المحتوى
المغناطيس جزء من حياتنا اليومية بعدة طرق مختلفة. على الرغم من أن معظم الناس ربما يفكرون في مغانط ملونة بألوان زاهية متصلة بثلاجتهم ، إلا أن المغنطيسات تأتي في تنوع أكبر بكثير من ذلك. تستخدم المغناطيس في العلوم والصناعة والحياة اليومية. بعضها يتكون بشكل طبيعي ، وبعضها من صنع الإنسان. بعضها دائم والبعض الآخر مؤقت.
أنواع
تم العثور على المغناطيس الطبيعي في معدن غني بالحديد يسمى المغنتيت. الأرض نفسها هي المغناطيس. ومع ذلك ، فإن معظم المواد المغناطيسية المستخدمة اليوم هي من صنع الإنسان ويتم إنشاؤها عن طريق معالجة سبائك معدنية معينة بحيث تتوافق الشحنات. مغناطيس من صنع الإنسان يمكن أن يكون إما مؤقت أو دائم. يمكن صنع المغناطيس المؤقت عن طريق فرك قطعة من المعدن المغنطيسي ، مثل الحديد ، أو عن طريق تمرير الكهرباء من خلال لفائف المغناطيس الكهربائي.
التاريخ
أقدم مغناطيس كانت قطع من المغنتيت وجدت بالصدفة. لقد استخدم البحارة الصينيون قطعًا صغيرة من الحديد والماغنتيت للبوصلة الأساسية منذ أكثر من ألف عام. بدأت الدراسات الحديثة عن المغناطيسية بعمل وليام جيلبرت في أوائل القرن السابع عشر ، عندما قرر أن الأرض أظهرت المغناطيسية وأنه يمكن تغيير المغناطيسية عن طريق العمليات الخارجية.
وظيفة
تعمل جميع المغناطيسات على نفس مبادئ الفيزياء الأساسية. في المغناطيس ، يتم ترتيب ذرات المعدن في مجموعات تسمى المجالات ، حيث تتسبب المحاذاة الذرية في أن تصبح المجالات المجهرية مغناطيسًا على هذا المقياس. المجالات أنفسهم محاذاة لإنشاء المغناطيس أكبر. إن تطبيق الحرارة على المواد المغناطيسية يؤدي إلى استقرار المحاذاة ، مما يجعل المغناطيس الدائم.
الحجم والقوة
تختلف المغناطيسات بشكل كبير في الحجم ، من مغناطيس صغير يستخدم في الإلكترونيات والتصنيع إلى مغناطيسات عملاقة تستخدم لتجربة السيكلوترون في الفيزياء. قوة هذه المغناطيس يمكن أن تختلف أيضا إلى حد كبير. المغناطيس مثل تلك المستخدمة في التمسك بالثلاجات عادة ما يكون لديه قوة حوالي عُشر تسلا ، وحدة الحث المغناطيسي. كان أقوى مغناطيس مسجل ، المغناطيس الكهربائي الذي بني في وزارة الطاقة الأمريكية بيركلي لاب في عام 2001 ، قوة 14.7 تسلا ، وكان يستخدم لثني مسارات الجسيمات الذرية عالية السرعة.
فوائد
أحد الاستخدامات العملية الرئيسية للمغناطيس هو إنتاج الكهرباء. مثلما يمكن للكهرباء توليد المغناطيسية في المغناطيس الكهربائي ، يمكن لحركة المغناطيس في مولد أن تنتج الكهرباء. يتم استخدام المغناطيس أيضًا في بعض القطارات عالية السرعة وأجهزة الكمبيوتر والهواتف وآلات المصانع والبوصلات.