Объекттердин магниттик өз ара аракети Ааламдагы бардык нерсени башкарган негизги процесстердин бири. Анын көрүнгөн көрүнүштөрү магниттик кубулуштар. Алардын арасында түндүк жарыктары, магниттердин тартылышы, магниттик бороондор жана башкалар бар. Алар кантип пайда болот? Алар эмне?
Магнитизм
Магниттик кубулуштар жана касиеттер жалпысынан магнетизм деп аталат. Алардын бар экендиги абдан узак убакыт бою белгилүү. Мындан төрт миң жыл мурун кытайлар бул билимди компас түзүү жана деңиз саякаттарында багыттоо үчүн колдонушкан деп болжолдонууда. Эксперименттерди жүргүзүү жана физикалык магниттик кубулушту олуттуу изилдөө 19-кылымда гана башталган. Ганс Эрстед бул тармактагы алгачкы изилдөөчүлөрдүн бири болуп эсептелет.
Магниттик кубулуштар космосто да, жерде да болушу мүмкүн жана магнит талаасынын ичинде гана пайда болот. Мындай талаалар электр заряддарынан пайда болот. Заряддар кыймылсыз болгондо, алардын айланасында электр талаасы пайда болот. Алар кыймылдаганда - магнит талаасы.
Башкача айтканда, магнит талаасынын кубулушу пайда болушу менен пайда болотэлектр тогу же өзгөрмө электр талаасы. Бул магниттерге жана магниттик өткөргүчтөргө таасир этүүчү күч аракет кылган мейкиндиктин аймагы. Анын өзүнүн багыты бар жана булактан – өткөргүчтөн алыстаган сайын азаят.
Магниттер
Айланасында магнит талаасы пайда болгон дене магнит деп аталат. Алардын эң кичинеси электрон. Магниттердин тартылышы эң белгилүү физикалык магниттик кубулуш болуп саналат: эки магнитти бири-бирине туташтырсаңыз, алар тартат же түртүшөт. Бул алардын бири-бирине салыштырмалуу абалына байланыштуу. Ар бир магниттин эки уюлу бар: түндүк жана түштүк.
Бир аталыштагы поляктар бири-бирин түртүшөт, ал эми карама-каршы уюлдар, тескерисинче, өзүнө тартат. Экиге бөлсөң, түндүк-түштүк уюлдары бөлүнбөйт. Натыйжада, биз эки магнитке ээ болобуз, алардын ар биринде экиден уюл болот.
Магниттүү бир катар материалдар бар. Аларга темир, кобальт, никель, болот жана башкалар кирет. Алардын арасында суюктуктар, эритмелер, химиялык кошулмалар бар. Эгер магниттер магнитке жакын кармалса, алар өзүнөн өзү бир болуп калат.
Таза темир сыяктуу заттар бул касиетке оңой ээ болушат, бирок аны менен тез эле кош айтышат. Башкалары (мисалы, болот) магниттештирүү үчүн көбүрөөк убакыт талап кылынат, бирок эффектти көпкө сактайт.
Магниттөө
Жогоруда заряддалган бөлүкчөлөр кыймылдаганда магнит талаасы пайда болоорун аныктадык. Бирок, мисалы, муздаткычта илинип турган темирдин кесилишинде кандай кыймыл жөнүндө сөз кылууга болот? Баарызаттар кыймылдуу бөлүкчөлөрдү камтыган атомдордон турат.
Ар бир атомдун өзүнүн магнит талаасы бар. Бирок, кээ бир материалдарда, бул талаалар ар кандай багыттар боюнча туш келди багытталган. Мындан улам алардын айланасында бир чоң талаа түзүлбөйт. Мындай заттар магниттелүүгө жөндөмдүү эмес.
Башка материалдарда (темир, кобальт, никель, болот) атомдор бири-бирин бирдей көрсөтүп тургандай тизиле алышат. Натыйжада, алардын айланасында жалпы магнит талаасы пайда болуп, дене магнитке айланат.
Дененин магниттелиши анын атомдорунун талааларынын иреттеши экени көрүнүп турат. Бул тартипти бузуу үчүн аны, мисалы, балка менен катуу уруп коюу жетиштүү. Атомдордун талаалары баш аламан кыймылдай баштайт жана магниттик касиеттерин жоготот. Материал ысытылганда да ушундай болот.
Магниттик индукция
Магниттик кубулуштар кыймылдуу заряддар менен байланышкан. Ошентип, электр тогу бар өткөргүчтүн тегерегинде, албетте, магнит талаасы пайда болот. Бирок тескерисинче болушу мүмкүнбү? Англиялык физик Майкл Фарадей бир жолу ушул суроону берип, магниттик индукция кубулушун ачкан.
Ал туруктуу талаа электр тогун пайда кыла албайт, ал эми өзгөрмөлүү талаа болушу мүмкүн деген жыйынтыкка келген. Ток магнит талаасынын жабык чынжырында пайда болот жана индукция деп аталат. Бул учурда электр кыймылдаткыч күч чынжырды кесип өткөн талаанын ылдамдыгынын өзгөрүшүнө пропорционалдуу өзгөрөт.
Фарадейдин ачылышы чыныгы ачылыш болду жана электр өндүрүүчүлөрүнө бир топ пайда алып келди. Анын аркасында механикалык энергиядан ток алуу мүмкүн болду. Окумуштуу чыгарган мыйзам колдонулган жанаэлектр кыймылдаткычтарынын, ар кандай генераторлордун, трансформаторлордун жана башкалардын түзүлүшүндө колдонулат.
Жердин магнит талаасы
Юпитер, Нептун, Сатурн жана Уран магнит талаасына ээ. Биздин планета да мындан тышкары эмес. Кадимки жашоодо биз аны дээрлик байкабайбыз. Бул сезилбейт, даамы да, жыты да жок. Бирок аны менен табияттагы магниттик кубулуштар байланышкан. Аврора, магниттик бороондор же жаныбарлардагы магниторецепция сыяктуу.
Негизи Жер – географиялык уюлдарга дал келбеген эки уюлга ээ болгон чоң, бирок анча күчтүү эмес магнит. Магниттик сызыктар планетанын Түштүк уюлунан чыгып, түндүккө кирет. Бул чындыгында Жердин Түштүк уюлу магниттин түндүк уюл экенин билдирет (ушундан улам Батышта түштүк уюл көк менен белгиленет - S, ал эми кызыл түс түндүк уюлду - N менен белгиленет).
Магнит талаасы планетанын бетинен жүздөгөн километрге созулат. Ал күчтүү галактикалык жана күн радиациясын чагылдырган көзгө көрүнбөгөн күмбөз катары кызмат кылат. Радиациялык бөлүкчөлөрдүн Жердин кабыгы менен кагылышында көптөгөн магниттик кубулуштар пайда болот. Келгиле, алардын эң белгилүүлөрүн карап көрөлү.
Магниттик бороондор
Күн биздин планетага күчтүү таасир этет. Ал бизге жылуулук жана жарык гана бербестен, бороон сыяктуу жагымсыз магниттик кубулуштарды да козгойт. Алардын көрүнүшү күндүн активдүүлүгүнүн жогорулашына жана бул жылдыздын ичинде болуп жаткан процесстерге байланыштуу.
Жер дайыма Күндөн иондошкан бөлүкчөлөрдүн агымынын таасиринде турат. Алар менен кыймылдашатылдамдыгы 300-1200 км/сек жана күн шамалы катары мүнөздөлөт. Бирок мезгил-мезгили менен бир жылдызда бул бөлүкчөлөрдүн эбегейсиз көп сандагы капыстан аткылоолору пайда болот. Алар жердин кабыгындагы соккулар сыяктуу аракеттенип, магнит талаасынын термелүүсүн шарттайт.
Мындай бороон-чапкындар адатта үч күнгө чейин созулат. Бул учурда биздин планетанын кээ бир тургундары өздөрүн начар сезишет. Снаряддын термелүүсү бизде баш оору, басымдын жогорулашы жана алсыздыгы менен чагылдырылат. Бир адам өмүр бою орто эсеп менен 2000 бороон-чапкынга дуушар болот.
Түндүк жарыктары
Жаратылышта андан да жагымдуу магниттик кубулуштар бар - түндүк жарыктары же аврора. Ал түсү тез өзгөрүп турган асман жаркыраган түрүндө көрүнүп, негизинен бийик кеңдикте (67-70°) кездешет. Күндүн күчтүү активдүүлүгү менен нурлануу дагы азыраак байкалат.
Уюлдардан болжол менен 64 километр бийиктикте заряддалган күн бөлүкчөлөрү магнит талаасынын алыскы чектерине жолугат. Бул жерде алардын кээ бирлери Жердин магниттик уюлдарына багыт алышат, ал жерде алар атмосферанын газдары менен өз ара аракеттенишет, ошондуктан Аврора пайда болот.
Жаркыроонун спектри абанын курамына жана анын сейрек кездешүүсүнө жараша болот. Кызыл жарык 150дөн 400 километрге чейинки бийиктикте пайда болот. Көк жана жашыл түстөр кычкылтек жана азоттун жогорку мазмуну менен байланыштуу. Алар 100 километр бийиктикте кездешет.
Магнитордук кабылдоо
Магниттик кубулуштарды изилдеген негизги илим – физика. Бирок, алардын айрымдары биология менен да байланыштуу болушу мүмкүн. Мисалы, жашоонун магниттик сезгичтигиорганизмдер - Жердин магнит талаасын таануу жөндөмү.
Көптөгөн жаныбарлар, өзгөчө жер которуучу түрлөр бул өзгөчө белекке ээ. Магнитторду кабыл алуу жөндөмдүүлүгү жарганаттарда, көгүчкөндөрдө, таш бакаларда, мышыктарда, бугуларда, кээ бир бактерияларда жана башкаларда табылган. Ал жаныбарларга космосто багыттоого жана андан ондогон километрге алыстап, үйүн табууга жардам берет.
Эгер адам ориентация үчүн компасты колдонсо, анда жаныбарлар толугу менен табигый куралдарды колдонушат. Окумуштуулар магниторецепция кантип жана эмне үчүн иштээрин так аныктай алышпайт. Бирок көгүчкөндөр канаттууну толугу менен караңгы кутуга жаап жатып, андан жүздөгөн километр алыстыкка алып барышса да өз үйүн таба алары белгилүү. Таш бакалар туулган жерин жылдар өткөндөн кийин табышат.
Жаныбарлар "супер державаларынын" аркасында жанар тоонун атылышын, жер титирөөлөрдү, бороон-чапкындарды жана башка катаклизмдерди күтүшөт. Алар магнит талаасындагы термелүүлөргө сезгич болушат, бул өзүн-өзү сактоо мүмкүнчүлүгүн жогорулатат.
