Một ngàn năm trước lần nhìn thấy đầu tiên hiện tượng điện, nhân loại đã bắt đầu tích lũy kiến thức về từ tính. Và chỉ bốn trăm năm trước, khi sự hình thành vật lý như một khoa học mới bắt đầu, các nhà nghiên cứu đã tách ra tính hấp dẫn các chất khỏi tính chất điện của chúng, và chỉ sau đó họ mới bắt đầu nghiên cứu chúng một cách độc lập. Đây là cách nền tảng thực nghiệm và lý thuyết được đặt ra, mà đến giữa thế kỷ 19 đã trở thành nền tảng của e một lý thuyết về hiện tượng điện và từ.

Có vẻ như các tính chất khác thường của quặng sắt từ tính đã được biết đến từ thời đại đồ đồng ở Mesopotamia. Và sau khi bắt đầu phát triển luyện kim sắt, mọi người nhận thấy rằng nó thu hút các sản phẩm sắt. Nhà triết học và toán học Hy Lạp cổ đại Thales đến từ thành phố Miletus (640−546 trước Công nguyên) cũng nghĩ về lý do của sự hấp dẫn này, ông đã giải thích sự hấp dẫn này bằng hoạt hình của khoáng chất.

Các nhà tư tưởng Hy Lạp đã tưởng tượng làm thế nào các hơi vô hình bao phủ từ tính và sắt, làm thế nào những hơi này thu hút các chất với nhau. Từ "nam châm" nó có thể là tên của thành phố Magnesia-u-Sipila ở Tiểu Á, không xa nơi quặng từ tính được lắng đọng. Một trong những truyền thuyết kể rằng người chăn cừu Magnis bằng cách nào đó đã kết thúc với con cừu của mình bên cạnh một tảng đá, thứ đã thu hút mũi sắt của cây gậy và ủng của anh ta.

Trong chuyên luận cổ đại của Trung Quốc "Hồ sơ mùa xuân và mùa thu của Master Liu" (240 trước Công nguyên), đặc tính thu hút sắt của từ tính đã được đề cập. Một trăm năm sau, người Trung Quốc lưu ý rằng từ tính không thu hút đồng hoặc gốm sứ. Vào thế kỷ thứ 7 và thứ 8, họ nhận thấy rằng một cây kim sắt nhiễm từ, được treo tự do, quay về phía Sao Bắc Đẩu.

Vì vậy, vào nửa sau của thế kỷ 11, Trung Quốc bắt đầu sản xuất la bàn hàng hải, thứ mà các thủy thủ châu Âu đã thành thạo chỉ sau người Trung Quốc một trăm năm. Sau đó, người Trung Quốc đã phát hiện ra khả năng lệch hướng đông bắc của một kim nam châm, và do đó đã phát hiện ra sự suy giảm từ tính, trước các nhà hàng hải châu Âu trong lĩnh vực này, những người chỉ đưa ra kết luận chính xác này vào thế kỷ 15.

Ở châu Âu, các tính chất đầu tiên của nam châm tự nhiên được mô tả bởi nhà triết học người Pháp Pierre de Maricourt, người vào năm 1269 đã phục vụ trong quân đội của vua Sicilia Charles xứ Anjou. Trong cuộc bao vây một trong những thành phố của Ý, anh ta đã gửi một tài liệu cho một người bạn ở Picardy, tài liệu này đã đi vào lịch sử khoa học với tên gọi “Thư trên nam châm”, nơi anh ta nói về các thí nghiệm của mình với quặng sắt từ tính.

Marikur lưu ý rằng trong bất kỳ mảnh nam châm nào cũng có hai khu vực thu hút sắt đặc biệt mạnh mẽ. Ông nhận thấy sự tương đồng này với các cực thiên cầu, nên tôi mượn tên của chúng để chỉ những vùng có lực từ cực đại. Từ đó, truyền thống bắt đầu gọi các cực của nam châm là cực nam và cực bắc.

Marikur đã viết rằng nếu bạn bẻ bất kỳ mảnh nam châm nào thành hai phần, thì mỗi mảnh sẽ có các cực riêng.

Marikur lần đầu tiên kết nối hiệu ứng lực đẩy và lực hút cực từ với sự tương tác của các cực đối diện (nam và bắc), hoặc cùng cực. Maricourt được coi là người tiên phong trong thử nghiệm châu Âu trường khoa học, các ghi chú của ông về từ tính đã được sao chép thành hàng chục danh sách, và với sự ra đời của việc in ấn, chúng đã được xuất bản dưới dạng một tập tài liệu nhỏ. Chúng đã được trích dẫn bởi nhiều nhà tự nhiên học uyên bác cho đến thế kỷ 17.

Nhà tự nhiên học, nhà khoa học và bác sĩ người Anh William Gilbert cũng rất quen thuộc với công trình của Marikur. Năm 1600, ông xuất bản Về Nam châm, Cơ thể Từ tính và Nam châm Vĩ đại, Trái đất. Trong tác phẩm này, Hilbert đã cung cấp tất cả các thông tin được biết vào thời điểm đó về các đặc tính của tự nhiên. vật liệu từ tính và sắt từ hóa, đồng thời cũng mô tả kinh nghiệm của bản thân với một quả cầu từ tính, trong đó ông tái tạo mô hình từ tính của trái đất.

Cụ thể, ông đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng ở cả hai cực của "Trái đất nhỏ", kim la bàn quay vuông góc với bề mặt của nó, nó được đặt song song ở đường xích đạo và nó chuyển sang vị trí trung gian ở các vĩ độ trung bình. Vì vậy, Hilbert đã có thể mô hình hóa độ nghiêng từ tính, đã được biết đến ở châu Âu hơn 50 năm (năm 1544 nó được mô tả bởi Georg Hartmann, một thợ máy từ Nuremberg).

Gilbert cũng tái tạo sự suy giảm địa từ, mà ông cho rằng không phải do bề mặt nhẵn lý tưởng của quả bóng, mà ở quy mô hành tinh, giải thích hiệu ứng này bằng lực hút giữa các lục địa. Ông đã phát hiện ra rằng sắt bị nung nóng mạnh sẽ mất đi các đặc tính từ tính như thế nào và khi được làm nguội, nó sẽ phục hồi chúng. Cuối cùng, Gilbert là người đầu tiên phân biệt rõ ràng giữa lực hút của nam châm và lực hút của hổ phách cọ xát với len, mà ông gọi là lực điện. Đó là một công việc thực sự sáng tạo, được cả người đương thời và con cháu đánh giá cao. Gilbert phát hiện ra rằng sẽ đúng nếu coi Trái đất là một "nam châm lớn".

tất cả các cách đầu thế kỷ XIX thế kỷ, khoa học về từ tính đã tiến bộ rất ít. Năm 1640, Benedetto Castelli, một học trò của Galileo, đã giải thích sức hút của từ tính bằng nhiều hạt rất nhỏ. hạt từ tính bao gồm trong thành phần của nó.

Năm 1778, Sebald Brugmans sinh ra ở Hà Lan nhận thấy cách bismuth và antimon đẩy lùi các cực của kim nam châm, ví dụ đầu tiên về hiện tượng vật lý mà sau này Faraday gọi là nghịch từ.

Charles-Augustin Coulomb vào năm 1785, bằng các phép đo chính xác trên một cân xoắn, đã chứng minh rằng lực tương tác của các cực từ với nhau tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các cực - chính xác như lực tương tác phí điện.

Kể từ năm 1813, nhà vật lý người Đan Mạch Oersted đã miệt mài cố gắng thiết lập bằng thực nghiệm mối liên hệ giữa điện và từ. Nhà nghiên cứu đã sử dụng la bàn làm chỉ số, nhưng trong một thời gian dài, anh ta không thể đạt được mục tiêu, vì anh ta cho rằng lực từ song song với dòng điện và đặt dây điện vuông góc với kim la bàn. Mũi tên không phản ứng theo bất kỳ cách nào đối với sự xuất hiện của dòng điện.

Vào mùa xuân năm 1820, trong một bài giảng của mình, Oersted đã kéo một sợi dây song song với mũi tên, và không rõ điều gì đã khiến ông nảy ra ý tưởng này. Và rồi mũi tên vung lên. Oersted vì một lý do nào đó đã dừng các thí nghiệm trong vài tháng, sau đó ông quay lại với chúng và nhận ra rằng "hiệu ứng từ tính dòng điện hướng dọc theo các vòng tròn ôm lấy dòng điện này.

Kết luận này thật nghịch lý, bởi vì trước đây các lực quay không tự biểu hiện trong cơ học hay bất kỳ nơi nào khác trong vật lý. Oersted đã viết một bài báo trong đó ông vạch ra kết luận của mình và không nghiên cứu về điện từ nữa.

Vào mùa thu cùng năm, người Pháp Andre-Marie Ampère bắt đầu thử nghiệm. Trước hết, nhắc lại và xác nhận các kết quả và kết luận của Oersted, vào đầu tháng 10, ông đã phát hiện ra lực hút của các dây dẫn nếu các dòng điện trong chúng hướng cùng chiều và lực đẩy nếu các dòng điện ngược chiều.

Ampere cũng nghiên cứu sự tương tác giữa các dây dẫn mang dòng điện không song song, sau đó ông mô tả nó bằng công thức, sau này được gọi là định luật Ampère. Nhà khoa học cũng chỉ ra rằng các dây dẫn mang dòng điện được cuộn thành hình xoắn ốc dưới tác động của từ trường, giống như xảy ra với kim la bàn.

Cuối cùng, ông đưa ra giả thuyết về dòng phân tử, theo đó, bên trong vật liệu bị từ hóa có các vi phân liên tục song song với nhau. dòng điện tròn, gây ra hành động từ tính vật liệu.

Đồng thời, Biot và Savard cùng nhân giống dạng toán học lu, cho phép tính cường độ của từ trường dòng điện một chiều.

Và vì vậy, vào cuối năm 1821, Michael Faraday, lúc đó đang làm việc ở London, đã chế tạo một thiết bị trong đó một dây dẫn có dòng điện quay quanh một nam châm và một nam châm khác quay quanh một dây dẫn khác.

Faraday gợi ý rằng cả nam châm và dây dẫn đều được quấn trong các đường sức đồng tâm, gây ra tác dụng cơ học của chúng.

Theo thời gian, Faraday bị thuyết phục về thực tế vật lý của các đường sức từ. Vào cuối những năm 1830, nhà khoa học đã nhận thức rõ ràng rằng năng lượng là nam châm vĩnh cửu, và các dây dẫn có dòng điện, được phân bố trong không gian xung quanh chúng, chứa đầy điện đường sức từ. Vào tháng 8 năm 1831, nhà nghiên cứu quản lý để buộc từ tính để tạo ra dòng điện.

Thiết bị bao gồm một vòng sắt với hai cuộn dây đối diện nằm trên đó. Cuộn dây đầu tiên có thể được kết nối với pin điện và cuộn dây thứ hai được kết nối với dây dẫn đặt phía trên kim la bàn từ tính. Khi một dòng điện trực tiếp chạy qua dây của cuộn dây đầu tiên, kim không thay đổi vị trí của nó mà bắt đầu đung đưa vào thời điểm nó được tắt và bật.

Faraday đi đến kết luận rằng tại những thời điểm này, các xung điện xuất hiện trong dây của cuộn dây thứ hai, liên quan đến sự biến mất hoặc xuất hiện của từ trường. đường sức mạnh. Ông đã khám phá ra rằng nguyên nhân nổi lên suất điện động là sự thay đổi trong từ trường.

Tháng 11 năm 1857, Faraday viết một lá thư cho giáo sư Maxwell ở Scotland yêu cầu ông đưa ra một dạng toán học cho kiến ​​thức về điện từ. Maxwell đã tuân theo yêu cầu. ý tưởng trường điện từ đã tìm thấy một vị trí vào năm 1864 trong hồi ký của mình.

Maxwell đã đưa ra thuật ngữ "trường" để biểu thị phần không gian bao quanh và chứa các vật thể ở trạng thái từ tính hoặc điện, và ông đặc biệt nhấn mạnh rằng bản thân không gian này có thể vừa trống rỗng vừa có thể chứa đầy bất kỳ loại vật chất nào, và trường sẽ vẫn có chỗ.

Năm 1873, Maxwell xuất bản "Luận về Điện và Từ", trong đó ông trình bày một hệ phương trình kết hợp hiện tượng điện từ. Ông đặt cho chúng một cái tên phương trình tổng quát trường điện từ, và cho đến ngày nay chúng được gọi là các phương trình Maxwell. Theo lý thuyết của Maxwell từ tính là một dạng tương tác đặc biệt giữa các dòng điện. Nó là nền tảng mà tất cả các công trình lý thuyết và thực nghiệm liên quan đến từ tính được xây dựng trên đó.

trượt 2

Các giai đoạn của công việc

Đặt mục tiêu và mục tiêu Phần thực hành. Nghiên cứu và quan sát. Sự kết luận.

trượt 3

Mục đích: khám phá bằng thực nghiệm các tính chất của hiện tượng từ trường. Nhiệm vụ: - Học văn. - Tiến hành thí nghiệm và quan sát.

trượt 4

từ tính

Từ trường là một dạng tương tác giữa các điện tích chuyển động, được thực hiện ở khoảng cách xa nhờ từ trường. lượt tương tác từ tính vai trò quan trọng trong các quá trình diễn ra trong vũ trụ. Dưới đây là hai ví dụ để chứng minh điều này. Được biết, từ trường của một ngôi sao tạo ra gió sao tương tự như gió mặt trời, bằng cách giảm khối lượng và mômen quán tính của ngôi sao, làm thay đổi quá trình phát triển của nó. Người ta cũng biết rằng từ quyển của Trái đất bảo vệ chúng ta khỏi những tác động tai hại các tia vũ trụ. Nếu không có nó, sự tiến hóa của các sinh vật sống trên hành tinh của chúng ta, rõ ràng, đã đi theo một con đường khác, và có lẽ sự sống trên Trái đất hoàn toàn không thể phát sinh.

Trang trình bày 5

trượt 6

từ trường trái đất

Lý do chính cho sự hiện diện của từ trường Trái đất là lõi Trái đất bao gồm sắt nóng đỏ (chất dẫn điện tốt cho dòng điện xảy ra bên trong Trái đất). Về mặt đồ thị, từ trường của Trái đất tương tự như từ trường của nam châm vĩnh cửu. Từ trường của Trái đất tạo thành một từ quyển kéo dài 70-80 nghìn km theo hướng Mặt trời. Nó che chắn bề mặt Trái đất, chống lại tác hại của các hạt tích điện, năng lượng cao và tia vũ trụ, đồng thời quyết định tính chất của thời tiết. Từ trường của Mặt trời lớn hơn Trái đất 100 lần.

Trang trình bày 7

Thay đổi từ trường

Lý do cho sự thay đổi liên tục là sự hiện diện của các mỏ khoáng sản. Có những vùng lãnh thổ trên Trái đất nơi từ trường của chính nó bị biến dạng mạnh do sự xuất hiện của quặng sắt. Ví dụ, dị thường từ Kursk, nằm ở vùng Kursk. Nguyên nhân của những thay đổi ngắn hạn trong từ trường của Trái đất là do hoạt động của "gió mặt trời", tức là hoạt động của một dòng hạt tích điện do Mặt trời đẩy ra. Từ trường của dòng này tương tác với từ trường của Trái đất và "bão từ" phát sinh.

Trang trình bày 8

Con người và bão từ

Hệ tim - mạch và tuần hoàn tăng huyết áp, tuần hoàn mạch vành suy giảm. Bão từ gây ra các đợt cấp trong cơ thể của một người mắc các bệnh về hệ tim mạch (nhồi máu cơ tim, đột quỵ, khủng hoảng tăng huyết áp, v.v.). cơ quan hô hấp bão từ nhịp sinh học thay đổi. Tình trạng của một số bệnh nhân trở nên tồi tệ hơn trước cơn bão từ, trong khi những người khác - sau đó. Khả năng thích ứng của những bệnh nhân như vậy với điều kiện bão từ là rất nhỏ.

Trang trình bày 9

Phần thực hành

Mục đích: thu thập dữ liệu về số lượng cuộc gọi xe cứu thương trong năm 2008 và đưa ra kết luận. Tìm hiểu mối tương quan giữa bệnh tật ở trẻ em và bão từ.

Bản chất của từ tính

khóa 1 hóa lý(dưới sự chủ biên của Gerasimov Ya.I.) M.: Hóa học, 1969. T.1.

2. Khóa học hóa lý (do Krasnov K.S. chủ biên) kn.1. M., Cao hơn. trường, 1995.

3. Sách tham khảo tóm tắt về đại lượng vật lý và hóa học, ed. A.A. Ravdel và A. M. Ponomareva. L., Hóa học, 1983.

4. Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. Sách tham khảo hóa học tóm tắt. L., Hóa học.

CHƯƠNG 1

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TỪ

ĐO

Bản chất của từ tính

Hiện tượng từ tính được phát hiện từ thời cổ đại như một trường nam châm vĩnh cửu. Thời gian dài từ tính như hình thức đặc biệt vật chất, được giải thích bằng mô hình Coulomb, đại diện cho một tập hợp các điện tích có hai dấu hiệu. Khám phá này vẫn đang được sử dụng trong khoa học ngày nay. nghiên cứu lý thuyết và phát triển các kết luận. Sau khi Oersted phát hiện ra từ trường của dòng điện và các nghiên cứu tiếp theo của một số nhà vật lý khác, sự tương đương hoàn toàn về tính chất của từ trường của dòng điện và nam châm đã được thiết lập. Theo định lý Ampère, từ trường của dòng điện một chiều kín có thể coi là trường của một lưỡng cực gồm điện tích dấu hiệu tích cực và tiêu cực. Ampe đề xuất sự xuất hiện của dòng điện phân tử với sự có mặt của nam châm, tạo ra từ trường. Nhưng đây không phải là những dòng điện vĩ mô tự do, mà là những dòng điện liên kết vi mô luân chuyển bên trong các phân tử vật chất riêng lẻ. Giả định của Ampère sau đó đã được xác nhận.

Bất kỳ chất nào trong tự nhiên đều là nam châm, nó có khả năng bị từ hóa dưới tác động của từ trường và có được mô men từ riêng. Nam châm là những chất khi được đưa vào một trường bên ngoài sẽ thay đổi theo cách mà chính chúng trở thành nguồn của một từ trường bổ sung. Một chất bị từ hóa tạo ra một từ trường TRONG 1, được đặt chồng lên trên trường chính TẠI Về. Cả hai trường cộng lại thành trường kết quả

B \u003d B o + B 1.(1.1)

Ampère giải thích sự từ hóa của các vật thể bằng sự lưu thông của các dòng điện tròn (dòng điện phân tử) trong các phân tử vật chất. Dòng điện có momen từ tạo ra từ trường trong không gian xung quanh. Trong trường hợp không có trường bên ngoài dòng phân tửđược định hướng ngẫu nhiên, do đó trường kết quả do chúng tạo ra bằng không. Tổng mô men từ của cơ thể trong trường hợp này bằng không. Dưới tác dụng của từ trường ngoài khoảnh khắc từ tính các phân tử thu được định hướng chiếm ưu thế theo một hướng, do đó nam châm bị từ hóa và tổng mômen của nó khác không. Từ trường của các dòng phân tử riêng lẻ không còn bù trừ cho nhau nữa và một trường phát sinh TRONG 1. Hiện tượng này được Faraday phát hiện bằng thực nghiệm vào năm 1845.

Các phân tử có được các đặc tính từ tính do các đặc tính từ tính của các nguyên tử cấu thành chúng. Được biết, một nguyên tử bao gồm một hạt nhân dương được bao quanh bởi các electron âm. Electron chuyển động quanh hạt nhân tốc độ không đổi tương đương vòng kín dòng quỹ đạo J:

J=e¦ ,

ở đâu e– giá trị tuyệt đốiđiện tích của một electron, ¦ là tần số của cuộc cách mạng quỹ đạo của nó. momen từ quỹ đạo R phútđiện tử bằng

P m \u003d J S n,

ở đâu S là diện tích của quỹ đạo, N– đơn vị véc tơ vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo.

tổng hình học momen từ quỹ đạo của tất cả các electron trong nguyên tử được gọi là momen từ quỹ đạo μ nguyên tử. Ngoài ra, người ta biết rằng electron vẫn còn khoảnh khắc riêng một xung không liên quan gì đến chuyển động quỹ đạo của nó. Anh ấy hành động như thể anh ấy liên tục quay xung quanh trục riêng. Tính chất này được gọi là spin của electron. Mô đun spin của electron phụ thuộc vào hằng số Planck giờ:

Liên kết với động lượng góc bên trong này là một mômen từ có độ lớn không đổi. Hướng của momen từ này trùng với hướng dự kiến ​​của một electron nếu nó được biểu diễn dưới dạng một quả cầu tích điện âm quay quanh một trục. Giá trị của momen từ spin luôn không đổi, từ trường bên ngoài chỉ có thể ảnh hưởng đến hướng của nó.

Nếu các momen spin của một electron có thể định hướng tự do trong vật chất, thì chúng ta có thể mong đợi rằng chúng sẽ dễ dàng định vị theo hướng của trường ứng dụng TẠI, I E. sẽ chọn hướng của năng lượng. Chúng ta có thể giả định rằng tính chất từ ​​của một chất phụ thuộc vào trường cảm ứng được áp dụng.

Thành phần hạt nhân nguyên tử các yếu tố khác nhau cũng bao gồm các proton. Số lượng của chúng trong hạt nhân tương ứng với số seri yếu tố trong hệ tuần hoàn D.I.Mendeleev. Proton có điện tích dương bằng số điện tích của electron. Khối lượng của proton bằng 1836,5 lần khối lượng của electron. Trong mô hình cổ điển, proton được biểu diễn dưới dạng một khối lượng mang điện tích dương và quay quanh trục của chính nó. Proton được biểu diễn như một khối quay cơ bản, có một xung lượng góc do quay quanh trục của chính nó. Chuyển động quay của một proton mang điện tích tạo ra một dòng điện vòng, do đó, dòng điện này gây ra một mômen từ gọi là mômen từ của chính nó, hay mômen từ spin của proton.

Giao thông Các hạt cơ bản một nguyên tử của vật chất trong một từ trường tạo ra một hiệu ứng từ tổng thể, đó là đặc tính định lượng trạng thái từ hóa của vật chất. Đại lượng vectơ này được gọi là từ hóa, nó bằng tỷ số giữa mômen từ của một thể tích vật chất nhỏ ở cấp độ vĩ mô υ đến giá trị của khối lượng này:

j= , (1.2)

đâu là mômen từ của nguyên tử chứa trong thể tích υ . Nói cách khác, từ hóa là mật độ lớn momen từ của nam châm.

Một chất chứa phân bố đều trong toàn bộ thể tích của nó một số lượng lớn lưỡng cực từ nguyên tử có hướng giống hệt nhau, được gọi là từ hóa đều. vectơ từ hóa J là tích của số lưỡng cực định hướng trên một đơn vị thể tích và momen từ μ mỗi lưỡng cực.

Cơm. 1.1. Từ trường xung quanh một xi lanh từ hóa

Xem xét các nghiên cứu thực nghiệm. Từ trường gần một thanh bị từ hóa, chẳng hạn như kim la bàn, rất giống với điện trường của một thanh phân cực điện, có dư điện tích dươngở một đầu và thừa điện tích âm ở đầu kia. Ta hiểu rằng từ trường có nguồn riêng của nó, các nguồn này liên kết với nó giống như điện tích liên kết với điện trường. Một điện tích từ tính có thể được gọi là Cực Bắc và cái kia ở phía nam.

Trên hình. Hình 1.1 cho thấy từ trường xung quanh một hình trụ bị từ hóa, khi nhìn từ hướng của các đoạn dây niken nhỏ nhúng trong glyxerin. Các nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Vật lý Palmer Trường Đại học Princeton(E. Purcell) /21/. Kinh nghiệm cho thấy rằng không thể có được sự dư thừa của các điện tích cùng dấu bị cô lập, nhưng ngược lại, xác nhận rằng các điện tích tồn tại theo cặp và có mối liên hệ giữa chúng. Các nhà nghiên cứu cho rằng vật chất thông thường được "tạo ra" từ điện tích, không phải từ tính.

Có thể kết luận rằng nguồn gốc của từ trường là dòng điện. Điều này khẳng định ý tưởng của Ampère rằng từ tính có thể được giải thích bằng sự tồn tại của nhiều vòng dòng điện nhỏ phân bố khắp vật chất.

Bản chất của hiện tượng từ trường

Tất cả các chất, không có ngoại lệ, phản ứng khi một từ trường bên ngoài được áp dụng. Nếu chúng ta coi quỹ đạo của electron là một mạch có dòng điện, thì khi một từ trường được đặt vào, theo quy tắc Lenz, một emf sẽ được tạo ra, do đó sẽ tạo ra một từ trường hướng vào từ trường bên ngoài. Do đó, bên trong vật liệu, cường độ từ trường sẽ giảm. Mức giảm tương đối của nó - độ nhạy nghịch từ - là khoảng 10 -8 . Tất cả các chất đều có tính nghịch từ và độ lớn của nó hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Ngoài momen từ phát sinh do chuyển động của một electron trên quỹ đạo, một electron, có momen động lượng spin của riêng nó, có một momen từ spin. Vì vậy, trong trường hợp chung một nguyên tử của một chất có thể có momen từ ròng riêng của nó. Khi không có từ trường, momen từ của vật thể bằng 0 do sự phân bố ngẫu nhiên của momen từ nguyên tử. Tác động của từ trường sẽ giảm xuống theo hướng của các mô men từ của các nguyên tử theo hướng của trường ứng dụng và bên trong vật liệu, cường độ từ trường sẽ tăng lên - hiệu ứng thuận từ.

Thuận từ, giống như nghịch từ, là một hiệu ứng tương đối yếu và các chất chỉ xảy ra các hiệu ứng này được gọi là nam châm yếu (). Khi trường bị xóa, cả hai hiệu ứng đều bị loại bỏ. Sự phụ thuộc nhiệt độ của hiệu ứng thuận từ được mô tả bằng định luật Curie-Weiss:

trong đó và Θ p là các hằng số và là độ nhạy thuận từ.

Các chất sở hữu trạng thái có trật tự từ tính (sắt từ, phản sắt từ và sắt từ) khác hẳn so với nam châm và thuận từ trong phản ứng của chúng với từ trường bên ngoài. Đây là những chất trong đó, bất kể từ trường bên ngoài, các mômen từ của các spin electron xếp song song với nhau (sắt từ) hoặc phản song song (phản sắt từ). Trạng thái trật tự từ tính có bản chất cơ học lượng tử. định nghĩa xác suất vị trí của "hạt sóng" của electron, cho trước cơ lượng tử, giúp hiểu được nguyên nhân khiến các momen từ xếp song song - đây được gọi là năng lượng của tương tác trao đổi. Chúng ta có thể nói rằng đây là năng lượng tĩnh điện của sự tương tác của hai điện tử, khi điện tử thứ nhất ở vị trí của điện tử thứ hai và điện tử thứ hai ở vị trí của điện tử thứ nhất. Khả năng của một tình huống như vậy trong cơ lượng tử không bằng không. Tại khoảng cách nhất định giữa các nguyên tử tương tác với nhau, năng lượng của tương tác trao đổi sẽ là cực tiểu nếu momen từ của các spin là song song (sắt từ) hoặc phản song song (phản sắt từ).

Vì vậy, sự sắp xếp theo thứ tự của các khoảnh khắc từ tính của spin của các electron là kết quả của sự tương tác của các electron. Câu hỏi đặt ra là momen từ của các spin trong mạng tinh thể? Trong trường hợp này cần tính đến sự sắp xếp không gian của quỹ đạo electron trong mạng tinh thể. Tương tác giữa momen từ của quỹ đạo và momen từ của spin bắt đầu có hiệu lực. Sự tương tác này, được ký hiệu là năng lượng của dị hướng tinh thể từ tính, xác định hướng mà các khoảnh khắc từ tính của các spin thẳng hàng. Ví dụ, đối với sắt, hướng mà các momen từ xếp thành hàng là cạnh của khối lập phương ô đơn vị.

Xin chào các độc giả thân mến. Thiên nhiên ẩn chứa nhiều bí mật trong chính nó. Một số bí ẩn con người đã tìm được lời giải thích, trong khi những bí ẩn khác thì không. hiện tượng từ tính trong tự nhiên xảy ra trên trái đất của chúng ta và xung quanh chúng ta, và đôi khi chúng ta chỉ đơn giản là không nhận thấy chúng.

Một trong những hiện tượng này có thể được nhìn thấy bằng cách nhặt một nam châm và hướng nó vào một chiếc đinh hoặc ghim kim loại. Hãy xem họ bị thu hút lẫn nhau như thế nào.

Nhiều người trong chúng ta vẫn còn nhớ khóa học thí nghiệm vật lý với chủ đề này, trong đó có một từ trường.

Tôi hy vọng bạn nhớ hiện tượng từ tính là gì? Tất nhiên, đây là khả năng thu hút các vật kim loại khác về phía mình, có từ trường.

Xem xét từ tính quặng sắt từ đó nam châm được tạo ra. Chắc hẳn mỗi bạn đều có những cục nam châm như vậy trên cửa tủ lạnh.

Bạn có thể sẽ quan tâm để biết những gì từ tính khác hiện tượng tự nhiên? Từ bài học ở trường trong vật lý chúng ta biết rằng các trường là từ tính và điện từ.

Bạn có thể biết rằng quặng sắt từ tính trong động vật hoang dã đã được biết đến ngay cả trước thời đại của chúng ta. Tại thời điểm này, la bàn đã được tạo ra, hoàng đế trung quốcđược sử dụng trong nhiều chuyến đi của anh ấy và chỉ những chuyến đi thuyền.

dịch từ người Trung Quốc từ nam châm giống như một viên đá yêu thương. Bản dịch tuyệt vời phải không?

Christopher Columbus, sử dụng la bàn từ tính trong các chuyến du hành của mình, nhận thấy rằng tọa độ địa lýảnh hưởng đến độ lệch của kim trong la bàn. Sau đó, kết quả quan sát này đã khiến các nhà khoa học kết luận rằng có từ trường trên trái đất.

Ảnh hưởng của từ trường trong tự nhiên hữu hình và vô tri

Khả năng đặc biệt của các loài chim di cư trong việc xác định chính xác môi trường sống của chúng luôn được các nhà khoa học quan tâm. Từ trường của trái đất giúp chúng nằm chắc chắn. Vâng, và sự di cư của nhiều loài động vật phụ thuộc vào lĩnh vực này của trái đất.

Vì vậy, không chỉ các loài chim có "thẻ từ" mà còn có các loài động vật như:

• rùa
• sò biển
• cá hồi
• kỳ nhông
• và nhiều loài động vật khác.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng trong cơ thể của các sinh vật sống có các thụ thể đặc biệt, cũng như các hạt từ tính giúp cảm nhận từ trường và điện từ.

Nhưng làm thế nào bất kỳ sinh vật sống ở thiên nhiên hoang dã, tìm thấy mốc mong muốn, các nhà khoa học không thể trả lời rõ ràng.

Bão từ và tác động của chúng đối với con người

Chúng tôi đã biết về từ trườngđất của chúng tôi. Chúng bảo vệ chúng ta khỏi tác động của các vi hạt tích điện tiếp cận chúng ta từ Mặt trời. Bão từ không gì khác hơn là sự thay đổi đột ngột trong trường điện từ của trái đất đang bảo vệ chúng ta.

Bạn có để ý rằng đôi khi một cơn đau nhói đột ngột ập vào thái dương và sau đó là một cơn đau đầu dữ dội xuất hiện không? Tất cả những triệu chứng đau đớn xảy ra trong cơ thể con người cho thấy sự hiện diện của hiện tượng tự nhiên này.

Hiện tượng từ tính này có thể kéo dài từ một giờ đến 12 giờ và có thể tồn tại trong thời gian ngắn. Và theo ghi nhận của các bác sĩ, trong hơn những người lớn tuổi mắc các bệnh tim mạch mắc chứng này.

Người ta đã ghi nhận rằng số lượng các cơn đau tim tăng lên trong một cơn bão từ kéo dài. Có một số nhà khoa học theo dõi sự xuất hiện của bão từ.

Vì vậy, các độc giả thân mến của tôi, đôi khi đáng để tìm hiểu về sự xuất hiện của chúng và cố gắng ngăn chặn, nếu có thể, những hậu quả khủng khiếp của chúng.

Dị thường từ tính ở Nga

Trên khắp lãnh thổ rộng lớn của trái đất chúng ta có nhiều loại dị thường từ tính. Hãy cùng tìm hiểu một chút về chúng.

Nhà khoa học và nhà thiên văn học nổi tiếng P. B. Inokhodtsev, vào năm 1773, đã nghiên cứu vị trí địa lý tất cả các thành phố của miền trung nước Nga. Sau đó, ông đã phát hiện ra một sự bất thường mạnh mẽ ở khu vực Kursk và Belgorod, nơi kim la bàn đang quay điên cuồng. Và chỉ trong năm 1923, giếng đầu tiên được khoan, cho thấy quặng kim loại.

Thậm chí ngày nay, các nhà khoa học không thể giải thích được sự tích tụ khổng lồ của quặng sắt trong dị thường từ trường Kursk.

Chúng tôi biết từ sách giáo khoa địa lý rằng tất cả quặng sắt được khai thác ở vùng núi. Và làm thế nào các mỏ quặng sắt được hình thành trên đồng bằng vẫn chưa được biết.

Dị thường từ tính Brazil

Ngoài khơi bờ biển Brazil ở độ cao hơn 1000 km, phần lớn các thiết bị bay qua nơi này phi cơ- máy bay và thậm chí cả vệ tinh tạm ngừng hoạt động.

Hãy tưởng tượng một quả cam màu cam. Vỏ của nó bảo vệ bột giấy và từ trường của trái đất với lớp bảo vệ bầu khí quyển bảo vệ hành tinh của chúng ta khỏi tác hại từ không gian. Và sự bất thường của Brazil giống như một vết lõm trên làn da đó.

Ngoài ra, bí ẩn đã được quan sát nhiều lần ở nơi khác thường này.

Vẫn còn nhiều bí ẩn và bí mật của vùng đất của chúng ta sẽ được tiết lộ cho các nhà khoa học, các bạn của tôi. Tôi muốn chúc bạn sức khỏe tốt và hiện tượng từ tính bất lợi sẽ bỏ qua bạn!

Tôi hy vọng bạn thích của tôi Đánh giá ngắn hiện tượng từ tính trong tự nhiên. Hoặc có thể bạn đã quan sát chúng hoặc cảm thấy ảnh hưởng của chúng đối với chính bạn. Viết về nó trong các bình luận của bạn, tôi sẽ quan tâm để đọc về nó. Và đó là tất cả cho ngày hôm nay. Cho phép tôi nói lời tạm biệt và hẹn gặp lại.

Tôi đề nghị bạn đăng ký để cập nhật blog. Và bạn cũng có thể đánh giá bài viết theo hệ thống thứ 10, đánh dấu nó bằng một số sao nhất định. Hãy đến thăm tôi và mang theo bạn bè của bạn, bởi vì trang web này được tạo ra đặc biệt dành cho bạn. Tôi chắc chắn rằng bạn chắc chắn sẽ tìm thấy rất nhiều thông tin hữu ích và thú vị ở đây.