Cruthaíonn maighnéid fórsa allamuigh maighnéadach nach féidir leat a fheiceáil ach is féidir leat a bhraitheann tríd an gcaoi a meallann nó a mhaolaíonn sé rudaí cosúil le hiarann, nicil, agus cóbalt. Tá maighnéid spéisiúil ag daoine ar feadh na gcéadta bliain. Thángthas ar na chéad mhaighnéid, ar a dtugtar magnetite, sa Ghréig ársa, agus ó shin i leith, bhí ról mór acu san eolaíocht agus sa saol laethúil.
Ach conas a oibríonn siad? Tagann sé go léir síos go dtí an fhisic. Cruthaítear fórsa dofheicthe idir dhá rud a bhuí le rud ar a dtugtar leictreoin. Anois go bhfuil a fhios agat faoi mhaighnéid, déanaimis tumadh isteach agus déan iniúchadh ar an tionchar a bhíonn ag na rudaí dochreidte seo ar do shaol!
Bunghnéithe na maighnéadas
Is fórsa iontach agus riachtanach é maighnéadas atá lárnach dár saol laethúil. Tá an feiniméan nádúrtha seo mistéireach agus praiticiúil, ón réimse maighnéadach dofheicthe a bhaineann leis an domhan go dtí na maighnéid shimplí ar do chuisneoir. Le linn na staire, tá dul chun cinn teicneolaíochta, tuiscint eolaíoch agus fiú córais loingseoireachta múnlaithe aige. Chun meas a bheith agat ar iontas na maighnéadas, ní mór dúinn a thuiscint ar dtús cad é atá ann, conas a oibríonn sé, agus cá dtarlaíonn sé.
Cad is maighnéadas ann?
Tá maighnéadas ar cheann de na fórsaí dúlra, agus tarlaíonn sé trí ghluaiseacht agus idirghníomhaíocht cáithníní, cosúil le leictreoin. B'fhéidir go mbeadh a fhios agat cheana féin go n -oibríonn maighnéid mar go bhfuil réigiúin bheaga mhaighnéadacha taobh istigh acu ag ailíniú, ag cruthú réimsí maighnéadacha timpeall an mhaighnéad.
Is é réimse maighnéadach an limistéar timpeall ar mhaighnéad áit ar féidir leat a tharraingt nó a bhrú a bhrath - a fhórsa díreach nó repulsive. Samhlaigh go bhfuil siad cosúil le feadáin solais ag radiating amach ó thaobh amháin den mhaighnéad, an Tuaisceart, ag lúbadh timpeall i gcuair chun filleadh ar an Deisceart. Braitheann cé chomh láidir nó atá bunaithe ar an réimse seo ar an ábhar agus ar an gcineál maighnéad, mar sin beidh gach maighnéad a thagann tú beagán difriúil.
Tá dhá chuaille ag gach maighnéad a fheiceann tú: cuaille thuaidh agus cuaille theas. Is iad seo na codanna ina bhfuil an maighnéad is láidre. Nuair a thugann tú dhá mhaighnéad gar dá chéile, imoibríonn a gcuid cuaillí. Feicfidh tú go dtarraingeoidh na cuaillí os coinne le chéile (cosúil le "North" agus "South"), ach go mbrúnn na cuaillí céanna óna chéile (cosúil le "North" agus "North" nó "South" agus "South").
Cineálacha maighnéid
Is fórsa é maighnéadas a mbímid ag teacht air go laethúil, ach níl gach maighnéad mar an gcéanna. Tá airíonna uathúla agus úsáidí uathúla ag na trí phríomhchineálacha, leictreamaighnéid, agus maighnéid shealadacha sa teicneolaíocht, sa tionscal agus sa saol laethúil. Déanaimis iniúchadh ar an dóigh a n -oibríonn siad agus an áit a n -úsáidtear iad.
1. Maighnéid bhuana
Is dócha go bhfaca tú maighnéid bhuana roimh na cinn ar do chuisneoir. Coinníonn na maighnéid seo a maighnéadas le himeacht ama. Is féidir ábhair cosúil le hiarann, nicil, agus cóbalt a mhaighnéadú go buan toisc go gceadaíonn a struchtúr adamhach a gcuid réimsí maighnéadacha ailíniú.
2. Electromagnets
An bhfuil a fhios agat conas a oibríonn leictreamaighnéid? Tá sé simplí! Tógann tú sreang, cuir timpeall air rud éigin maighnéadach, agus ansin rith tú leictreachas tríd an tsreang. Déanann sé seo réimse maighnéadach. An chuid is fearr? Is féidir leat an maighnéad a chasadh ar agus as aon uair is mian leat.
3. Maighnéid shealadacha
Is ábhair iad maighnéid shealadacha nach n -éiríonn ach maighnéadach nuair a bhíonn siad in aice le maighnéad. Mar shampla, má chuireann tú píosa iarainn gar do mhaighnéad, casfaidh sé maighnéadach ar feadh tamaill bhig mar go bhfuil a chuid codanna maighnéadacha ag teacht suas.
Ábhair mhaighnéadacha
Ar thug tú faoi deara riamh nach bhfuil gach rud mórthimpeall ort maighnéadach? Ní féidir ach le roinnt ábhar a bheith maighnéadach, agus braitheann sé ar an gcaoi a n -eagraítear a n -adaimh agus a leictreoin.
Ábhair mhaighnéadacha 1.
Is féidir ábhair cosúil le hiarann, nicil, agus cóbalt a mhaighnéadú. Tugtar ábhair ferromagnetic orthu seo. Laistigh díobh, grúpaí beaga bídeacha adamh, ar a dtugtar réimsí maighnéadacha, ag teacht suas chun réimse maighnéadach láidir a chruthú.
2. Ábhair neamh-mhaighnéadacha
Ní féidir rudaí cosúil le adhmad, plaisteach agus gloine a mhaighnéadú. Ní shocraítear a n -adaimh ar an mbealach ceart chun fearainn mhaighnéadacha a chur suas, ionas nach bhfreagraíonn siad do mhaighnéid.
Conas a oibríonn maighnéid: An eolaíocht taobh thiar di
Tá eolaíocht na maighnéad suimiúil agus beagán casta, ach is féidir le tuiscint ar na bunghnéithe cabhrú leat tuiscint a fháil ar an dóigh a n -oibríonn siad. Seo miondealú ar na príomhchoincheapa:
1. Struchtúr adamhach agus maighnéadas
Tosaíonn maighnéadas le cáithníní beaga ar a dtugtar leictreoin. Bogann leictreoin timpeall lár adamh agus tá rud éigin ar a dtugtar "casadh," a chruthaíonn réimsí beaga maighnéadacha. Nuair a léiríonn na réimsí beaga maighnéadacha seo an treo céanna, comhcheanglaíonn siad chun réimse maighnéadach níos mó a dhéanamh.
I bhformhór na n -ábhar, cuireann na réimsí seo a chéile ar ceal, mar sin ní thugann tú faoi deara iad. Ach in ábhair cosúil le hiarann, tá na páirceanna ag teacht suas sa treo céanna, ag cruthú réimse láidir maighnéadach ar féidir leat a fheiceáil nó a bhraitheann tú.
2. Leictreamaighnéadas
B'fhéidir nach dtuigfeá é, ach tá dlúthbhaint ag leictreachas agus maighnéadas. Nuair a shreabhann leictreachas trí shreang, gineann sé réimse maighnéadach timpeall air. Is é an nasc seo, a mhíníonn an fisiceoir James Cléireach Maxwell, an prionsabal taobh thiar de leictreamaighnéid, mótair leictreacha, agus gineadóirí. Smaoinigh ar an gcéad uair eile a fheiceann tú go bhfuil mótair ag obair ag obair!
3. Fisic chandamach agus maighnéadas
Más mian leat tumadóireacht a dhéanamh go domhain, is féidir leat breathnú ar mhaighnéadas trí lionsa na fisice chandamach. Tá maoin ag leictreoin ar a dtugtar casadh quantum, agus nuair a bhíonn na spins seo ag ailíniú, faigheann tú éifeachtaí maighnéadacha. Mhínigh an fisiceoir cáiliúil Richard Feynman gur gá duit meicnic chandamach a fhiosrú chun maighnéadas a thuiscint go fírinneach agus an dóigh a mbogann leictreoin i bhfithiseáin adamhacha.
Fiú amháin níos airde ná leictreamaimic chandamach (QED), a mhíníonn conas a idirghníomhaíonn cáithníní luchtaithe le réimsí maighnéadacha. Cé nach gá duit máistreacht a dhéanamh ar QED chun maighnéid a úsáid, tá sé iontach iontach smaoineamh ar an méid eolaíochta atá fillte i rud chomh simplí le maighnéad!
Iarratais maighnéadas
Is cuid dhílis den saol laethúil iad maighnéid agus is fórsa tiomána iad taobh thiar de go leor dul chun cinn eolaíoch agus teicneolaíochta. Ó úsáidí tí simplí go próisis thionsclaíocha sofaisticiúla agus nuálaíochtaí ceannródaíocha, tá maighnéadas múnlaithe ar an mbealach a ndéanaimid idirghníomhú leis an domhan agus leanann sé ag spreagadh forbairtí nua san innealtóireacht, san leigheas agus san iompar.
1. Úsáidí laethúla
Tá maighnéid mar chuid dár saol laethúil níos mó ná mar a thuigfeá. Is bealach simplí ach éifeachtach iad maighnéid chuisneora chun nótaí, pictiúir, nó liostaí siopadóireachta a choinneáil i bhfeidhm, ag cur feidhm agus teagmháil phearsanta le do chistin. Bíonn Compasses, uirlis a úsáideadh ar feadh na gcéadta bliain, ag brath ar réimse maighnéadach an Domhain chun cabhrú leat teacht ar do bhealach trí thuaidh a chur in iúl i gcónaí. Fiú amháin bréagáin mhaighnéadacha, cosúil le bloic thógála nó puzail, úsáideann sé airíonna simplí maighnéadacha chun uaireanta siamsaíochta agus súgartha cruthaitheacha a sholáthar do na páistí.
2. Iarratais Thionsclaíocha
Tá ról ríthábhachtach ag maighnéid i mórán tionscal agus teicneolaíochtaí. Braitheann mótair leictreacha, a thugann cumhacht do ghléasanna gan áireamh ó fhearais tí go carranna leictreacha, ar mhaighnéid chun leictreachas a thiontú ina fhuinneamh meicniúil. Ar an gcaoi chéanna, úsáideann gineadóirí maighnéid chun fuinneamh meicniúil a athrú go leictreachas, ag soláthar cumhachta do thithe, do ghnólachtaí agus do thionscail. Sa leigheas, tá maighnéid fíor -riachtanach i meaisíní MRI (íomháú athshondais mhaighnéadaigh), áit a gcabhraíonn réimsí maighnéadacha thar a bheith láidir le híomhánna mionsonraithe tarrthála den chorp daonna chun cabhrú le dálaí leighis a dhiagnóisiú.
3. Ardiarratais
Cuireann maighnéid ar chumas cuid de na teicneolaíochtaí is úire ar domhan freisin. I luasairí na gcáithníní, úsáidtear maighnéid chun cosán na gcáithníní luchtaithe a threorú agus a rialú ag taisteal ag beagnach luas an tsolais, ag cuidiú le taighde eolaíoch úrnua. Baineann Maglev Trains, iontas innealtóireachta nua-aimseartha, úsáid as maighnéid chumhachtacha chun an traein a ardú os cionn na rianta, ag fáil réidh le cuimilte agus ag ceadú taisteal thar a bheith tapa, réidh agus tíosach ar fhuinneamh. Leanann na húsáidí nuálacha seo de mhaighnéid ar aghaidh ag brú na dteorainneacha a d'fhéadfadh a bheith ann san eolaíocht agus sa teicneolaíocht.
Rúndiamhair na maighnéadas
Tá sé nádúrtha a bheith ag smaoineamh cén fáth a meallann nó a mheallann maighnéid a chéile. Cé go bhfuil tuiscint dhomhain forbartha ag fisiceoirí ar mhaighnéadas, tá roinnt gnéithe fós ina rúndiamhair. Mar shampla, tá eolaithe fós ag fiosrú an tionchar a bhíonn ag airíonna candamacha meicniúla ar iompar níos mó infheicthe maighnéid.
Ceisteanna nár freagraíodh
1. Cén fáth a dtaispeánann ábhair cosúil le maighnéadite maighnéadas go nádúrtha?
2. Cén chaoi a n -idirghníomhaíonn maighnéadas le fórsaí bunúsacha eile an nádúir?
3. An féidir linn ábhair a chruthú le hairíonna maighnéadacha níos láidre?
Is iad seo na cineálacha ceisteanna a choinníonn taighde agus nuálaíocht ag tiomáint.
Deireadh
Is meascán iontach é maighnéid de na gach lá agus an neamhghnách. Oibríonn siad ar phrionsabail a théann ó fhisic chlasaiceach go saol chandamach na leictreon agus na spins. Cibé an bhfuil maighnéad á úsáid agat chun ealaín do pháiste a choinneáil suas ar an gcuisneoir nó chun tairbhe a bhaint as an teicneolaíocht a bhíonn ag brath ar mhaighnéadas, tá an fórsa dofheicthe seo mar chuid de do shaol ar bhealaí gan áireamh.
Cé nach dtuigtear go hiomlán gach gné den mhaighnéadas, ligeann ár n -eolas duit leas a bhaint as an bhfeiniméan dochreidte seo do gach cineál iarratas. Mar sin an chéad uair eile a bhraitheann tú go bhfuil maighnéad ag cloí le dromchla miotalach, tóg nóiméad chun tuiscint a fháil ar an eolaíocht iontach atá taobh thiar di.
Ceisteanna Coitianta
1. Cad is réimse maighnéadach ann agus conas a chruthaítear é?
Is é réimse maighnéadach an limistéar thart ar mhaighnéad inar féidir le fórsaí maighnéadacha gníomhú ar rudaí. B'fhéidir go mbeadh sé ina chuidiú smaoineamh air mar réimse dofheicthe fórsa. Cruthaítear réimsí maighnéadacha nuair a bhogann leictreoin, go háirithe nuair a bhíonn cáithníní reatha nó cáithníní luchtaithe ag gluaiseacht. Tá sé go léir ceangailte le prionsabail an leictreamaighnéadas agus na fisice.
2. Cén fáth a gcloíonn maighnéid le rudaí áirithe?
Tá maighnéid ag cloí le rudaí a bhfuil ábhair mhaighnéadacha acu mar iarann. Nuair a thugann tú maighnéad gar do na hábhair seo, tá a línte páirce maighnéadacha ag teacht leis na fearainn mhaighnéadacha sa réad, ag tarraingt le chéile iad. Neartaíonn an t -ailíniú seo an mealladh maighnéadach, rud a fhágann go bhfuil sé "bata." Sin an fáth a mheallann roinnt rudaí maighnéid, agus ní dhéanann daoine eile.
3. Cén chaoi a n -iompraíonn an dá chuaille maighnéad?
Beidh dhá chuaille ag gach maighnéad a úsáideann tú: cuaille thuaidh agus cuaille theas. Seo an chaoi a n-iompraíonn siad iad féin: cosúil le cuaillí (ó thuaidh nó ó dheas-theas) a chéile, agus meallann na cuaillí os coinne (ó thuaidh-theas). Má thug tú faoi deara riamh an tarraingt nó an brú idir dhá mhaighnéad, tá an idirghníomhaíocht seo agat. Is iad na cuaillí an áit a bhfuil an réimse maighnéadach is láidre.
4. Cén chaoi a n -oibríonn compás le réimse maighnéadach an Domhain?
Nuair a úsáideann tú compás, tá an tsnáthaid ag teacht le réimse maighnéadach an Domhain. Feidhmíonn an domhan féin mar mhaighnéad ollmhór a bhuíochas dá chroílár iarainn leáite. Imoibríonn an tsnáthaid, ar maighnéad beag bídeach é, leis an réimse seo agus pointí i dtreo an Phol Thuaidh mhaighnéadaigh. Is bealach simplí ach iontach é chun cabhrú leat teacht ar do threo.
5. An féidir le réimsí maighnéadacha idirghníomhú le cáithníní atá luchtaithe go leictreach?
Sea, má tá tú riamh ag smaoineamh, is féidir le réimsí maighnéadacha dul i bhfeidhm ar cháithníní atá luchtaithe go leictreach. Cruthaíonn an idirghníomhaíocht seo réimsí leictreamaighnéadacha agus tá ról lárnach aige maidir le conas a bhogann leictreoin agus conas a oibríonn fórsaí maighnéadacha ar scála beag bídeach. Cabhraíonn na prionsabail seo freisin le go leor feiniméin laethúla a bhíonn agat a mhíniú a bhaineann le leictreachas agus maighnéadas.