Mindenki régóta hozzászokott egy ilyen tárgyhoz, mint egy mágneshez. Semmi különöset nem látunk benne. Általában fizikaórákhoz vagy óvodások számára a mágnes tulajdonságait bemutató bemutatóhoz szoktuk társítani. És ritkán gondol valaki arra, hogy mennyi mágnes vesz körül minket a mindennapi életben. Bármely lakásban tucatnyian vannak. Minden hangszóró, magnó, elektromos borotva, óra készülékében található egy mágnes. Még egy üveg szög is egy.
És mi más?
Mi – az emberek – sem vagyunk kivételek. A testben áramló bioáramoknak köszönhetően erővonalainak láthatatlan mintázata van körülöttünk. A Föld egy hatalmas mágnes. És még grandiózusabb - a nap plazmagömbje. A galaxisok és ködök emberi elme számára felfoghatatlan méretei ritkán engedik meg, hogy ezek egyben mágnesek is.
A modern tudomány új nagy és szupererős mágnesek létrehozását követeli meg, amelyek alkalmazási területei a termonukleáris fúzióhoz, elektromos energia előállításához, a szinkrotronok töltött részecskéinek gyorsításához, elsüllyedt hajók emeléséhez kapcsolódnak. Hozzon létre egy szuper erős mezőt mágneses tulajdonságok segítségévelA mágnes a modern fizika egyik problémája.
A fogalmak tisztázása
A mágneses tér olyan erő, amely a mozgásban lévő töltésű testekre hat. "Nem működik" álló (vagy töltés nélküli) tárgyakkal, és az elektromágneses mező egy formájaként szolgál, amely általánosabb fogalomként létezik.
Ha a testek képesek mágneses teret létrehozni maguk körül, és maguk is megtapasztalják a hatás erejét, akkor mágneseknek nevezzük őket. Vagyis ezek a tárgyak mágnesezettek (megvan a megfelelő nyomatékuk).
A különböző anyagok eltérően reagálnak egy külső mezőre. Azokat, amelyek gyengítik a hatását magukban, paramágneseknek, azokat, amelyek erősítik, diamágneseknek nevezzük. Az egyes anyagoknak megvan az a tulajdonsága, hogy egy külső mágneses teret ezerszeresére erősítenek. Ezek ferromágnesek (kob alt, nikkel vassal, gadolínium, valamint az említett fémek vegyületei és ötvözetei). Azokat, amelyek erős külső tér hatására maguk is mágneses tulajdonságokat szereznek, keménymágnesesnek nevezik. Mások, amelyek csak a mező közvetlen hatására képesek mágnesként viselkedni, és az eltűnésével megszűnnek, lágymágnesesek.
Egy kis történelem
Az emberek nagyon-nagyon régi idők óta tanulmányozzák az állandó mágnesek tulajdonságait. Az ókori görög tudósok írásaiban már Kr.e. 600 évvel ezelőtt említik őket. Természetes (természetes eredetű) mágnesek találhatók a mágneses érc lelőhelyeiben. A nagy természetes mágnesek leghíresebbjét Tartuban őrzikegyetemi. Súlya 13 kilogramm, a segítségével felemelhető teher 40 kg.
Az emberiség megtanult mesterséges mágneseket létrehozni különféle ferromágnesek segítségével. A por (kob altból, vasból stb.) értéke abban rejlik, hogy képes megtartani a saját súlyának 5000-szeresét meghaladó terhet. A mesterséges minták lehetnek állandó (kemény mágneses anyagokból nyert) vagy elektromágnesek, amelyeknek magja lágymágneses vas. A feszültségmező bennük az elektromos áram áthaladása miatt jön létre a tekercselés vezetékein, amelyet a mag veszi körül.
Az első komoly könyv, amely kísérleteket tett a mágnes tulajdonságainak tudományos vizsgálatára, Gilbert londoni orvos munkája volt, amelyet 1600-ban adtak ki. Ez a munka tartalmazza az akkoriban rendelkezésre álló információk összességét a mágnesességről és az elektromosságról, valamint a szerző kísérleteiről.
Az ember megpróbálja a létező jelenségek bármelyikét a gyakorlati élethez igazítani. Természetesen a mágnes sem volt kivétel.
A mágnesek használata
A mágnes milyen tulajdonságait vette át az emberiség? A hatóköre olyan széles, hogy csak röviden érinthetjük ennek a csodálatos tárgynak a fő, leghíresebb eszközeit és alkalmazásait.
Az iránytű egy jól ismert eszköz az irány meghatározására a földön. Neki köszönhető, hogy utat nyitnak a repülőgépek és hajók, a szárazföldi közlekedés és a gyalogos közlekedési célok felé. EzekAz eszközök lehetnek mágnesesek (mutató típusú), turisták és topográfusok, vagy nem mágnesesek (rádió- és vízi iránytűk).
Az első természetes mágnesekből készült iránytűt a 11. században készítették, és a navigációban használták. Működésük egy mágneses anyagból készült hosszú tű vízszintes síkbeli szabad forgásán alapul, a tengelyen egyensúlyozva. Az egyik vége mindig délre néz, a másik pedig északra. Így mindig pontosan megtudhatja a főbb irányvonalakat a sarkalatos pontokkal kapcsolatban.
Fő szférák
Azok a területek, ahol a mágnes tulajdonságai megtalálták fő alkalmazásukat – rádió- és elektrotechnika, műszerezés, automatizálás és telemechanika. A ferromágneses anyagokból nyerik a reléket, mágneses áramköröket stb.. 1820-ban fedezték fel az áramvezető vezeték azon tulajdonságát, hogy a mágnestűre hat, elfordulásra kényszerítve azt. Ezzel egyidejűleg egy másik felfedezés is történt - egy pár párhuzamos vezető, amelyen azonos irányú áram folyik át, kölcsönös vonzerővel bír.
Emiatt feltételezés született a mágnes tulajdonságainak okáról. Minden ilyen jelenség az áramokkal kapcsolatban merül fel, beleértve a mágneses anyagok belsejében keringőeket is. A tudomány modern elképzelései teljes mértékben összhangban vannak ezzel a feltételezéssel.
A motorokról és generátorokról
Alapján sokféle villanymotort és elektromos generátort hoztak létre, vagyis olyan forgó típusú gépeket, amelyek működési elve a mechanikai energia elektromos energiává alakításán alapul (beszédgenerátorokról) vagy elektromosról mechanikusra (motorokról) beszélünk. Bármely generátor az elektromágneses indukció elvén működik, vagyis az EMF (elektromotoros erő) egy mágneses térben mozgó vezetékben lép fel. Az elektromos motor a keresztirányú mezőbe helyezett vezetékben erőhatás jelensége alapján működik.
A tér és az áramerősség kölcsönhatásának felhasználása, amely a mozgó részeik tekercsének menetein áthalad, az úgynevezett magnetoelektromos munka. Az indukciós villamosenergia-mérő új, nagy teljesítményű, két tekercses AC motorként működik. A tekercsek között elhelyezkedő vezető tárcsa a bemeneti teljesítménnyel arányos nyomatékkal forog.
És a mindennapi életben?
A miniatűr akkumulátorral működő elektromos karórák mindenki számára ismerősek. Készülékük egy pár mágnes, egy pár induktor és egy tranzisztor használatának köszönhetően a rendelkezésre álló alkatrészek számát tekintve sokkal egyszerűbb, mint a mechanikus óráké.
Egyre gyakrabban használják az elektromágneses típusú vagy mágneses elemekkel ellátott hengerzárakat. Ezekben mind a kulcs, mind a zár kombinációs készlettel van felszerelve. Amikor a megfelelő kulcs belép a zárba, a mágneses zár belső elemei a kívánt pozícióba vonzódnak, ami lehetővé teszi a nyitást.
A dinamométerek és a galvanométer (egy nagyon érzékeny eszköz, amellyel gyenge áramokat mérnek) eszköze mágnesek hatásán alapul. A mágnes tulajdonságait a csiszolóanyagok gyártásában alkalmazták. Ígyéles kis és nagyon kemény részecskéknek nevezzük, amelyek különféle tárgyak és anyagok mechanikai feldolgozásához (csiszolás, polírozás, nagyolás) szükségesek. Előállításuk során a keverék összetételében szükséges ferroszilícium részben leülepszik a kemencék aljára, és részben bekerül a csiszolóanyag összetételébe. Mágnesek szükségesek az eltávolításához.
Tudomány és kommunikáció
Az anyagok mágneses tulajdonságainak köszönhetően a tudomány képes különféle testek szerkezetének tanulmányozására. Csak a magnetokémiát vagy a mágneses hibadetektálást említhetjük (a hibák észlelésének módszere a mágneses tér torzításának vizsgálatával a termékek bizonyos területein).
Mikrohullámú berendezések, rádiókommunikációs rendszerek (katonai és kereskedelmi vonalak) gyártásában, hőkezelésben is használják, mind otthon, mind az élelmiszeriparban (a mikrohullámú sütőket mindenki jól ismeri). Szinte lehetetlen egyetlen cikk keretein belül felsorolni mindazokat a legbonyolultabb műszaki eszközöket és alkalmazásokat, amelyekben az anyagok mágneses tulajdonságait ma felhasználják.
Orvosi terület
A diagnosztika és az orvosi terápia területe sem volt kivétel. A röntgensugarakat generáló elektron lineáris gyorsítóknak köszönhetően daganatterápiát végeznek, ciklotronokban vagy szinkrotronokban protonnyalábokat generálnak, amelyek előnye a röntgensugárzással szemben a lokális irányultság és a szem- és agydaganatok kezelésének hatékonyságának növelése.
Ami a biológiait illetitudomány, még a múlt század közepe előtt sem kapcsolták össze a test létfontosságú funkcióit a mágneses mezők létezésével. A tudományos irodalom időnként egy-egy üzenettel egészült ki gyógyászati hatásukról. De a hatvanas évek óta a mágnes biológiai tulajdonságairól szóló publikációk lavinaként jelennek meg.
Akkor és most
Azonban az alkimisták már a 16. században megpróbálták kezelni az embereket. Számos sikeres kísérlet történt a fogfájás, az idegrendszeri betegségek, az álmatlanság és a belső szervekkel kapcsolatos számos probléma gyógyítására. Úgy tűnik, hogy a mágnest az orvostudományban legkésőbb a navigációban is felhasználták.
Az elmúlt fél évszázadban széles körben használták a mágneses karkötőket, amelyek népszerűek voltak a csökkent vérnyomású betegek körében. A tudósok komolyan hittek abban, hogy a mágnes képes növelni az emberi test ellenállását. Elektromágneses eszközök segítségével megtanulták mérni a véráramlás sebességét, mintát venni vagy kapszulából beadni a szükséges gyógyszereket.
A mágnes eltávolítja a szembe került apró fémrészecskéket. Az elektromos érzékelők működése a működésén alapul (bármelyikünk ismeri az elektrokardiogram felvételének eljárását). Napjainkban egyre szorosabbá és szükségesebbé válik a fizikusok és a biológusok együttműködése a mágneses mező emberi testre gyakorolt hatásának mögöttes mechanizmusainak tanulmányozása érdekében.
Neodímium mágnes: tulajdonságok és alkalmazások
A neodímium mágnesek a legnagyobb hatást gyakorolják az emberi egészségre. A következőkből állnakneodímium, vas és bór. Kémiai képletük NdFeB. Az ilyen mágnesek fő előnye a viszonylag kis méretű mező erős hatása. Tehát egy 200 gauss erejű mágnes súlya körülbelül 1 g. Összehasonlításképpen: egy azonos erősségű vasmágnes tömege körülbelül 10-szer nagyobb.
Az említett mágnesek másik kétségtelen előnye a jó stabilitás és az a képesség, hogy a kívánt tulajdonságokat több száz évig megőrzik. Egy évszázad leforgása alatt egy mágnes mindössze 1%-ot veszít tulajdonságaiból.
Hogyan kezelik pontosan a neodímium mágneseket?
Javítja a vérkeringést, stabilizálja a vérnyomást, küzd a migrén ellen.
A neodímium mágnesek tulajdonságait körülbelül 2000 évvel ezelőtt kezdték kezelni. Az ókori Kína kézirataiban említést tesznek erről a fajta terápiáról. A kezelés ezután mágnesezett kövekkel történt az emberi testen.
A terápia a testhez való rögzítés formájában is létezett. A legenda azt állítja, hogy Kleopátra kiváló egészségét és földöntúli szépségét annak köszönhette, hogy állandóan mágneskötést viselt a fején. A 10. században perzsa tudósok részletesen leírták a neodímium mágnesek tulajdonságainak jótékony hatását az emberi szervezetre a gyulladások és az izomgörcsök megszűnése esetén. Az akkori fennmaradt bizonyítékok alapján megítélhető az izomerő, a csonterő növelése és az ízületi fájdalmak csökkentése érdekében történő felhasználásuk.
Minden bajtól…
Az ilyen hatás hatékonyságának bizonyítékát 1530-ban tették közzéévben a híres svájci orvos, Paracelsus. Írásaiban az orvos leírta a mágnes mágikus tulajdonságait, amelyek stimulálhatják a test erőit és öngyógyítást válthatnak ki. Azokban az időkben rengeteg betegséget kezdtek leküzdeni egy mágnes segítségével.
Az önkezelés ezzel a szerrel a háború utáni években (1861-1865) terjedt el az USA-ban, amikor a gyógyszerek kategorikusan hiányoztak. Gyógyszerként és fájdalomcsillapítóként is használták.
A 20. század óta tudományosan igazolták a mágnes gyógyító tulajdonságait. 1976-ban Nikagawa japán orvos bevezette a mágneses térhiányos szindróma fogalmát. A kutatások megállapították ennek pontos tüneteit. Ezek gyengeségből, fáradtságból, csökkent teljesítményből és alvászavarokból állnak. Vannak még migrén, ízületi és gerincfájdalmak, emésztőrendszeri és szív- és érrendszeri problémák hipotenzió vagy magas vérnyomás formájában. A szindrómára és a nőgyógyászat területére, valamint a bőrelváltozásokra vonatkozik. A magnetoterápia alkalmazásával ezek az állapotok meglehetősen sikeresen normalizálhatók.
A tudomány nem áll meg
A tudósok továbbra is kísérleteznek mágneses mezőkkel. Kísérleteket végeznek állatokon és madarakon, valamint baktériumokon is. A legyengült mágneses tér körülményei csökkentik a kísérleti madarak és egerek anyagcsere-folyamatainak sikerességét, a baktériumok hirtelen leállnak szaporodni. Hosszan tartó térhiány esetén az élő szövetek visszafordíthatatlan változásokon mennek keresztül.
Az összes ilyen és általa okozott jelenség leküzdéseA magnetoterápiát, mint olyant, számos negatív következménnyel alkalmazzák. Úgy tűnik, hogy jelenleg a mágnesek összes hasznos tulajdonságát még nem vizsgálták megfelelően. Az orvosok sok érdekes felfedezés és új fejlemény előtt állnak.
