ya Ampère inasema kuwa ndani ya kila atomi na molekuli kuna chaji ya msingi na inayozunguka ya mkondo wa umeme. Inafaa kumbuka kuwa leo tayari tunajua kuwa mikondo hiyo hiyo huundwa kama matokeo ya machafuko na harakati inayoendelea ya elektroni kwenye atomi. Ikiwa ndege zilizokubaliwa zinahusiana kwa nasibu kwa kila mmoja kwa sababu ya harakati ya joto ya molekuli, basi michakato yao inalipwa kwa pande zote na haina kabisa sifa za sumaku. Na katika kitu kilicho na sumaku, mikondo rahisi zaidi inalenga kuhakikisha kuwa vitendo vyake vinaratibiwa.
Nadharia ya Ampère inaweza kueleza ni kwa nini sindano za sumaku na fremu zilizo na mkondo wa umeme katika uga wa sumaku zinafanya kazi kwa kufanana. Mshale, kwa upande wake, unapaswa kuzingatiwa kama changamano cha saketi ndogo zinazobeba mkondo ambazo zimeelekezwa sawa.
Kundi maalum la nyenzo za paramagnetic ambamo uga wa sumaku umeimarishwa sana huitwa ferromagnetic. Nyenzo hizi ni pamoja na chuma, nikeli, kob alti na gadolinium (na aloi zake).
Lakini jinsi ya kuelezea asili ya sumaku ya sumaku za kudumu? Sehemu za sumaku huundwa na ferromagnets sio tu kama matokeo ya kusonga kwa elektroni, lakini pia kama matokeo ya harakati zao zenye machafuko.
Kasi ya angular (torque inayofaa) imepata jina - spin. Elektroni wakati wote wa uwepo huzunguka mhimili wao na, ikiwa na chaji, hutoa uwanja wa sumaku pamoja.huku uga ukiwa umeundwa kutokana na kusogea kwao kwa obiti kuzunguka viini.
Joto Marie Curie
Halijoto ambayo dutu ya ferromagnetic hupoteza usumaku juu yake imepokea jina lake mahususi - halijoto ya Curie. Baada ya yote, ni mwanasayansi wa Kifaransa aliye na jina hili ambaye alifanya ugunduzi huu. Alifikia hitimisho kwamba ikiwa kitu chenye sumaku kinapashwa joto kwa kiasi kikubwa, hakitaweza tena kuvutia vitu vilivyotengenezwa kwa chuma.
Ferromagnets na matumizi yake
Licha ya ukweli kwamba hakuna miili mingi ya ferromagnetic duniani, vipengele vyake vya sumaku ni vya matumizi makubwa na umuhimu. Msingi katika coil, iliyofanywa kwa chuma au chuma, huongeza shamba la magnetic mara nyingi, wakati hauzidi matumizi ya sasa katika coil. Jambo hili husaidia sana kuokoa nishati. Cores zimetengenezwa kutoka kwa ferromagnets pekee, na haijalishi sehemu hii itatumika kwa madhumuni gani.
Njia ya kurekodi sumaku
Kwa usaidizi wa ferromagnets, kanda za sumaku za daraja la kwanza na filamu ndogo za sumaku huundwa. Kanda za sumaku hutumika sana katika nyanja za kurekodi sauti na video.
Tepu ya sumaku ni besi ya plastiki, inayojumuisha PVC au viambajengo vingine. Safu inawekwa juu yake, ambayo ni vanishi ya sumaku, ambayo ina chembe nyingi ndogo sana za chuma zenye umbo la sindano au ferromagneti nyingine.
Mchakato wa kurekodi unafanywa kwa mkanda shukrani kwasumaku-umeme, shamba la sumaku ambalo linaweza kubadilika kwa wakati kutokana na mitetemo ya sauti. Kama matokeo ya kusogezwa kwa mkanda karibu na kichwa cha sumaku, kila sehemu ya filamu huathiriwa na usumaku.
Asili ya mvuto na dhana zake
Inafaa kuzingatia kwanza kwamba nguvu za uvutano na nguvu zake zimo ndani ya sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, ambayo inasema kwamba: nukta mbili za nyenzo huvutia kila mmoja kwa nguvu inayolingana moja kwa moja na bidhaa ya raia wao na sawia. kwa mraba wa umbali kati yao.
Sayansi ya kisasa imeanza kuzingatia dhana ya nguvu ya uvutano kwa njia tofauti kidogo na kuieleza kuwa ni hatua ya uwanja wa mvuto wa Dunia yenyewe, ambayo asili yake, kwa bahati mbaya, bado haijaanzishwa.
Kwa muhtasari wa yote yaliyo hapo juu, ningependa kutambua kwamba kila kitu katika ulimwengu wetu kimeunganishwa kwa karibu, na hakuna tofauti kubwa kati ya mvuto na sumaku. Baada ya yote, mvuto una sumaku sawa, sio kwa kiwango kikubwa. Kwenye Dunia, haiwezekani kubomoa kitu kutoka kwa maumbile - sumaku na mvuto vinakiukwa, ambayo katika siku zijazo inaweza kuwa ngumu sana maisha ya ustaarabu. Mtu anapaswa kuvuna matunda ya uvumbuzi wa kisayansi wa wanasayansi wakubwa na kujitahidi kupata mafanikio mapya, lakini anapaswa kutumia ukweli wote kwa busara, bila kuumiza asili na ubinadamu.
