Необясними и интересни факти за земята. Интересни неща за магнитите
IN последните дниВ сайтовете за научна информация се появи голямо количество новини за магнитното поле на Земята. Например новини, че то се е променило значително напоследък или че магнитното поле допринася за изтичането на кислород от земна атмосфераи дори за това, което е по линиите магнитно полекравите се движат по пасища. Какво е магнитно поле и колко важни са всички тези новини?
Магнитното поле на Земята е зоната около нашата планета, където действат магнитните сили. Въпросът за произхода на магнитното поле все още не е напълно решен. Повечето изследователи обаче са съгласни, че наличието на магнитно поле на Земята поне отчасти се дължи на нейното ядро. Земното ядро се състои от твърда вътрешност и течност външни части. Въртенето на Земята създава постоянни течения в течното ядро. Както читателят може би си спомня от уроците по физика, движението на електрически заряди води до появата на магнитно поле около тях.
Една от най-разпространените теории, обясняващи природата на полето, теорията на динамото ефекта, предполага, че конвективните или турбулентни движения на проводяща течност в ядрото допринасят за самовъзбуждане и поддържане на полето в стационарно състояние.
Земята може да се разглежда като магнитен дипол. Неговата Южен полюссе намира на географския северен полюс, а северният, съответно, е на южния полюс. Всъщност географските и магнитните полюси на Земята не съвпадат не само по „посока“. Оста на магнитното поле е наклонена спрямо оста на въртене на Земята с 11,6 градуса. Тъй като разликата не е много значителна, можем да използваме компас. Стрелката му сочи точно Южния магнитен полюс на Земята и почти точно Северния географски полюс. Ако компасът беше изобретен преди 720 хиляди години, той щеше да сочи както към географския, така и към магнитния северен полюс. Но повече за това по-долу.
Магнитното поле предпазва жителите на Земята и изкуствените спътници от вредното въздействие на космическите частици. Такива частици включват, например, йонизирани (заредени) частици от слънчевия вятър. Магнитното поле променя траекторията на тяхното движение, насочвайки частиците по силовите линии. Необходимостта от магнитно поле за съществуването на живот стеснява кръга от потенциално обитаеми планети (ако изхождаме от предположението, че хипотетично възможните форми на живот са подобни на земните жители).
Учените не изключват някои планети от земния тип да нямат метално ядро и съответно да им липсва магнитно поле. Досега се смяташе, че планетите, направени от твърда скала, като Земята, съдържат три основни слоя: твърда кора, вискозна мантия и твърдо или разтопено желязно ядро. В скорошна статия учени от Масачузетския технологичен институт предложиха формирането на "скалисти" планети без ядро. Ако теоретичните изчисления на изследователите се потвърдят от наблюдения, тогава за да се изчисли вероятността да се срещнат хуманоиди във Вселената или поне нещо, наподобяващо илюстрации от учебник по биология, ще е необходимо те да бъдат пренаписани.
Земляните също могат да загубят своята магнитна защита. Вярно е, че геофизиците все още не могат да кажат точно кога ще се случи това. Факт е, че магнитните полюси на Земята не са постоянни. Периодично сменят местата си. Неотдавна изследователите установиха, че Земята „помни“ обръщането на полюсите. Анализът на такива „спомени“ показа, че през последните 160 милиона години магнитният север и юг са сменили местата си около 100 пъти. Последният път, когато това събитие се е случило преди около 720 хиляди години.
Смяната на полюсите е придружена от промяна в конфигурацията на магнитното поле. По време на „преходния период“ значително повече космически частици, които са опасни за живите организми, проникват на Земята. Една от хипотезите, обясняващи изчезването на динозаврите, гласи, че гигантските влечуги са изчезнали именно при следващата смяна на полюсите.
В допълнение към „следите“ от планирани дейности за промяна на полюсите, изследователите забелязаха опасни промени в магнитното поле на Земята. Анализът на данните за състоянието му в продължение на няколко години показа, че през последните месеци нещата започнаха да му се случват. Учените отдавна не са регистрирали такива резки „движения“ на полето. Зоната, която тревожи изследователите, се намира в Южния Атлантически океан. „Дебелината“ на магнитното поле в тази област не надвишава една трета от „нормалната“. Изследователите отдавна са забелязали тази „дупка“ в магнитното поле на Земята. Данните, събирани в продължение на 150 години, показват, че полето тук е отслабнало с десет процента през този период.
В момента е трудно да се каже каква заплаха представлява това за човечеството. Една от последиците от отслабването на напрегнатостта на полето може да бъде увеличаване (макар и незначително) на съдържанието на кислород в земната атмосфера. Връзката между магнитното поле на Земята и този газ е установена с помощта на сателитната система Cluster, проект на Европейската космическа агенция. Учените са установили, че магнитното поле ускорява кислородните йони и ги „изхвърля“ в открития космос.
Въпреки факта, че магнитното поле не се вижда, жителите на Земята го усещат добре. Прелетни птици, например, те намират своя път, като се фокусират конкретно върху него. Има няколко хипотези, обясняващи как точно усещат полето. Едно от последните предполага, че птиците възприемат магнитно поле. Специални протеини - криптохроми - в очите на мигриращите птици могат да променят позицията си под въздействието на магнитно поле. Авторите на теорията смятат, че криптохромите могат да действат като компас.
Освен птиците, морските костенурки използват магнитното поле на Земята вместо GPS. И както показа анализ на сателитни снимки, представени като част от проекта Google Earth, кравите. След като проучиха снимки на 8510 крави в 308 области на света, учените стигнаха до заключението, че тези животни се предпочитат (или от юг на север). Освен това „референтните точки“ за кравите не са географски, а по-скоро магнитните полюси на Земята. Механизмът, по който кравите възприемат магнитното поле и причините за тази конкретна реакция към него остават неясни.
В допълнение към изброените забележителни свойства допринася и магнитното поле. Те възникват в резултат на внезапни промени в полето, които се случват в отдалечени райони на полето.
Магнитното поле не беше пренебрегнато от привържениците на една от „теориите на конспирацията“ - теорията за лунната измама. Както бе споменато по-горе, магнитното поле ни предпазва от космически частици. „Събраните“ частици се натрупват в определени части на полето – така наречените радиационни пояси на Ван Ален. Скептиците, които не вярват в реалността на кацанията на Луната, вярват, че по време на полета през радиационните пояси астронавтите ще получат смъртоносна дозарадиация.
Магнитното поле на Земята е удивително следствие от законите на физиката, защитен щит, ориентир и създател на полярните сияния. Ако не беше това, животът на Земята можеше да изглежда съвсем различно. Като цяло, ако нямаше магнитно поле, то трябваше да бъде изобретено.
Сега магнитното поле на Земята е под голямото внимание на всички, които се интересуват от астрономия, астрология и астрофизика. Освен това сайтовете с научна информация напоследък са пълни с различни новини за магнитното поле на Земята.
Например, има новини, които предполагат, че магнитното поле на Земята наскоро се е променило значително или че поради полето изтича кислород от земната атмосфера. Но малко хора дори си представят какво е магнитното поле на Земята, какво е то и колко е важно за нас, като хора и за всички живи организми. Всъщност магнитното поле е специална област, която се намира около цялата ни планета, където се осъществява взаимодействието на магнитните сили.
Вярно е, че окончателното решение за произхода на магнитното поле все още не е намерено. Има много мнения по този въпрос и едното противоречи на другото, но повечето изследователи все още казват, че магнитното поле на Земята е наоколо поради ядрото на планетата. Всъщност в ядрото на земята има както твърда част, така и течна част вътре. Земята се върти и не спира, поради това винаги възникват токове в течната част на ядрото. Тук трябва да си спомним училищната физика, когато електрически зарядисъздават магнитно поле по време на движението си.
Има много разпространена теория за това как се е появила тази област. Същността на теорията е, че това би бил динамо ефект. Тоест в течната част на ядрото възникват турбулентни движения, които спомагат за поддържането на полето в стационарно състояние, като в същото време самото то се възбужда. Магнитното поле на Земята определено помага много на Земята и на целия живот на планетата. В крайна сметка различните космически частици имат много негативен ефект върху планетата Земя и магнитното поле е предназначено да предпазва жителите и изкуствените спътници на планетата от този разрушителен ефект.
Тези частици са частици от слънчевия вятър. Така се случи, че магнитното поле успява да коригира траекторията им на движение, променяйки я по линията на полето. Но ако помислите за факта, че магнитното поле е необходимо за образуването на живот на една планета, това значително влияе върху броя на такива обитаеми планети. В крайна сметка има планети, които изобщо нямат метално ядро, което означава, че нямат магнитно поле. Вярно е, че земляните също могат да загубят своя „магнитен протектор“. Просто все още няма официално потвърждение кога точно може да се случи това.
Магнитът и магнетизмът не спират да учудват човечеството. Събрахме някои интересни факти за постоянни магнитиче може би още не знаете.
1. Защо магнитът беше наречен магнит?
Има две версии за произхода на това име: поетично и не много поетично. Първата е поетична легенда за овчар на име Магнус (или Магнес). Известният историк Плиний описва, че един ден този пастир се скитал с овцете си на ново място, застанал на необичаен черен камък и внезапно открил, че не може да откъсне жезъла си и закованите си обувки от него.
По-вероятно е всичко да е било по-прозаично: веднъж в гръцкия регион Магнисия са открити находища на камък, способен да привлича желязо. Така го наричаха - "камъкът от Магнизия" или по-просто - магнит. Тук обаче има и малко лиричност, защото името на района е получило от племето на магнитите, живеещо в него, а те са се нарекли в чест на митичния герой, сина на Зевс.
2. Запознайте се с „Любящия камък“
Това е романтичното име, което изобретателните китайци дадоха на магнита. Представители на един от древни културипоетично го описва по следния начин. Цы-ши (на руски „любящ камък“ или „камък майчината любов“, казаха те, привлича желязото, както топлата майка привлича децата. Тази сила всъщност се простира и върху други метали, но по-малко интензивно.
Интересното е, че французите също наричат магнита думата „любящ“ - една и съща дума aimant се използва и за двете значения.
3. Как се появи магнитната дъска?
През 2008 г. трима американски студенти демонстрираха своите знания, но нямаха достатъчно място на дъската, за да покажат цялата необходима информация, те решиха да използват допълнително листове с голям формат, но трудността беше, че хартията трябваше да се държи в тях ръце. И тогава им дойде чудесна идеянаправете част от дъската с магнитна повърхност. Ето как се появи нова технологияпокриване на повърхността за рисуване с маркери, които лесно се изтриват със суха гъба. Такива маркери се наричат сухо изтриване.
4. Кой е изобретил първия магнитен компас?
Още през III век пр. н. е. китайски автор описва компас под формата на лъжица, направена от магнит, но устройство с плаваща игла се появява едва през 11 век. Много по-късно, през 1300 г., Йоан от Гира е първият в Европа, който създава компас за пътници (магнитът е въведен само 40 години по-рано от пътешественика Марко Поло), което значително опрости живота на моряците. А италианецът Флавио Джоя подобри дизайна.
5. Малко за магнитната буря
Има дни, в които стрелката на компаса се върти хаотично, вместо да сочи на север. Понякога това продължава с часове, а понякога с дни. Най-вече компасът се използва от моряците - те са първите, които забелязват това явление, наричайки го магнитна буря.
Това се случва поради изригвания на слънчева активност, когато повече заредени частици от Слънцето навлизат в магнитното поле на нашата планета. Възмущава се и започват геомагнитни бури, които засягат както човешкото тяло, така и работата на технологиите.
6. Как да видим магнитното поле?
Напълно възможно е да се види магнитно поле и това се учи в училищни уроцифизика, като предлага следната последователност от действия:
- магнитът е покрит със стъклена плоча;
- поставете лист хартия върху чинията;
- хартията се поръсва с равномерен слой железни стружки;
- стърготини са намагнетизирани и при разклащане моментално се отделят от плочата и лесно се завъртат, образувайки сложни криви линии, отклоняващи се от полюсите.
Получената картина изглежда така: колкото по-близо до полюса, толкова по-дебели и ясни са линиите на дървените стърготини и колкото повече се отдалечават, толкова повече се разреждат и губят своята отчетливост. Това ясен примеркак магнитните сили се отслабват от разстоянието.
7. Защо ковчегът на пророка Мохамед виси във въздуха?
От векове любознателните умове са били вълнувани от историята за левитиращия ковчег на пророка Мохамед. През 1600 г. е публикувана книга за магнитите, където авторът Уилям Гилбърт разказва историята, която е чул за параклиса на Мохамед. Неговият трезор съдържа магнитни камъни голяма сила, които позволяват на железния сандък с праха на пророка да виси във въздуха.
Самите мюсюлмани смятат това за чудо и казват, че причината е, че земята не може да побере трупа на такъв човек. Всъщност някои магьосници са изпълнявали такива трикове и преди. Но трябва да се каже, че поддържането на баланс в в такъв случайневъзможен. Магнитът в този случай е достатъчно силен, за да повдигне обекта, но няма да е възможно да го държите на стабилно разстояние без допълнителна нишка.
8. Магнит и отопление
Магнитите имат специални характеристики. Те включват работна температурас максимални показатели и точката на Кюри, на чието ниво феромагнетиците губят свойствата си. Тези параметри са индивидуални за всяка сплав. Например, за магнитопласти, базирани на пълнител NdFeB, максималната работна температура може да бъде до 120 или дори 220 ° C, докато феритите могат да издържат на работа при температури до 250-300 ° C, а тяхната точка на Кюри е 450 ° C.
9. Защо магнитният томограф вижда човек отвътре?
Тялото ни се състои от 60-80% H2O, а водородните атоми във формулата на водата започват да излъчват вълни под действието на мощен магнит. Те са различни, защото зависят от тъканите, където се намират атомите и отразяват всяка промяна в тялото ни. Човек, поставен в магнитно поле, излъчва тези вълни, а записаните показатели се трансформират в трицветно изображение.
10. Как работи магнитната подложка?
Високоскоростното движение на влаковете тип Maglev се постига благодарение на следната технология. Колите се закрепват към водач, който покрива релсата, или обратното. И в двата варианта вагоните се задържат над релсата благодарение на вертикалното магнитно поле, докато хоризонталното поддържа центровката. Върху релсата са поставени и електромагнити, с които работят двигателите - така става ускоряването и спирането.
11. Питър Перегрин и „Message on the Magnet“
През втората половина на 13-ти век известен Пиер Перегрин дьо Марикур пише трактатно писмо до свой познат, в което говори подробно за свойствата на магнита и дори предлага използването му като вечен двигател (по това време това идеята е популярна във Франция, родината на учения). За автора не се знае почти нищо, но приносът му за първото систематично изследване в Европа днес е високо ценен.
Трактатът говори за наличието на полюси в сферичните проби, които са използвани, процедурата на намагнитване, взаимодействието на магнитите и много други точки, свързани със свойствата на магнитите. Марикур беше сигурен, че камъкът, който разглеждаше, крие в себе си подобие на небесна сфера с нейните полюси.
Учените са идентифицирали региони от магнитното поле на Земята, които са еволюирали за периоди от около 1000 години. Това откритие ще ни позволи да разберем по-добре механизмите на магнитното поле на нашата планета и ще добавим точност към прогнозите за промени в това поле.
Магнитното поле на нашата планета има голямо значениеза цял живот, осигурявайки "щит" от заредени слънчеви частици ("слънчев вятър") и подпомагайки навигацията на корабите. Стотици години наблюдения на магнитното поле, както и геоложки открития, показват, че полето се променя значително с времето.
В най-грубо приближение структурата на магнитното поле на нашата планета може да се представи под формата на дипол, обект с два полюса - северен и южен. Освен това отдавна е известно, че магнитните полюси на нашата планета не съвпадат точно с географските; Освен това, с интервал от около няколкостотин хиляди години, магнитните полюси на Земята се променят: северният магнитен полюс става южен и обратно.
„Отдавна знаем, че Земята не е перфектен магнитен дипол и виждаме тези отклонения от идеалността в геоложките записи“, каза Морийн „Мо“ Валчак, изследовател в Орегонския държавен университет, САЩ, и директор автор на новото изследване. – Виждаме, че елементите, които не отговарят на структурата на дипола, в никакъв случай не са мимолетни, непредвидими по природа. Те са стабилни по природа, запазвайки позицията си повече от 10 000 години през периода на холоцена.
Чрез изследване на проби от магнитни скали, събрани от морското дъно в залива на Аляска, както и на други места по повърхността на планетата, екипът на Валчак показа, че структурата на магнитното поле на нашата планета има няколко области с повишена магнитна активност, в допълнение към магнитните полюси, и "превключваха" между тези "допълнителни полюси" на интервали от няколко десетки хиляди години, докато главните магнитни полюси на планетата продължаваха да поддържат позицията си непроменена. Наличието само на няколко големи области с повишена геомагнитна активност, между които се случва периодично „превключване“, значително опростява картината на промените в структурата на магнитното поле на нашата планета, която преди това изглеждаше много по-сложна.
Изследването е публикувано в списание Earth and Planetary Science Letters.
коментар:
„Здравейте, приятели, благодаря ви, че не забравяте временно отсъстващите колеги.
Смисълът на статията е следният. Земята, както е известно, има основно магнитно поле от диполен тип (два полюса), което променя силата и положението на диполната ос във времето. До „революцията”, смяната на полюсите; това се случва непериодично, на всеки 100 000 до няколко милиона години. Това се доказва от наличието на редуващи се аномалии на магнитни ивици с различна полярност в скалите на океанското дъно и на други места.
Освен основните магнитни полюси, на планетата има магнитни аномалии с по-малък интензитет, но също не слаби - бразилската, източносибирската и др. За напрегнатостта на полето им говори практическият факт, че когато сателити и станции прелитат над тях, мерките са да се вземат мерки за осигуряване на стабилността на орбитите и радиационната защита.
В момента учените по света са загрижени, че магнитното поле на Земята е нестабилно и отслабва повече от 10 години; скоростта на движение на магнитните полюси рязко се увеличи. Смята се, че скоро ще настъпи промяна в полярността на магнитното поле, но точно кога и как е неизвестно на науката. Затова учените и в тази статия се опитват да отгатнат произволно как ще протече процесът. Мен тяхната идея за превключване на полюсите
тези междинни магнитни аномалии не изглеждат убедителни от токове на проводяща материя в долната мантия; посочените аномалии („големи области на геомагнитна активност“) са причинени от наличието на големи масиви от скали с повишена намагнитност в ЗЕМНОТО ЯДРО и покрива на горната мантия; те са статични и изобщо не са толкова активни, колкото се опитват да докажат авторите. Скалите, които пораждат тези локални аномалии, изригнаха, намагнетизираха се и се охладиха, запазвайки магнетизацията си преди десетки и стотици милиони години.
Магнитите и магнетизмът са познати на човечеството от много дълго време. Въпреки това, дори и в модерен свят невероятни свойстваМагнитите се използват навсякъде. От нашия материал ще научите няколко интересни факта, свързани с постоянните магнити.
Защо магнитът се нарича така?
Има две легенди за произхода на тази дума. Една от тях е доста поетична и разказва за някакъв овчар Магнус. Разказът на Плиний казва, че този пастир веднъж пасял стадо овце на ново място. След като стъпи на голям черен камък, той с изненада осъзна, че не може да свали краката си от него. Причина за това били пироните, с които били подплатени обувките му.
Втората легенда гласи, че в древни времена хората, живеещи в гръцката област Магнисия, са открили находища на необичаен камък, който привлича железни предмети. Първоначално находката е наречена „камък от Магнизия“, а по-късно името е опростено до магнит.
Под това име китайците познавали привличащия желязо камък. Нарекли го tsi-shi, което може да се преведе като „любящ камък“ или „камък на майчината любов“. Това име идва от факта, че магнитът привлича метални предметиточно както любящата майка се опитва да доближи децата си до себе си.
Оцелелите източници показват, че няколко века преди раждането на Христос в Китай е използван вид компас, който представлява лъжица, направена от магнит. Що се отнася до европейския регион, споменаването на първия компас за пътници датира от 1300 г. Автор на изобретението е Джон Жира.
Как магнитният томограф успява да види човек отвътре?
Много хора знаят, че в човешкото тяло преобладава водата. Нивото му може да варира от 60% до 80%. Когато водородните атоми, съдържащи се във водата, са изложени на мощен магнит, се излъчват специални вълни. Те се характеризират с различни свойства и позволяват да се регистрират промените, настъпващи в тялото. Когато човек бъде поставен в магнитно поле, тялото му започва да излъчва много различни вълни, които се обработват от специално оборудване и се превръщат в цветно изображение.
Влакове с магнитна левитация
Високоскоростните влакове с магнитна левитация се движат благодарение на специална технология. Вагоните са поставени върху водачи, които покриват релсите. Поради това вагоните са постоянно над повърхността на релсите поради вертикалното магнитно поле. На свой ред хоризонталното магнитно поле продължава да поддържа подравняване. Освен това върху релсите са поставени електромагнити, които взаимодействат с двигателите на влаковете. Този подход позволява ускоряване и спиране.
