Ученые узнали, почему магнит притягивает не все

МОСКВА, 11 февраля. Ученые задались вопросом: по какой причине магнит притягивает не все предметы? Оказывается, что некоторые металлы, среди которых железо и никель, сильно притягиваются магнитом, в силу своего строения, а все остальные металлы и другие вещества тоже притягиваются, но с гораздо меньшей силой, пишет Science.YoRead.ru .

На знаменитой фотографии лягушки, зависшей в воздухе, показано, как влияет сила магнитного поля на предметы и живые существа. Лягушка смогла повиснуть в воздухе, вследствие того, что магнитное поле превышало в сто тысяч раз земное магнитное поле. Популярность данному снимку принес ученый, получивший за фотографию парящей лягушки Шнобелевскую премию.

После эксперимента с лягушкой стало ясно, что магнит способен притягивать все, но почему сильнее всего он притягивает железо? Ответ на данный вопрос заключается в необычной связи атомов железа, которая в отличие от других веществ, является скоординированной. Это означает, что атомы железа, которые притягивает магнит, способны заставить все близстоящие атомы притягиваться к магниту, значительно увеличивая площадь, а соответственно - и силу притяжения.

Ранее исследователи из Института технологий американского штата Джорджия заявили об обнаружении двух ранее неизвестных свойств золота, которые драгоценный металл проявляет на микроскопическом уровне. В масштабе ньютоновской физики — эти свойства отсутствуют.

Ученые обнаружили, что под воздействием электрического поля, тончайший слой золота способен менять свою молекулярную структуру с трехмерной до плоской. После того как поле отключается, структура вновь становилась трехмерной.

Также обнаружено, что в случае воздействия электрического поля на охлажденную поверхность с золотым напылением, нанокластеры драгоценного металла способны проводить каталитическое окисление, преобразовывая оксид углерода СО в углекислый газ СО2.

Обычно, мощные магниты предназначены для поиска драгоценных металлов. Реагирует поисковый магнит на золото и серебро, довольно сильно, и хоть в чистом виде найти их сложно, его мощности хватает подобрать с земли драгоценности и монеты. Основная цель всех поисковиков — клады, дорогие монеты, а иногда просто черный металл.

В статье опишется устройство магнита и основной принцип работы. Также разберется что именно с его помощью можно найти и как отыскать дорогостоящие сплавы. Подробно объяснится что такое ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Кроме того, будут даны ценные советы и рекомендации, которые значительно упростит поиск ценных предметов.

Устройство поискового магнита

Данное устройство состоит из стального корпуса, внутри которого, находиться неодимовый магнит. Он изготавливается из редкого сплава, в котором присутствует неодим, железо и бор. Такое соединение обладает мощным притягивающим свойством. Несмотря на свою компактность, он способен удерживать вещи в десятки раз превышающие собственный вес.

Для удобства доставания различных вещей, в корпусе предусмотрено специальное крепление. Оно вкручивается в корпус магнита посредством резьбы. Сверху крепежа — находитсякрепление в виде крюка или петли которая будет удерживать трос или веревку. Такое крепление имеет жесткую основу, которая прочно вкручена в корпус. Вся конструкция имеет надежную основу, и в таком случае, не страшно поднимать, какую либо дорогую и тяжелую вещь.

Принцип работы

Поисковый магнит имеет довольно скудный функционал. Основная задача такого предмета притянуть к себе как можно больше металлических предметов. Но справляется устройство со своей главной задачей более чем хорошо. Благодаря своей уникальной конструкции, он имеет большую силу, и способен удержать довольно большие предметы, а также предметы содержащие золото или серебро, которые обычные магниты не берут.

Это особенно удобно при доставании вещей из колодцев, воронок и различных ям. Также хорошо пользоваться такой вещью под водой. В воде на все предметы действует большое сопротивление, и подобрать какой-либо предмет становится довольно трудоемкой задачей. Но с неодимовым магнитом поиск и выемка таких предметов значительно упрощается.

Какие предметы можно найти

В вопросе о том какие вещи можно найти при помощи поискового магнита, сразу приходят на ум железные предметы, в том числе монеты. Можно найти практически все парамагнетические металлы. Проще говоря, материалы которые притягиваются к корпусу магнитов, но об этом позже. Такие монеты, или драгоценные металлы могут иметь большую стоимость. Например, можно найти железные монеты периода Царской России, много и редких советских монет.

Мощные магниты могут притягивать к себе такие металлы как:

алюминий

В основном поиски ведутся на чердаках, в различных пляжах и общественных местах где люди могут терять вещи, а также в колодцах и ямах. В таких местах обычно находят бижутерию, дорогие украшения, различные металлические шкатулки, а иногда даже дорогие мобильные устройства (на пляже). Это то, что касается поиска вещей на суше.

Что касается воды, то можно также найти много ценных вещей, в том числе украшения из золота. Также, благодаря суевериям можно поднять со дна целое состояние монет. Причем не нужно доставать монеты из городских фонтанов, так как есть довольно много заброшенных колодцев, которые никому не нужны, но хранят в себе драгоценные вещи.

Притягивает ли магнит золото и серебро

Можно ли найти чистое золото или серебро, мощными магнитами. Нет, так как такие металлы являются диамагнетиками, то есть не притягиваются к магнитам. Но не все так плохо, благодаря всей мощности неодимового сплава, есть возможность достать некоторые украшения. Такие предметы, обычно имеют в себе лигатуру.

Данный сплав помогает драгоценным металлам, таким как золото или серебро, обретать определенные свойства. Например серебряные украшения не так темнеют, а украшения из золота имеют большую прочность. Но самое главное то, что лигатура позволяет примагничиваться, и дает возможность отыскивать различные сплавы.

Но и есть возможность найти чистое золото или серебро. В начале статьи говорилось о том, что можно найти железные шкатулки. Обычно украшения из золота или серебра хранят именно в таких футлярах. Так что ходя по чердаку или подобным ему местам, можно хорошо «озолотится», в прямом смысле этого слова.

Магнетические свойства различных металлов

Для того, чтобы отправится на охоту за ценными металлами нужно знать, что именно притянется к магниту. Так как металлы имеют разные магнитные свойства, а некоторые вообще не имеют. Их можно разделить на три группы:

ферромагнетики

парамагнетики

диамагнетики

Ферромагнетики являются металлами с одними из лучших магнитных свойств. Такие металлы хорошо магнитятся. К ним можно отнести черный металл.

Парамагнетики имеют обычные свойства, они охотно притягиваются к магниту, но не имеют функции намагничивания. К ним можно отнести некоторые сплавы бижутерии и несколько видов цветных металлов.

И наконец диамагнетики. Такие сплавы крайне сложно поддаются магнитному полю и сильно усложняют поиски действительно драгоценных вещей. К диамагнетикам относятсязолото, серебро, алюминий, патина и другие металлы который не берет даже самый сильный магнит.

Можно ли найти золото с помощью магнита

Как уже рассматривалось ранее украшения и монеты с золотом можно поднять, но очень проблематично.

Чистое золото достать магнитом невозможно.

Но если будут благоприятствовать разные факторы, такие как железная шкатулка или лежащие рядом парамагнетические драгоценности, то есть шанс отыскать его. В основном на магнит можно словить только украшения с содержанием золота, такие как браслеты, сережки и кольца. Лучшим местом для поисков является песчаный пляж, колодцы, а также морское или речное дно, где плавают большое количество людей.

Какие металлы взаимодействуют с магнитами

Различные материалы по-разному реагируют в присутствии магнитов и магнитного поля. Металлы, такие как железо, никель и кобальт, сильно притягиваются к магнитам, и они известны как ферромагнитные металлы. Другие материалы могут слабо притягиваться, и есть даже металлы, которые отталкиваются от магнитов. Черные металлы не только притягиваются магнитами, но и могут намагничиваться, будучи подвергнутыми воздействию магнитного поля.

"

Ферромагнитные металлы

Ферромагнитные металлы сильно притягиваются к объектам с магнитнымм полями и могут сохранять свои магнитные свойства после удаления магнита от них. Они используются для создания постоянных магнитов. Основными ферромагнитными металлами являются железо, никель, кобальт, гадолиний и диспрозий. Если вы держите кусок ферромагнитного металла рядом с магнитом, то ощутите достаточно сильное притяжение.

"

Ферромагнитные сплавы

Ферромагнитные сплавы представляют собой материалы, такие как сталь, которая содержит ферромагнитные металлы. Сталь представляет собой комбинацию железа и нескольких других металлов и имеет большую твердость, чем железо. Из-за этой твердости сталь может сохранить свой магнетизм дольше, чем железо. При нагревании до высокой температуры сталь теряет свои магнитные свойства. Это также произойдет с ферромагнитными металлами, такими как никель.

"

Ферримагнитные материалы

Ферримагнитные материалы представляют собой ферриты, магнетит и магний. Все они имеют оксиды железа в качестве основного компонента, а также оксиды других металлов. Люди впервые обнаружили магнетизм с помощью лодстнонов. Лодстоун – магнетит, который находится естественным образом намагниченным. Магнетит притягивается к магнитным полям, но обычно сам не намагничивается. Ферримагнитные материалы похожи на ферромагнетики, но с более низким магнитным притяжением.

"

Парамагнитные металлы

Парамагнитные металлы слабо притягиваются к магниту и не сохраняют магнитных свойств при удалении от магнита. К ним относятся медь, алюминий и платина. Магнитные свойства парамагнитных металлов зависят от температуры, а алюминий, уран и платина становятся более притягивающимися для магнитных полей, когда они очень холодные. Парамагнитные вещества имеют гораздо меньшие силы притяжения для магнитов, чем ферромагнитные материалы, и для измерения магнитного притяжения необходимы высокочувствительные инструменты.

.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.

На самом деле, взаимодействие магнита с веществами имеет гораздо больше вариантов, чем просто «притягивает» или «не притягивает». Железо, никель, некоторые сплавы - это металлы, которые из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Подавляющее большинство других металлов, а также прочих веществ тоже взаимодействуют с магнитными полями - притягиваются или отталкиваются магнитами, но только в тысячи и миллионы раз слабее. Поэтому для того, чтобы заметить притяжение таких веществ к магниту, надо использовать чрезвычайно сильное магнитное поле, которое в домашних условиях и не получишь.

Справа вы видите знаменитую фотографию живой лягушки, подвешенной в воздухе исключительно на магнитном поле. Напряженность магнитного поля в этом эксперименте была очень велика - она более чем в 100 000 раз превышала земное магнитное поле. Такие магнитные поля в домашних условиях не получить. А знаменитой эта фотография стала из-за того, что автору этого исследования в 2000 году присудили Шнобелевскую премию - пародию на Нобелевскую премию, вручаемую за бессмысленные и бесполезные исследования. В данном случае, наверное, вручатели поспешили с выводами.

Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни?» Ответ таков: это определяется строением и связью атомов железа. Любое вещество сложено из атомов, связанных друг с другом своими внешними электронными оболочками. Чувствительны к магнитному полю именно электроны внешних оболочек, именно они определяют магнетизм материалов. У большинства веществ электроны соседних атомов чувствуют магнитное поле «как попало» - одни отталкиваются, другие притягиваются, а какие-то вообще стремятся развернуть предмет. Поэтому если взять большой кусок вещества, то его средняя сила взаимодействия с магнитом будет очень маленькая.

У железа и похожих на него металлов есть особенная черта - связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое. В результате в куске железа «хотят притягиваться» или «хотят отталкиваться» все атомы сразу, и из-за этого получается очень большая сила взаимодействия с магнитом.

Отталкивающие свойства магнитов и их применение в технике

Магниты и магнитные свойства вещества.

Простейшие проявления магнетизма известны очень давно, и знакомы большинству из нас. Существуют магниты двух разных видов. Одни – так называемые постоянные магниты, изготовляемые из «магнитно-твердых» материалов. К другому виду относятся так называемые электромагниты с сердечником из «магнитно-мягкого» железа.

Наиболее вероятно, что слово «магнит » произошло от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, где находились большие залежи этого минерала

Магнитные полюса и магнитное поле.

Если к одному из полюсов магнита приблизить брусок не намагниченного железа, то последний временно намагнитится. При этом ближний к полюсу магнита полюс намагниченного бруска будет противоположным по наименованию, а дальний – одноименным.

С помощью крутильных весов учёный Кулон исследовал взаимодействие двух длинных и тонких магнитов. Кулон показал, что можно характеризовать каждый полюс определенным «количеством магнетизма», или «магнитным зарядом», причем закон взаимодействия магнитных полюсов такой же, как закон взаимодействия электрических зарядов: два одноименных полюса отталкиваются друг от друга, а два разноименных полюса притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна «магнитным зарядам», сосредоточенным в этих полюсах, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Применение магнитов

Неисчислимы примеры применения магнитных материалов. Постоянные магниты являются очень важной частью многих устройств, применяемых в нашей повседневной жизни. Их можно встретить в головке звукоснимателя, в громкоговорителе, электрогитаре, электрогенераторе автомобиля, в небольших моторчиках магнитофонов, в радиомикрофоне, электросчетчиках и прочих устройствах. Изготовляют даже «магнитные челюсти», т. е. сильно намагниченные стальные челюсти, взаимно отталкивающиеся и вследствие этого не нуждающиеся в креплениях.

Магниты широко применяют и в современной науке. Магнитные материалы нужны для работы в СВЧ-диапазонах, для магнитозаписи и воспроизведения, создания магнитных запоминающих устройств. Магнитострикционные преобразователи позволяют определять глубину моря. Без магнитометров с высокочувствительными магнитными элементами трудно обойтись, если нужно измерить ничтожно слабые магнитные поля, сколь угодно изощренно распределенные в пространстве.

А бывали случаи, когда с магнитами боролись, когда они оказывались вредными. Вот какая история времен Великой Отечественной войны иллюстрирует ответственную работу специалистов по магнетизму в те суровые годы... Возьмем, например, намагничивание корпуса корабля. Такая «спонтанная» намагниченность совсем не безобидна: мало того, что компасы корабля начинают «врать», принимая поле самого судна за поле Земли и неправильно указывая направление, плавающие корабли-магниты могут притягивать железные предметы. Если такие предметы будут связаны с минами, результат притяжения очевиден. Вот почему ученым пришлось вмешаться в проделки Природы и специально размагничивать корабли, что бы они разучились действовать на магнитные мины.

Основное применение магнит находит в электротехнике , радиотехнике, приборостроении , автоматике и телемеханике.

Электромашинные генераторы и электродвигатели - машины вращательного типа, преобразующие либо механическую энергию в электрическую (генераторы), либо электрическую в механическую (двигатели). Действие генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле, наводится электродвижущая сила (ЭДС). Действие электродвигателей основано на том, что на провод с током, помещенный в поперечное магнитное поле, действует сила.

Электромагнитный динамометр может быть выполнен в виде миниатюрного прибора, пригодного для измерений характеристик малогабаритных двигателей.

Магнитные свойства вещества находят широкое применение в науке и технике как средство изучения структуры различных тел. Так возникли науки:

Магнетохимия (магнитохимия) - раздел физической химии, в котором изучается связь между магнитными и химическими свойствами веществ; кроме того, магнитохимия исследует влияние магнитных полей на химические процессы. магнитохимия опирается на современную физику магнитных явлений. Изучение связи между магнитными и химическими свойствами позволяет выяснить особенности химического строения вещества.

Техника сверхвысокочастотного диапазона

Связь. Радиоволны СВЧ-диапазона широко применяются в технике связи. Кроме различных радиосистем военного назначения, во всех странах мира имеются многочисленные коммерческие линии СВЧ-связи. Поскольку такие радиоволны не следуют за кривизной земной поверхности, а распространяются по прямой, эти линии связи, как правило, состоят из ретрансляционных станций, установленных на вершинах холмов или на радиобашнях с интервалами около 50 км.

Термообработка пищевых продуктов. СВЧ-излучение применяется для термообработки пищевых продуктов в домашних условиях и в пищевой промышленности . Энергия, генерируемая мощными электронными лампами, может быть сконцентрирована в малом объеме для высокоэффективной тепловой обработки продуктов в т. н. микроволновых или СВЧ-печах, отличающихся чистотой, бесшумностью и компактностью. Такие устройства применяются на самолетных бортовых кухнях, в железнодорожных вагонах-ресторанах и торговых автоматах, где требуются быстрые подготовка продуктов и приготовление блюд. Промышленность выпускает также СВЧ-печи бытового назначения.

С помощью магнита пытались лечить (и не безуспешно) нервные болезни, зубную боль, бессонницу , боли в печени и в желудке - сотни болезней.

Во второй половине XX века широко распространились магнитные браслеты, благотворно влияющие на больных с нарушением кровяного давления (гипертония и гипотония).

Один «исследователь » - башмачных дел мастер Спенс из шотландского городка Линлитгоу, живший на рубеже XVIII и XIX вв., утверждал, что обнаружил некое черное вещество, нейтрализующее притягивающую и отталкивающую силу магнита. По его словам, с помощью этого загадочного вещества и двух постоянных магнитов он якобы легко мог поддерживать непрерывное движение двух перпетуум мобиле собственного изготовления. Эти сведения мы приводим сегодня в качестве типичного примера наивных представлений и простодушных верований, от которых наука с трудом избавлялась даже в более поздние времена. Можно было бы предположить, что у современников Спенса не возникнет и тени сомнения по поводу бессмысленности фантазий честолюбивого башмачника. Тем не менее один шотландский физик посчитал необходимым упомянуть об этом случае в своем письме, опубликованном в журнале «Анналы химии » в 1818 г., где он пишет:

«... господин Плейфер и капитан Кейтер осмотрели обе эти машины и выразили удовлетворение тем, что проблема вечного движения наконец решена».

Таким образом, получается, что свойства магнитов широко применяются во многих вещах, и являются довольно полезными для всего человчества в целом.