Основная причина, почему железо притягивается к магниту, заключается в его атомной структуре. Стальная полоса станет мощным магнитом и притянет любой железный предмет от гвоздя до холодильника. Краткое объяснение причин по которым магнит может притягивать железо. Почему к постоянному магниту не притягиваются одни материалы, зато отлично «липнут» другие?
Почему магнит притягивает? Описание, фото и видео
У него и магнит мощнее, и веревка длиннее. Честно признаюсь, слова про "сам маузер" я посчитал шуткой. Но каково же было мое удивление, когда минут через двадцать Порываев на самом деле вытянул из пруда «ствол», похожий на карабин. Ржавый, забитый илом, без затвора, деревянный приклад полусгнил.
Правда, при ближайшем осмотре марку оружия установить не смогли. Пруд — самое удобное место сбросить оружие, патроны после «мокрого дела». Недаром есть выражение — «концы в воду!
Помнишь, на мосту убили Бориса Немцова? Пистолет вскоре нашли неподалеку в Москве-реке. В прошлом году боевые пловцы Росгвардии во время тренировки под Крылатским мостом обнаружили на дне три пистолета - ТТ, Вальтер и Рек Говернмент, магазин от автомата Калашникова, пакет с патронами различного калибра.
Об этом пресса писала. Поднятые со дна пистолеты. Тогда фронтовики привозили домой немало боевых трофеев, а потом приходилось от них избавляться.
Когда в Нагатинской пойме земснаряды черпали грунт, в отвалах находили пистолеты еще пушкинских времен. А с набережных вдоль оживленных маршрутов общественного транспорта я за одну «рыбалку» поднимал до десятка кошельков. Карманники, орудующие в автобусах, троллейбусах, забирают бумажные ассигнации и спешно избавляются от улик.
На монеты и реагирует магнит. Улов на Тропаревском пруду. Подсчитываем «улов».
И … большая рыбацкая верша-морда. Обычно их делают из ивовых прутьев, капроновой сетки. Эту браконьеры сотворили из железной сетки.
Порываев еле вытащил из ила. Что ж, неплохой оброк выдали нам тропаревские черти, обитающие на дне пруда. Хотя мы «освоили» всего полсотни метров берега.
Но ствол уже никуда не годный, без затвора. Патроны тоже старые, непригодные. Могут с ними остановить в метро на рамке, поди докажи, что собирался в полицию сдать.
И мы забросили «эхо лихих девяностых» обратно в пруд, подальше, чтоб никто уже не нашел. Владимир Порываев вытащил ржавый "ствол" магнитом и вновь забросил в пруд. И монеты.
Остальной железный хлам выбросили в мусорный ящик в парке. Удовольствие получили, полезное дело сделали заодно, дно слегка почистили. После шашлыка разгоряченные алкоголем отдыхающие граждане частенько бросают в воду мангалы, шампуры, посуду… - Владимир, что еще доводилось поднимать из водоемов, колодцев, болот?
Ведра, чайники, утюги, подковы, спиннинги, рыбацкие ящики для зимней ловли, ложки для выгребания льда из лунок, пешни, буры, блесны, крючки, зажигалки, солнцезащитные и простые очки в металлической оправе, прочие потеряшки беспечных рыбаков и отдыхающих. Велосипеды, детали машин, строительный мусор… Кстати, народ приспособился таскать из воды металлолом. И неплохо зарабатывает.
Но для этого нужен магнит помощнее, грузоподъемностью 400-600 кг и пара человек. Иную находку одному не вытянуть. Мы, было дело, раму от грузовика вчетвером еле подняли.
Такая «рыбалка» мне определенно понравилась. Все, решено!
Всё это ещё раз доказывает сходство сверхпроводимости и ферромагнетизма. Поэтому в существовании высокотемпературных и керамических сверхпроводников отрицавшихся квантовой теорией до их создания не больше странного, чем в сильных керамических магнитах, работающих при комнатных температурах.
Хотя есть вещества, становящиеся ферромагнетиками лишь при очень низких температурах, как сверхпроводники. Осталось выяснить, почему в магнитном поле моменты электронов и атомов ориентируются упорядоченно, порождая ферромагнетизм и другие явления. Полагали, что в классической теории такое невозможно: хотя внешнее магнитное поле и создаёт момент сил, стремящийся развернуть атом или электрон по полю, но за счёт вращения они прецессируют, словно волчок, вокруг направления магнитного поля. А в квантовой теории направление магнитного момента частиц квантуется,— моменты частиц направлены к внешнему полю лишь под строго заданными углами и скачком уменьшают этот угол.
Но реально и классическая теория ведёт к установлению электронов и атомов вдоль поля, если учесть трение, от которого эти микромагниты сокращают размахи, как стрелки компаса, пока не установятся вдоль поля так же отклоняется под действием момента сил волчок, скажем в гирокомпасе. В итоге трение от столкновений атомов сокращает их колебания в поле, ориентируя их магнитные моменты вдоль внешнего поля, которое за счёт этого усиливается [ 12 ]. Для электронов это трение тоже вызвано столкновениями, но уже при испускании и поглощении потоков реонов, тормозящих качания, прецессию за счёт электродинамической необратимости, открытой Ритцем. Это так называемое радиационное трение, сопровождаемое излучением электромагнитных волн ускоренно движущимися, колеблющимися зарядами.
Итак, в магнитном поле электрон или атом должен излучать электромагнитные волны на частоте своих качаний. Такое явление известно в форме магнитного резонанса, при котором электроны и атомы эффективно поглощают и испускают электромагнитное излучение на частоте собственных колебаний или прецессии ларморовской частоте. Излучение на этой частоте при колебаниях ведёт к потере энергии атомом и ослаблению колебаний, к постройке всех атомов, электронов вдоль поля и появлению общего магнитного момента у ферромагнетика при намагничивании. На этом основан принцип действия магнитных холодильников, отбирающих энергию у атомов и электронов, колеблющихся в магнитное поле.
Впрочем, и без внешнего поля магнитные моменты электронов устанавливаются параллельно, образуя домены — области спонтанной намагниченности, предсказанные П. Вейссом и экспериментально открытые Н. Акуловым [ 12 ]. Каждый электрон своим магнитным полем вынуждает соседние электроны повернуться в том же направлении, а те, в свою очередь, вынуждают соседние.
Так и возникают в металле участки с упорядоченной ориентацией магнитных моментов, что снова легко смоделировать с помощью однотипных магнитиков, магнитных стрелок, строящихся параллельно за счёт взаимодействия рис. Такие системы, цепочки магнитов ещё в XIX веке исследовали Остроградский и Риман, во многом предвосхитившие идеи Ритца. Внешнее поле лишь координирует, ориентирует домены, смещает их границы, наращивая домены с полем параллельным внешнему. Эта перестройка идёт скачками, так как электроны удерживает сильное внутриатомное поле, и внешнее поле не может их развернуть, а лишь чуть отклоняет.
Поэтому после снятия поля электроны вновь строятся вдоль внутриатомного поля, отчего начальный участок кривой намагничивания возле точки O, рис. А в более высоких полях электроны, минимизируя энергию взаимодействия, начинают при тепловых колебаниях атомов и электронов перескакивать в атоме в новые положения, где внутриатомное поле образует меньший угол с внешним полем, что влечёт необратимые сдвиги и гистерезис намагниченности. Однако при слишком высокой температуре тепловые колебания, провоцируя перескоки электронов, лишь рассогласуют магнитные моменты атомов, как удары по столу с компасами сбивают их слаженную работу рис. В итоге домены и связанная с ними намагниченность исчезают: ферромагнетики выше критической температуры точки Кюри TK становится парамагнетиками.
То же происходит с антиферромагнетиками выше точки Нееля. В кристаллах ферромагнетиков и антиферромагнетиков связь направлений магнитных моментов электронов и внутриатомного поля проявляется в анизотропии магнитных свойств, большой вклад в изучение которой внёс профессор МГУ Н. Акулов противник теории относительности и сторонник идей Ритца о реонах и структуре электрона [ 16 ]. Остовы атомов одинаково ориентированы в кристалле, отчего оси электронов могут быть выстроены лишь вдоль избранных осей, совпадающих с направлением внутриатомных магнитных полей.
Связь направлений магнетизма и кристаллических осей проявляется и в явлении магнитострикции, когда ферромагнетики намагничиваются без внешнего поля, но лишь за счёт механического давления и пластических деформаций, меняющих направление осей кристаллов, металлических зёрен. Именно так постепенно намагничиваются ножи мясорубок, концы ножниц и отвёрток. Переход ферромагнетик-парамагнетик вместе с переходом сверхпроводник-проводник, сверхтекучий-нормальный гелий называют фазовым переходом второго рода, отличая от фазовых переходов первого рода плавление, кипение , где идёт выделение или поглощение тепла и скачком меняются свойства плотность, теплопроводность и т. Долгое время казалось, что у фазовых переходов второго рода всё иначе, и они идут без выделения скрытого тепла.
На деле же и там выделяется теплота, связанная с уменьшением энергии взаимодействия атомов в ходе их упорядочивания, снижающего энтропию. Если при кристаллизации упорядочиваются положения, координаты атомов, то при переходе металла в ферромагнитное состояние упорядочиваются направления магнитных моментов атомов, что ведёт к снижению энергии их взаимодействия. По закону сохранения этот избыток энергии неизбежно выделяется в форме тепла такое тепловыделение есть и при намагничивании, где упорядочиваются магнитные моменты доменов, тоже снижая энергию взаимодействия. И тепло реально выделяется возле точки Кюри, но тепловыделение растянуто в широком температурном интервале.
От выхода энергии, которую надо отводить, металл всё трудней охлаждать при подходе к точке Кюри, где переход идёт интенсивней всего. По сути, то же происходит при кристаллизации: несмотря на отвод тепла температура не меняется, словно теплоёмкость в точке кристаллизации бесконечно велика. Не зря сам Кюри, открыв переход парамагнетик-ферромагнетик, сравнивал парамагнитное состояние с газообразным, а ферромагнитное — с более упорядоченным жидким и кристаллическим. Переход металла в ферромагнитное состояние и образование в нём множества случайно ориентированных доменов аналогичен кристаллизации металла и образованию в нём случайно ориентированных зёрен-кристаллитов, где атомы расположены упорядоченно.
Выходит, нет особой разницы между переходами 1-го и 2-го рода: разница лишь в ширине температурного интервала, где осуществляется переход и выделяется скрытая теплота. А фазовые переходы второго рода растянуты в более широком температурном интервале. Домены начинают возникать при температурах чуть выше точки Кюри, но таких областей мало, они невелики и недолговечны. Это напоминает формирование в охлаждаемом жидком металле зародышей кристаллов: малых участков с ближним атомным порядком, которые при подходе к точке плавления становятся всё крупней и многочисленней.
Так и при подходе к точке Кюри, численность и размер доменов растёт, ведя к выделению тепла, воспринятому как рост теплоёмкости да и возле точки плавления открыт слабый рост теплоёмкости от микроучастков, где флуктуации уже вызвали фазовый переход. При температуре Кюри домены интенсивно формируются уже во всём объёме металла, бесконечно повышая теплоёмкость. Наконец, при охлаждении ниже точки Кюри остаются лишь редкие малые участки металла, где тепловое движение атомов местами особенно интенсивное ввиду флуктуаций мешает формированию доменов. Но при понижении температуры они становятся всё меньше по объёму и по числу: их упорядочение требует всё меньшего отвода тепла, понижая теплоёмкость.
Так и фазовый переход металла в сверхпроводящее состояние а гелия — в сверхтекучее всегда сопровождается выделением тепла [ 17 ]. Всё это снова доказывает, что природа следует честным классическим правилам, а не туманным квантовым, и лишние сущности, типа переходов второго рода, выдуманных Ландау,— излишни. Классически устроен и атом, где электроны, как показал открывший их Дж. Томсон, спонтанно организуются в упорядоченные кристаллические структуры под влиянием электрического и магнитного поля, формируя электронные слои с правильным размещением электронов [ 11 ].
Не зря Томсон иллюстрировал эффект спонтанной самоорганизации электронов в атоме магнитными поплавками, формирующими в поле центрального магнита правильные структуры. Так же и в электрическом и магнитном поле ядра магнитики-электроны формируют слои из правильно уложенных электронов отсюда стандартные ёмкости электронных слоёв. Способность электронов формировать плоскую кристаллическую решётку подтверждена и опытами, где электроны парили над жидким гелием [ 13 ]. Физик-спектроскопист Р.
Вуд тоже изучал подобные эффекты самоорганизации электронов в атоме на примере магнитных шариков, плавающих в ртути и образующих в поле центрального магнита правильные фигуры. При выводе шариков из равновесия они колебались в магнитном поле каждый со своей стандартной частотой. Этим магнитная модель атома Ритца объясняет стандартные спектры атомов [ 10 ]. Такую самоорганизацию можно наблюдать и в наборе неодимовых магнитных шариков, порой спонтанно слипающихся в кристально чёткие объёмные структуры.
Самосборка стандартных упорядоченных систем в поле центрального магнита видна и в магнитной жидкости, и в порошке из железных опилок, которые собираются в периодичные выступы, холмики, образующие сотовую структуру и вытянутые вдоль силовых линий магнита рис. Наблюдают такие системы и в сверхпроводниках, на срезах которых магнитный порошок образует сотовую структуру абрикосовские вихри. Да и цилиндрические магнитные домены формируют сотовую структуру [ 13 ]. Все эти явления спонтанной организации магнитных частиц в правильные структуры объяснимы классически и легко моделируются на ЭВМ как результат взаимодействия магнитных частиц друг с другом и с внешним полем.
Но и их хотят свести к квантовым.
Электрический ток от аккумуляторных батарей через преобразователь и транзисторный блок управления по сигналу от устройства по контролю положения ротора поступает на катушки статора. Коротким импульсом. Катушки насыщаются электрическим током и втягивают постоянные магниты ротора. Затем, транзисторный блок управления прерывает поступление электротока на катушки и открывает канал для слива электротока из катушек на блок конденсаторов. По форме это напоминает работу двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Где катушки являются цилиндрами, а постоянные магниты поршнями. Через один транзисторный ключ карбюратор катушки наполняются топливной смесью электротоком , а через другой транзисторный ключ выпускной коллектор смесь электроток удаляется из цилиндров катушек. Только электрическая топливная смесь не сгорает в цилиндрах как бензиновая, а с небольшими потерями на сопротивление в проводниках и блоке управления возвращается для повторного использования. С другой точки зрения, принцип работы данного устройства можно рассматривать как работу колебательного контура в радиоприёмнике.
Там ток тоже колеблется между катушками индуктивности и конденсатором, при этом появляется электромагнитное излучение. А в данном устройстве появляется механическая мощность, которую можно использовать для работы электрогенератора. Качество электрического тока тоже заслуживает особого внимания. Как и в двигателе внутреннего сгорания, высококачественное топливо позволяет получить лучшие показатели работы двигателя, так и в данном устройстве этот фактор имеет огромное значение. Электрический ток характеризуется двумя параметрами: напряжением и силой тока. Мощность тока это произведение напряжения на силу тока. Ток силой 10 Ампер и напряжением 100 Вольт имеет мощность 1 КВт. Ток силой 1 Ампер и напряжением 1000 Вольт также имеет мощность 1 КВт. Для определения мощности нет никакой разницы. Но в данном устройстве эти параметры имеют принципиальное значение.
Ранее уже упоминалось, что магнитное поле не имеет сплошной конфигурации, а состоит из множества тонких магнитных полей. Так и электрический ток так же имеет множество тонких полей. Поскольку электрический ток это направленное движение электронов, а они не могут слиться в общую массу. Они лишь могут выстраиваться в тонкие колоны, точно также как и домены в постоянном магните. Размеры доменов равны приблизительно 4 мкр. Не трудно подсчитать какое количество магнитных полей уместится на всей площади магнитного полюса. Но и размер электрического поля не превышает размера электрона. А одно магнитное поле может, соединится только с одним электрическим. Это же явление можно рассматривать и с точки зрения разности потенциалов. Современные неодимовые постоянные магниты имеют огромный магнитный потенциал.
Значит и на катушках необходимо создать соответствующий электрический потенциал.
Вся современная материалистическая физика основывается на теории близкодействия. Например, видимый свет - это волна. Некоторого физического поля, в котором произошло возмущение волновой природы - фотона - вполне себе материального объекта, только материя эта особенная, живущая по своим законам. Не может же быть волны, без того, что эту волну образует?
Урок 3: Магнитное поле, его свойства
- Смотрите также
- 3 разных типа магнитов и их применение |
- Что такое магнитная сила?
- Магнит и магнитное поле: почему притягивается только металл?
- Магнит и магнитное поле: почему притягивается только металл?
- Почему Магнит притягивает железо
как Поле действует на объект? например магнит притягивает железо почему это происходит
Почему железо притягивается к магниту. Почему магнит не притягивает органические вещества? Но как магнит притягивает железо? Кусок (немагнитного) железа не имеет магнитного поля, а два куска железа не притягиваются друг к другу, так как же магнит? И так, магнит притягивает к себе железо потому, что может намагнитить его из-за особых свойств. Это объясняет, почему некоторые магниты притягивают предметы с большей силой, чем другие.
Часто задаваемые вопросы по неодимовым магнитам (FAQ)
А правда, почему кусок железа или ферромагнетика притягивается к магниту? В этой статье мы разберемся, что такое магнит, как он работает и почему притягивает именно железо. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Так что такое магнит, и почему он притягивает?
Почему магниты имеют свойство притягиваться и отталкиваться? (03.06.2021 г.)
| Являются ли магниты металлом? Правда, объясненная любителям науки | Постоянный магнит как будто притягивается к листу и скользит заметно медленнее чем, например, по деревянной поверхности. |
| Почему магнит притягивает металл ? | 1) Магниты притягивают и захватывают небольшие кусочки железа. |
| Почему магнит притягивает железо? Разбираемся в причинах магнитного притяжения | В этой статье мы разберемся, что такое магнит, как он работает и почему притягивает именно железо. |
| Подносим магнит к яблоку: ищем железо внутри | Это объясняет, почему железо притягивается к магниту с большой силой. |
| ПОЧЕМУ МАГНИТ ПРИТЯГИВАЕТ ЖЕЛЕЗО | притягивать, «любить» железо. |
Почему магнит притягивает железо
Если бы физические свойства железа позволяли бы магниту проникнуть в тело железа без сопротивления, то магнит остановился бы в точке равновесия действующих сил. Особенность железа в том, что в магнитном поле внешние электроны его атомов ориентируются определенным образом. В этой статье мы разберемся, что такое магнит, как он работает и почему притягивает именно железо. Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни?». Железа же в яблоках крайне мало и притянуть его даже самым сильным магнитом не удасться.
Почему магнит притягивает? Описание, фото и видео
Немного истории Происхождение слова «магнит» покрыто тайной. Ученые склоняются к версии названия, произошедшего от имени греческого пастуха Магнеса, пастух нашел минерал и был удивлен его свойствам. Другая неподтвержденная гипотеза: минерал назван так в честь региона Магнесия, находившегося в Малой Азии. В этом районе были открыты залежи магнетита. Применение Магниты нашли широкое применение в разных областях деятельности человека.
В строительстве используются магнитные фиксаторы или намагниченная вода. В нефтепереработке магнитные элементы препятствуют образованию отложений на трубопроводах, в медицине используются для производства приборов МРТ. В транспорте нашли применение в качестве запорных устройств, преобразователей и датчиков. Магнетизм, как научное явление, вызывается перемещением электронов.
Вещества и предметы состоят из мельчайших атомов, эта физическая единица представляет собой ядро и движущиеся вокруг него электроны.
Например, магнит прямоугольник 20х10х4 мм выдерживает нагрузку на отрыв 4 кг, но при использовании на сдвиг его предельная нагрузка будет равняться 1,8 кг. Для многих применений сила на сдвиг является основной характеристикой неодимового магнита.
Сцепная сила зависит от многих факторов. Например, на шероховатой поверхности она несколько ниже, чем на гладкой и ровной поверхности. Чем тоньше металл, на который крепится магнит, тем слабее он будет держаться.
Предметы не всегда полностью прилегают к магнитной поверхности, и чем больше площадь их соприкосновения, тем сильнее притяжение. Но есть и другие факторы, про которые не стоит забывать. Например, не все металлы и сплавы магнитятся одинаково.
Если изделие окрашено, имеет полимерное покрытие или ржавчину, то сила сцепления тоже несколько снизится. Также необходимо обращать внимание на класс сплава неодима. Чем больше его порядковый номер, тем выше магнитная энергия.
Вся современная материалистическая физика основывается на теории близкодействия. Например, видимый свет - это волна. Некоторого физического поля, в котором произошло возмущение волновой природы - фотона - вполне себе материального объекта, только материя эта особенная, живущая по своим законам. Не может же быть волны, без того, что эту волну образует?
Оказывается, что металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретают их, когда через них протекает электрический ток. Когда Эрстед ставил провод вертикально, то магнитная стрелка совсем не указывала на него, а располагалась как бы по касательной к окружности, центром которой является проводник.
При этом стрелки, которые находились в диаметрально противоположных точках окружности, были ориентированы противоположно друг другу рис. Магнитное поле проводника с током Это натолкнуло Эрстеда на идею о том, что действие проводника с током на магнитные стрелки носит вихревой характер, так как именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра. Из опытов Эрстеда вытекают следующие выводы: Электричество и магнетизм тесно связаны друг с другом. Электрический ток оказывает магнитное действие. Вокруг проводника с током возникают магнитные силы, или, говоря современным языком, возникает магнитное поле. Магнитное поле вокруг проводника с током носит вихревой характер.
Опыт Эрстеда доказывал не только связь между электричеством и магнетизмом. Электрические и магнитные силы больше не рассматривались по отдельности, а были объединены так называемыми электромагнитными явлениями. Список литературы Соколович Ю. Физика: справочник с примерами решения задач. Мякишев Г. Физика 11 кл.
Кудрявцев П. Курс истории физики.