Հաստատուն մագնիսներ: Երկրի մագնիսական դաշտը: Կողմնացույց

Մագնիսական երևույթները, ինչպես և էլեկտրական երևույթները, մարդկության հայտնի էին դեռ շատ վաղ ժամանակներից: Մ. թ. ա. VI դարում արդեն գիտեին երկաթե իրերը դեպի իրեն ձգող հանքատեսակի մասին, որին անվանում էին «չու-շի», այսինքն՝ սիրող քար: Հետագայում այն անվանեցին բնական մագնիս, քանի որ, երկաթաքարի մեծ քանակներ
հայտնաբերվեցին Փոքր Ասիայի Մագնեսիա քաղաքի շրջակայքում: Մագնիս նշանակում է «Մագնեսիայից բերված քար»: Ուսումնասիրելով բնական մագնիսները մարդիկ ծանոթացան մարմինների մագնիսական հատկությունների և մագնիսական երևույթների հետ: Այժմ հայտնի է, որ բնական մագնիսները մագնիսական երկաթաքարի՝ մագնետիտի կտորներ են, որը կազմված է 

FeO-ից (31 և Fe2O3-ից \(69%)\: Սակայն մագնետիտն ուժեղ մագնիսական հատկություն՝ այսինքն երկաթե իրերը դեպի իրենց ձգելու հատկություն չունի: Զգալիորեն ուժեղ մագնիսական հատկությամբ արհեստական մագնիսներ ներկայումս ստանում են երկաթի, նիկելի և կոբալտի համաձուլվածքից: Արհեստական մագնիսներին հատուկ ձև են տալիս և հաճախ ներկում երկու գույնով: Լինում են ձողաձև, պայտաձև, ուղղանկյունաձև, օղակաձև և այլ մագնիսներ: Իրենց մագնիսական հատկությունները երկար ժամանակ անփոփոխ պահպանող մագնիսներին անվանւմ են հաստատուն մագնիսներ: Նրանք կարող են լինել թե՛ բնական, և թե՛ արհեստական:

Պարզագույն փորձերի միջոցով կարելի է պարզել հաստատուն մագնիսների մի շարք հատկություններ.

1. Հաստատուն մագնիսները ձգում են երկաթ կամ երկաթի համաձուլվածք պարունակող մարմինները և չեն ձգում փայտից, ապակուց, գունավոր մետաղներից և այլ նյութերից պատրաստված առարկաները:

2. Մագնիսները ունակ են մագնիսացնելու մոտակա կամ իրենց հպվող երկաթե առարկաներ: Այդ առարկաների մագնիսական հատկությունները ժամանակավոր են և մագնիսացման աղբյուրը վերացնելիս, որոշ ժամանակ անց, անհետանում են:

3. Հատատուն մագնիսի հատկությունները նրա տարբեր մասերում նույնը չեն:

Փորձը ցույց է տալիս, որ առավել ուժեղ մագնիսական հատկություն է հայտնաբերվում մագնիսի ծայրերին, իսկ կենտրոնում մագնիսը գրեթե չի ձգում երկաթե իրերը:

Օրինակ՝ եթե մագնիսը հպենք երկաթի հատույթին և հեռացնենք, ապա կնկատենք, որ նա հիմնականում կպչում է մագնիսի ծայրերին:

Մագնիսի այն տեղամասերը, որտեղ մագնիսական ազդեցությունն առավելագույնն է, կոչվում են մագնիսի բևեռներ:

Յուրաքանչյուր մագնիս ունի 2 բևեռ:

Համապատասխանաբար՝ S հարավային և N հյուսիսային:

Մագնիսական փոխազդեցության օրինաչափությունները պարզաբանելու համար հաճախ օգտվում են մագնիսական սլաքից:

Մագնիսական սլաքը՝ բարակ, երկարավուն, շեղանկյունաձև մագնիսի թիթեղ է, որը տեղադրված է սայրին և կարող է հեշտությամբ պտտվել նրա շուրջը:

Սլաքի տեսքով պատրաստված մագնիսն օգտագործում են կողմացույցում, որտեղ այն ազատորեն պտտվում է՝ ցույց է տալիս դեպի հյուսիս ուղղությունը:

Կողմանացույցը հայտնագործվել է մոտ 2000 տարի առաջ Չինաստանում և կոչվել է հարավի ցուցիչ:

Սլաքի դերն այստեղ կատարում է բնական մագնիսից պատրաստված «գդալը», որը հեշտությամբ պտտվում է իր ուղղաձիգ առանցքի շուրջը:

Ժամանակակից կողմացույցի սլաքն ունի այլ գույնով ներկված բևեռ: Կողմացույցի այդ բևեռներից մեկը, որը ցույց է տալիս աշխարհագրական հյուսիսը, կոչվում է հյուսիսային բևեռ N, հակադիրը՝ հարավային բևեռ S:

Նույն նշանները և անվանումները գործածվում են նաև ցանկացած ուրիշ մագնիսի մագնիսական բևեռները նշելու համար:

Փորձերը ցույց են տալիս, որ մագնիսները փոխազդում են միմյանց հետ, ընդ որում մագնիսի տարանուն բևեռները իրար ձգում են, իսկ նույնանուն բևեռները վանում:

Փոխազդեցությունն իրականացվում է մագնիսի կողմից ստեղծվող հատուկ դաշտով, որին անվանում են մագնիսական դաշտ:

   

Մագնիսական դաշտը մատերիայի առանձնահատուկ տեսակ է, որը տարբերվում է նյութից և իր շուրջը գոյություն ունեցող մագնիսացած մարմիններից:

Մագնիսական դաշտ կարելի է հայտնաբերել փորձով, մագնիսական սլաք տեղադրելով, որի վրա մագնիսական դաշտի կողմից ազդող ուժը կպտտեցնի և կկողմնորոշի նրան:

Մագնիսների, ինչպես նաև մագնիսի և երկաթի փոխազդեցությունը իրականցվում է մագնիսական դաշտի միջոցով:

Հայտնի է, որ երկաթի կտորը միշտ ձգվում է մագնիսի կողմից՝ նշանակում է, որ մագնիսին մոտեցնելիս այն մագնիսանում է այնպես, որ մագնիսին մոտ մասում առաջանում է հակառակ բևեռը:

Երկրգունդը հսկայական մագնիս է, այն ունի իր մագնիսական բևեռները, իր շուրջը ստեղծում է մագնիսական դաշտ և փոխազդում է մագնիսական սլաքի հետ:

Երկրագնդի մագնիսական դաշտի գծերի ողղությամբ էլ դասավորվում է մագնիսական սլաքը տարածության տվյալ կետում:

Քանի որ տարանուն մագնիսական բևեռներն իրար ձգում են, ուրեմն մագնիսական սլաքի հյուսային՝ N, բևեռը ուղղված կլինի դեպի Երկրի հարավային՝ S, մագնիսական բևեռ: Այս բևեռը գտնվում է Երկրագնդի հյուսիսում` աշխարհագրական հյուսիային բևեռից մի փոքր հեռու (Ուելսի արքայազնի կղզում):

Երկրագնդի հյուսիսային մագնիսական բևեռը` N-ը, գտնվում է նրա հարավային աշխարհագրական բևեռի մոտակայքում:

Հսկայական է Երկրի մագնիսական դաշտի պաշտպանական դերը Երկրագնդի մթնոլորտի, նրա վրա գտնվող բուսական, կենդանական աշխարհի և մարդու համար:

Արեգակից դեպի Երկիր շարժվող մասնիկների՝ էլեկտրոնների և պրոտոնների հոսքը, հանդիպելով Երկրի մագնիսական դաշտին, փոխազդում է նրա հետ և արդյունքում հավաքվում է մագնիսական բևեռներում, առաջացնելով հյուսիափայլի կամ բևեռափայլի երևույթը: Հյուսիսափայլի երևույթն ավելի ինտենսիվ է դիտվում Արեգակի ակտիվացման ժամանակ, երբ մեծանում է լիցքավորված մասնիկների հոսքը: