Притягательная планета. Магнитное поле земли интересные факты

Сейчас магнитное поле Земли находится под пристальным вниманием каждого, кому интересна астрономия, астрология, астрофизика. К тому же научные информационные сайты в последнее время так и пестрят различными новостями про магнитное поле Земли.

Например, есть новость, которая говорит о том, что магнитное поле Земли в последнее время существенно меняется, либо о том, что благодаря полю происходит утечка кислорода из земной атмосферы. Но мало, кто вообще представляет, что это такое магнитное поле Земли, что оно собой является и насколько оно важно для нас, как для людей, да и для всех живых организмов. По сути, магнитное поле представляет собой специальную область, которая находится вокруг всей нашей планеты, где происходит взаимодействие магнитных сил.

Правда, до сих пор ещё не нашли окончательного решения о происхождении магнитного поля. Существует масса мнений на этот счёт, причём одно противоречит другому, но всё же большая часть исследователей говорит о том, что магнитное поле Земли находится вокруг из-за ядра планеты. Собственно, в земном ядре внутри есть и твёрдая часть, и жидкая часть. Земля вращается и не останавливается, из-за этого в жидкой части ядра всегда происходят течения. Тут уж нужно вспомнить физику школы, когда электрические заряды создают во время своего движения магнитное поле.

Есть очень распространённая теория о том, как же всё-таки это поле появилось. Суть теории заключается в том, что это бы динамо-эффект. То есть, в жидкой части ядра происходят турбулентные движения, которые способствуют поддержанию поля стационарного состояния, при этом же оно само и возбуждается. Магнитное поле Земли определённо очень помогает Земле и всему живому на планете. Ведь различные космические частицы очень негативно влияют на планету Земля, а магнитное поле призвано защищать от этого губительного действия жителей и искусственные спутники планеты.

Эти частицы являются частичками солнечного ветра. Так получилось, что магнитному полю удаётся скорректировать их траекторию движения, изменяя её вдоль линии поля. Но если думать о том, что магнитное поле необходимо для того, чтобы формировалась жизнь на планете, то это существенно влияет на количество таких обитаемых планет. Ведь есть такие планеты, которые вовсе не имеют металлического ядра, а значит, нет у них и магнитного поля. Правда, и земляне могут потерять своего «магнитного защитника». Только пока нет официальных подтверждений, когда именно это может произойти.

Магнит и магнетизм не перестают удивлять человечество. Мы собрали несколько интересных фактов о постоянных магнитах, которые вы, возможно, еще не знаете.

1. Почему магнит назвали магнитом?


Существует две версии происхождения этого названия: поэтичное и не очень. Первая – это поэтичная легенда о пастухе по имени Магнус (или Магнес). Известный историк Плиний описывал, что однажды этот пастух забрёл со своими овцами на новое место, стал на необычный чёрный камень и вдруг обнаружил, что не может оторвать от него посох и свои подбитые гвоздями башмаки.

Вероятнее, что всё было прозаичнее: однажды в греческой области Магнисии обнаружили залежи камня, способного притягивать железо. Его так и назвали – «камень из Магнисии» или, проще говоря, магнит. Впрочем, здесь тоже есть немного лирики, ведь область получила своё имя от проживающего в ней племени магнетов, а они так назвали себя в честь мифического героя, сына Зевса.

2. Знакомьтесь, «Любящий камень»
Именно такое романтичное имя дали магниту изобретательные китайцы. Представители одной из древнейших культур поэтично описывали его следующим образом. Цы-ши (на русском «любящий камень» или «камень материнской любви»), говорили они, притягивает железо, как и теплая мать притягивает детишек. Эта сила на самом деле распространяется и на другие металлы, но менее интенсивно.

Интересно, что французы тоже называли магнит словом «любящий» – для обоих значений используется одно и то же слово aimant.

3. Как появилась магнитная доска

В 2008 году трое американских студентов демонстрировали свои знания, но для показа всей необходимой информации им не хватило места на доске, они решили дополнительно использовать листы большого формата, но сложность заключалась в том, что бумагу необходимо было держать в руках. И тогда им пришла гениальная идея сделать часть доски с магнитной поверхностью. Так появилась новая технология покрытия поверхности для рисования маркерами, которые легко стираются сухой губкой. Такие маркеры назвали сухострираемыми.

4. Кто придумал первый магнитный компас?


Ещё в третьем веке до Рождества Христова китайский автор описывал компас в виде ложки из магнита, а вот устройство с плавающей стрелкой появилось только в XI столетии. Намного позже, в 1300 году Иоанн Жира первым в Европе создал компас для путешественников (магнит был завезён всего за 40 лет до этого путешественником Марко Поло), чем существенно упростил жизнь моряков. А итальянец Флавио Джойя усовершенствовал конструкцию.

5. Немного о магнитной буре


Случаются дни, когда стрелка компаса беспорядочно кружится, вместо того, чтобы указывать на север. Иногда это продолжается часами, а иногда – сутками. Больше всего компас используется моряками – они и отметили первыми это явление, окрестив его магнитной бурей.

Происходит подобное из-за вспышек солнечной активности, когда в магнитное поле нашей планеты попадает больше заряженных частиц от Солнца. Оно возмущается, и начинаются геомагнитные бури, влияющие и на человеческий организм, и на работу техники.

6. Как увидеть магнитное поле?


Увидеть магнитное поле вполне реально, и этому учат на школьных уроках физики, предлагая такую последовательность действий:
- магнит накрывают стеклянной пластиной;
- сверху на пластину кладут лист бумаги;
- бумага посыпается ровным слоем железных опилок;
- опилки намагничиваются, и когда их встряхивают, то они на мгновение отделяются от пластинки, и легко поворачиваются, формируя - сложные изогнутые линии, расходящиеся от полюсов.

Полученная картина выглядит следующим образом: чем ближе к полюсу, тем гуще и чётче линии из опилок, а чем дальше они отходят, тем больше разрежаются и утрачивают свою отчётливость. Это наглядный пример того, как ослабляются магнитные силы из-за расстояния.

7. Почему гроб пророка Мухаммеда висит в воздухе?


Не одно столетие любознательные умы будоражила история о левитирующем гробе пророка Магомета. В 1600 году была издана книга про магниты, где автор Уильям Гильберт передал услышанную историю о часовне Магомета. Её свод содержит магнитные камни большой силы, которые позволяют железному сундуку с прахом пророка висеть в воздухе.

Сами мусульмане считали это чудом, и говорили, что причина в том, что земля не может держать труп такого человека. На самом деле, такие трюки и ранее проделывали некоторые фокусники. Но нужно сказать, что поддерживать равновесие в данном случае невозможно. Магнит в данном случае достаточно сильный, чтобы приподнять предмет, но удержать его на стабильном расстоянии без дополнительной нити не получится.

8. Магнит и нагревание
У магнитов есть особенные характеристики. К ним относится рабочая температура с максимальными показателями и точка Кюри, на уровне которой ферромагнетики теряют свои свойства. Для каждого сплава эти параметры индивидуальны. Например, для магнитопластов на основе наполнителя NdFeB максимальная рабочая температура может составлять до 120, а то и 220°С, ферриты же выдерживают работу при температуре до 250-300°С, а точка Кюри у них составляет 450°С.

9. Почему магнитный томограф видит человека изнутри?


Наш организм на 60-80% состоит из H2O, и атомы водорода в формуле воды при действии мощного магнита начинают излучать волны. Они разные, потому что зависят от тканей, где расположены атомы, и отражают любое изменение в нашем теле. Помещённый в магнитное поле человек излучает эти волны, и зафиксированные показатели трансформируются в трёхцветное изображение.

10. Как работает магнитная подушка?


Скоростное передвижение поездов типа «Маглев» достигается благодаря следующей технологии. Вагоны крепятся к направляющей, которая охватывает рельс, либо наоборот. В обоих вариантах вагоны держатся над рельсом благодаря вертикальному магнитному полю, горизонтальное же сохраняет центровку. Ещё на рельс ставятся электромагниты, с которыми обеспечивается работа двигателей – так происходит ускорение и торможение.

11. Петр Перегрин и «Послание о магните»


Во второй половине XIII столетия некий Пьер Перегрин-де Маррикур написал знакомому письмо-трактат, в котором рассказал подробно о свойствах магнита и даже предложил использовать его в роли вечного двигателя (тогда эта идея была популярна во Франции, на родине учёного). Об авторе почти ничего не известно, но его вклад за первое в Европе столько систематическое исследование ценится высоко и в наши дни.

В трактате говорится о наличии полюсов у шарообразных образцов, которые использовались, процедуре намагничивания, взаимодействии магнитов и множестве других моментов, связанных со свойствами магнитов. Маррикур был уверен, что исследуемый им камень скрывал в себе подобие небесной сферы с её полюсами.

Неодимовый магнит (также известный как NdFeB, NIB, или Neo магнит) - чрезвычайно мощный магнит, сделанный из редкоземельных металлов: как правило, это сплав неодима, бора и железа, образующий Nd2Fe14B тетрагональную кристаллическую структуру. Впервые был разработан в 1982 году компанией General Motors в партнерстве с Sumitomo Special Metals.

Это сильнейшие постоянные магниты из всех коммерчески доступных, их величина магнитной энергии превышает обычные магниты более, чем в 18 раз. Неодимовые магниты бывают нескольких классов, характеризующих силу их притяжения, например, N28, N35, N38, N40, N45. Самый сильный магнит из этого перечня - это N45, но бывают и более сильные. Хороший неодимовый магнит обладает магнитной индукцией не менее 12500 Гс (Гаусс - единица магнитной индукции).

Неодимовые магниты значительно мощнее обычных магнитов, но и стоят дороже обычных. Работать с ними надо максимально осторожно, соблюдая надлежащую технику безопасности. Их магнитные поля могут влиять друг на друга даже на расстоянии более 30 сантиметров. Обратите внимание, что неодимовые магниты являются хрупким сплавом. Как правило, они покрыты жестким никелированным защитным слоем. Нельзя позволить нескольким магнитам состыковываться в их полную силу, иначе возможно их повреждение и небольшие кусочки металла могут откалываться при ударе.

Интересный факт! Неодимовые супермагниты транспортируются только наземным транспортом. Они не могут быть отправлены по воздуху, поскольку будут создавать помехи навигационному оборудованию самолета. Все супермагниты упакованы либо в небольших деревянных ящиках или с большими блоками/панелями из пенополистирола в двустенных картонных коробках, чтобы минимизировать воздействие магнитного поля на технику во время их транспортировки.

Разрушительная сила неодимового магнита

Производство неодимового магнита

Краш-тест: человеческая рука между магнитами

Классификация неодимовых магнитов

Неодимовые магниты дифференцируются на классы в зависимости от величины их магнитного момента на единицу объема. Более высокие значения этого показателя указывают на более сильные магниты и варьируются от N35 до N52. Буквы, следующие за названием класса, указывают на его максимальные рабочие температуры (имеется в виду температура Кюри), которые варьируются от M (до 100 градусов по Цельсию) до EH (200 градусов по Цельсию).

Классы неодимовых магнитов:

• N35-N52
• N33M-N48M
• N30H-N45H
• N30SH-N42SH
• N30UH-N35UH
• N28EH-N35EH

Интересный факт! Каждый год в Китае официально производится 50000 - 80000 тонн неодимовых магнитов! Китай добывает более 95% редкоземельных элементов и производит около 76% от общего мирового количества редкоземельных магнитов.

Благодаря подобному составу магниты обладают невероятно большой сцепной силой. С ними ферритовые магниты по данному показателю просто не сравнятся. К примеру, если соединить два мощных ферритовых кольца между собой, то приложив определенное усилие, можно при помощи рук разъединить их. С неодимовыми магнитами выполнить подобное просто не получится. Два неодимовых магнита, соединившись между собой, разлепить голыми руками без применения приспособлений будет невозможно.

Цена первых неодимовых магнитов, которые появились в середине 90-х годов прошлого века в свободной продаже, была достаточно высока. На текущий момент их стоимость несколько снизилась, но она все равно остается высокой. Объясняется это сравнительно большой редкостью неодима, в том числе патентной борьбой разных производителей и разработчиков магнитов.

Существует большое разнообразие марок и форм неодимовых магнитов. Разнообразная форма неодимовых магнитов вызвана различным их назначением. Так они могут иметь форму конусов, цилиндров, колец, сфер, шаров, прямоугольников, дисков и тому подобное. С применением ингредиентов неодимовых магнитов также создаются пластичные материалы, которые имеют магнитные свойства. К примеру, это магнитный винил.

Применения и особенности

При использовании неодимовых магнитов следует учитывать их особенности.

1. Длительность службы неодимовых магнитов составляет минимум 30 лет, в случае надлежащего применения и хранения он может быть на порядок больше. Но в некоторых условиях их можно легко вывести из строя, а также безвозвратно испортить их. Неодимовые магниты являются совершенно не гибкими. Они могут ломаться при определенной нагрузке и даже трескаться, в том числе терять свои свойства.
2. Падение магнита или удар по нему может привести к откалыванию частиц магнита, что может привести к снижению сцепных свойств. К тому же достаточно сильный удар способен привести к потере свойств магнита. Поэтому следует избегать падений неодимовых магнитов, в том числе там, где возможны удары друг о друга частей и деталей или падения.
3. Магнитные свойства магнита при воздействии высокой температуры теряются безвозвратно. В зависимости от текущей марки магнита, предел нагревания может находиться в пределах 80-250 градусов Цельсия. В случае нагревании выше нормативной температуры у магнита теряются все свойства. Саморазмагничивание неодимовых магнитов составляет порядка 1% за 10 лет. Данный показатель является довольно высоким.
4. Обработка неодимового магнита почти невозможна. При создании серийных образцов магнитов после покупки для какой-нибудь цели будет практически невозможно придать магниту какую-либо иную форму. Обусловлено это тем, что сверление сплава, резка режущим инструментом или шлифовка может привести к возгоранию сплава. В том числе высокая температура, которая будет выделяться при трении, будет вызывать вредное воздействие на сам магнит, а также его свойства.

В этой статье для вас интересный и забавный физический эксперимент, демонстрирующий одно из свойств магнитов, которое часто используют разработчики “вечных двигателей”. В этом эксперименте использованы выпуклая гладкая поверхность и пара магнитов. Верхний специально раскрашен. Продаются они в этом китайском магазине .

Двигая нижний магнит, верхний начинает вращаться и, надо признать, весьма быстро. Но никакого чуда здесь конечно нет, скорее чистая механика. Все очень просто: верхний магнит лежит на выпуклой поверхности и, соответственно, может касаться ее только в одной точке. Когда мы начинаем двигать нижний магнит, верхний стремится следовать за ним, перемещаясь по верхней выпуклой поверхности, так как они связаны между собой магнитными связями.

В начальный момент движеняе он как бы чуть-чуть наклоняется вперед. Тем самым точка касания тоже двигается в направлении движения. Мы получаем, что сзади этой точки масса магнита больше, чем спереди. Так как верхний магнит стремится двигаться за нижним магнитом, он должен либо скользить в этой точке, либо проворачиваться. Потому что ему нужно как-то это массу переместить вперед, что он и делает, потому что сила трения скольжения в этой точке больше, чем сила трения вращения.

Вот такой вот оптимальный способ движения верхний магнит и находит. Вот и всё объяснение.

Такой же эффект лежит в основе вращения магнита в так называемом магнитном шлюзе, который любят демонстрировать любители вечных магнитный двигателей. При этом они на полном серьезе втирают о каких-то магнитных вихрях, которые якобы и вращают это самый магнитик.

Естественно, доверчивые люди, насмотревшись подобных роликов, скорее бегут покупать магниты, чтобы повторить сие чудо. А потом по факту их ждет грандиозный облом, потому что все это крутится лишь до тех пор, пока вы двигаете рукой. Кстати для этого не надо городить какой-то шлюз, подойдет любой магнит, и никаким эфиром тут не пахнет…

Обсуждение

Леон Ярославович
Я конечно понимаю что слово эфир изрядно дискредитировано всяческими околонаучными и откровенно лженаучными изыскателями, мистификаторами и просто мошенниками, НО! Электромагнитные волны – единственный вид волн в Природе, не требующими (как считается) для своего распространения упругой среды.
В то же время перенос энергии электромагнитными волнами прекрасно описывается уравнением Умова-Пойнтинга, выведенным для общего случая поперечных волн в УПРУГОЙ СРЕДЕ. Не кажется ли Вам это немного странным, если неоправданным? Ведь в теории относительности Пункаре, которую так неудачно украл Эйнштейн – эфир таки был! Однако этот выброшенный Эйнштейном эфир (якобы в силу принципа Окамма) все равно полез изо всех щелей его теории. То под названием “ткани пространства-времени”, которая почему-то искривляется (В ЧЕМ, интересно?), то как “физический вакуум”, то как анизотропия т.н. “реликтового излучения”, или вообще уже как Невидимые Фиолетовые Единороги (читай темная энергия и материя), которые составляют ВНИМАНИЕ! 96% массы видимой Вселенной! Более того Эйнштейн и сам позже таки признал что его (цитата) “теория относительности наделяет вакуум физическими свойствами, и потому в этом смысле эфир существует” (погуглите на досуге).

Pravda TyT
Тут к сожалению этого не любят и даже слышать ничего не хотят. Их право конечно, но нельзя быть столь категоричными. Речь идет не о вечном двигателе, а об энергии, которую нужно просто обуздать и всё.
Но нет же, всё дискредитируют, высмеивают, глумятся. Странные люди, время всех рассудит. Но… нельзя вот такими действиями тормозить прогресс, а вы, Игорь, именно этим и занимаетесь, не знаю намеренно или нет, но это так. Вы разоблачаете мошенников, которые намеренно дискредитируют этот вопрос. Они на службе у кукловодов, а вы?
Энергию эту уже обуздали определенные люди, но кукловодам на данном этапе не нужны технологии, которые сделали бы людей независимыми. Им нужны рабы, которых можно легко контролировать.

Воробьев Виталий
Леон Ярославович, так сама среда переноса не обнаружена. Скорость света оказалась постоянной. Эфир как средство переноса электромагнитных волн не найден. Про Пуанкаре хотелось бы поподробнее…если вы преобразования Лоренца (с Планковскими исправлениями) не спутали. СТО и ОТО не на пустом месте родились, принцип относительности Эйнштейн расширил, применив принцип относительности Галилея для электромагнитных взаимодействий. И именно провал опыта Майкельсона-Морли материал для переосмысления практических опытов от отказа от эфира как среды для переноса. Не Эйнштейн стал могильщиком эфира, а невозможность получения данных о его существовании.
Не вылез ни в ОТО ни СТО эфир – как среда переноса … выросло пространство время, темная материя к эфиру не причем, это пока теория но полученная из астрофизических расчетов, люди пытаются ее обнаружить … возможно скоро обнаружат, а возможно откажутся от этой теории. Эфир как среда колебания которой переносят свет умер безвозвратно….как и энергия из него, после получения эффекта Казимира.

Andrew Solovjeff
2 месяца назад
Воробьев Виталий, Приехали. По-моему эффект Казимира как раз во всей красе подтверждает существование эфира.