РЕФЕРАТ
на тему «Людина в магнітному полі»
2010-06-15
Магнітні властивості деяких речовин були відомі китайцям ще в ІV столітті до нашої ери. Природному магніту в Китаї дали поетичну назву «люблячий камінь» і говорили про нього, що він притягує залізо, як ніжна мати притягує до себе дитину. Цікаво, що у французів, котрі живуть дуже далеко від Китаю, з давнини за магнітом закріпилась назва «aimant», котра означала і магніт, і люблячий. Греки ж, навпаки, так захоплювалися властивостями магніту, що дали йому назву «геркулесів камінь».
Отже, ще в давнину люди знали, що є речовини, котрі притягують інші, зокрема залізо. Це явище було назване магнетизмом, а шматки залізної руди, що мають магнітні властивості, здобули назву природних магнітів.
Найкраща сила дії магніту виявляється під час його взаємодії із залізом. Однак є й інші метали, які також відчувають на собі дію магніту.Так, нікель, кобальт, марганець, платина, золото, срібло, алюміній хоч і слабкіше, але притягуються магнітом. Ще цікавіші властивості так званих діамагнітних тіл, які від сильного магніту відштовхуються. Це – цинк, свинець, сірка, вісмут.
З магнітом взаємодіють на тільки тверді тіла, але й рідини та гази. Вони, як і метали, або притягуються, або відштовхуються від магніту. Щоправда, аби спостерігати це явище потрібен дуже сильний магніт. Чистий кисень, наприклад, притягується магнітом.Якби наповнити киснем мильну бульбашку і розмістити її між полісами сильного електромагніту, то бульбашка відчутно витягнеться від одного полюсу магніту до іншого. Полум’я свічки між полюсами сильного магніту змінює свою звичну форму, бо також відчуває дію магнітних сил.
У обох випадках – і з мильною бульбашкою, і з полум’ям свічки – невипадково згадується про полюси магніту. Адже сила магнітного поля між ними найбільша. Люди це помітили давно. Вивчаючи природу магнетизму, вчений П’єр Перегрін написав книгу, де вже йшлося про полюси магніту, протягування різнойменних і відштовхуючи однойменних полюсів. А найглибші наукові дані про магнетизм людство отримало завдяки англійському фізику Вільяму Гілберту. У його праці «Про магніт, магнітні тіла і про великий магніт – Землю» сформульовано найважливіші властивості магнітів: різні частини магнітів по – різному притягують залізні предмети, найсильніше притягують полюси магніту; магніт завжди має два полюси: північний і південний, не може бути магніту з одним полюсом; різнойменні полюси магніту притягуються, а однойменні відштовхуються; підвішений на нитці магніт розміщується так, що вказує напрям на північ і на південь; Земля – це велетенський магніт.
Наочно взаємодію полюсів магніту підтверджує такий дуже простий дослід. Якщо в скляну трубку помістити два сильні магніти однойменними полюсами назустріч один одному, то ми побачимо, що магніти відштовхуються, і верхній магніт висить над нижнім, не торкаючись до нього. упасти верхньому магніту не дає особлива форма матеріального середовища, Яке називають магнітним полем.
Магнітне поле оточує і всю нашу Землю. Південний магнітний полюс нашої планети знаходиться на півночі і віддалений від точки Північного географічного полюсу на 2100 кілометрів. Північний магнітний полюс Землі знаходиться поблизу Південного географічного полюсу. Тому коли ми користуємося компасом для визначення сторін світу, отримуємо наближені дані. Ще цікавіша ситуація, якщо компас знаходиться на кожному з полюсів. Фактично тут його стрілки показують тільки один напрямок – або на північ, або на південь. Якщо уявити, що ми стоїмо з компасом на південному географічному полюсі, котрий знаходиться в Антарктиді, то в який би бік не пішли, ми завжди йтимемо на північ. Іншого напрямку на південному географічному полюсі немає. Отже, магнітна стрілка компасу тут показує обома кінцями на північ.На північному географічному полюсі картина буде протилежною. Тут обома кінцями стрілка компасу буде показувати на південь.
Трапляються ситуації, коли компас не показує правильного напрямку. Йдеться про так звані магнітні бурі, які відбуваються тоді, коли через активність сонця в атмосферу землі потрапляє значна кількість заряджених часток, зокрема електронів і протонів.
Під час магнітних бур часто трапляється почути про погіршення самопочуття людей. І це невипадково. Адже ми постійно знаходимося в магнітному полі Землі, на нас діють магнітні сили, хоча ніхто цього не бачить і не відчуває. Переконатися у правильності цього твердження допомагає дуже простий і доступний дослід. Якщо людську руку покласти на полюси електромагніту, а на неї насипати цвяхів, то цвяхи займуть вертикальне положення або наближене до нього і стримітимуть, наче жорстке металеве волосся. Рука ж нічого не відчуватиме, бо магнітні сили, мов невидимі нитки, проходитимуть через неї. А металеві цвяхи їх відчуватимуть і реагують відповідно, демонструючи напрям магнітних сил. Ймовірно, що й людина повинна відчувати на собі дію магнітних сил.
Магнітними полями та їх впливом на організм людини цікавилися ще древні вчені. У працях Аристотеля говориться про білий камінь – магнітний залізняк, який прикладали до рани. У лікувальній практиці магніт застосовували лікарі древності Авіценна та Парацельс. У XVII столітті, коли вже були створені штучні магніти, французькі лікарі Андрі та Туре повідомили Королівське медичне товариство Франції, що цілющі властивості магніту не викликають сумнівів. Саме цей, 1780 рік, прийнято вважати датою народження магнітобіології. «Металоскопія та металотерапія», — так називалась книга, яка вийшла в Росії в 1881 році, у ній стверджувалося, що за допомогою магніту можна лікувати захворювання психіки. З новою силою про лікування магнітними полями науковці заговорили в середині ХХ століття.
Властивості магнітного поля використовуються навіть у музейній справі. У вчених іноді виникає потреба ознайомитися з древніми рукописами, але вони настільки старі, що ламаються і рвуться при спробі відділити один шар рукопису від іншого. Вирішити цю проблему вдалося завдяки магнетизму. Рукопис наелектризовують так, щоб сусідні листки отримували одно полярні заряди. Завдяки цьому вони відштовхуються і роз’єднуються. Цей процес використовують і для розгортання при реставрації древніх звитків. Розгорнувши їх таким способом, потім наклеюють їх на цупкий папір, щоб зберегти їх для історії.
Завдяки існуванню магнітних полів і особливих властивостей магнітів люди мають змогу вирішувати ряд важливих господарських завдань. У сільському господарстві магніт допомагає очищувати насіння культурних рослин від бур’янів. Справа в тому, що бур’яни мають ворсисте насіння, завдяки чому чіпляються за шерсть тварин, одяг людини і так розповсюджуються. Насіння культурних рослин – гладеньке. Біологічною особливістю бур’янів скористались для того, щоб очищати насіння корисних рослин. Якщо забур‘янене насіння обсипати залізним порошком, то крупинки металу щільно обліплять ворсисте насіння шкідливих рослин, і не причепляться до гладенького. Потрапляючи під дію сильного електромагніту, суміш насіння автоматично розділяються на чисти і шкідливі домішки.
Електромагніти використовують не тільки для такої «легкої» роботи, а й для набагато важчої. На металургійних заводах, скажімо, працюють електромагнітні підйомні крани, які переміщують величезні вантажі.
Відкриттям явище електромагнетизму, а отже й використанням електромагнітів, людство також завдячує вченим. Датський фізик Г.Х. Ерстед на початку ХІХ століття відкрив цікаву закономірність. Він помітив, що магнітна стрілка, котра знаходиться близько від провідника, яким проходить електричний струм, реагує так само, як у магнітному полі звичайного магніту.
Згодом виявилося, що для того, щоб знайти й дослідити магнітне поле, не обов’язково брати магнітну стрілку. Магнітне поле можна виявити і дослідити за допомогою користуючись іншим провідником. Це важливе відкриття зробив французький фізик А.Ампер.
З подальшим розвитком наук, вивчення атомної будови речовини з’явились нові поняття, пов’язані з явищем магнетизм: феромагнітні речовини, які намагнічуються сильно і зберігають ці властивості довго; парамагнітні, які набувають невеликої намагніченості і завжди орієнтуються вздовж магнітного поля, діамагнітні, які повертаються перпендикулярно до напрямку магнітного поля. Ці властивості різних речовин тепер використовуються в різних галузях науки і техніки.