50 ปีที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์ทุกแขนงก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว แต่หลังจากอ่านนิตยสารเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วงมามากแล้ว ก็สรุปได้ว่าคนๆ หนึ่งมีคำถามมากกว่าเดิมอีก
ธรรมชาติของสนามแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง
ทุกคนก็เข้าใจได้ว่าของที่ถูกโยนลงมาตกลงพื้นอย่างรวดเร็ว อะไรที่ดึงดูดพวกเขา? เราสามารถสรุปได้อย่างปลอดภัยว่าพวกเขาถูกดึงดูดโดยกองกำลังที่ไม่รู้จัก แรงเดียวกันนั้นเรียกว่าแรงโน้มถ่วงตามธรรมชาติ หลังจากนั้น ทุกคนที่สนใจจะต้องเผชิญกับข้อโต้แย้ง การคาดเดา ข้อสันนิษฐาน และคำถามมากมาย ลักษณะของแม่เหล็กคืออะไร? คลื่นความโน้มถ่วงคืออะไร? เป็นผลมาจากอิทธิพลที่พวกเขาสร้างขึ้น? สาระสำคัญและความถี่คืออะไร? มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและแต่ละคนอย่างไร? ปรากฏการณ์นี้สามารถนำมาใช้เพื่อประโยชน์ของอารยธรรมได้อย่างมีเหตุมีผลอย่างไร
แนวคิดของแม่เหล็ก
ในต้นศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ Hans Christian Oersted ค้นพบสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้า มันให้ความเป็นไปได้ที่จะสมมติว่าธรรมชาติของสนามแม่เหล็กสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นภายในอะตอมที่มีอยู่แต่ละอะตอม เกิดคำถามขึ้น ปรากฏการณ์อะไรที่สามารถอธิบายธรรมชาติของสนามแม่เหล็กโลกได้
จนถึงปัจจุบัน สนามแม่เหล็กในวัตถุที่เป็นแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นในระดับที่มากขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่หมุนรอบแกนของพวกมันอย่างต่อเนื่องและรอบนิวเคลียสของอะตอมที่มีอยู่
เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่วุ่นวายนั้นเป็นกระแสไฟฟ้าจริง และการเคลื่อนที่ของมันกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็ก เมื่อสรุปในส่วนนี้แล้ว เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าเนื่องจากการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของอิเล็กตรอนภายในอะตอม ทำให้เกิดกระแสภายในอะตอม ซึ่งจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น
แต่อะไรคือสาเหตุของความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กมีค่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในตัวเอง รวมถึงแรงดึงดูดที่แตกต่างกันด้วย? นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแกนและวงโคจรของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระในอะตอมสามารถอยู่ในตำแหน่งต่างๆ ที่สัมพันธ์กัน สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กที่เกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่นั้นอยู่ในตำแหน่งที่สอดคล้องกันเช่นกัน
ดังนั้น ควรสังเกตว่าสภาพแวดล้อมที่สนามแม่เหล็กส่งผลกระทบโดยตรง เพิ่มหรือลดความเร็วของสนามเอง
Materials สนามแม่เหล็กที่ทำให้สนามผลอ่อนตัวลง เรียกว่า diamagnetic และวัสดุที่มีกำลังขยายต่ำมากสนามแม่เหล็กเรียกว่าพาราแมกเนติก
คุณสมบัติแม่เหล็กของสสาร
ควรสังเกตว่าธรรมชาติของสนามแม่เหล็กไม่ได้เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเกิดจากแม่เหล็กถาวรด้วย
แม่เหล็กถาวรสามารถสร้างขึ้นจากสสารจำนวนเล็กน้อยบนโลก แต่เป็นที่น่าสังเกตว่าวัตถุทั้งหมดที่อยู่ในรัศมีของสนามแม่เหล็กจะกลายเป็นแม่เหล็กและกลายเป็นแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กโดยตรง หลังจากวิเคราะห์ข้างต้นแล้ว ควรเสริมว่าเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในกรณีที่มีสารแตกต่างจากเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสุญญากาศ
สมมติฐานของแอมแปร์เกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็ก
ความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลซึ่งเป็นผลมาจากการเชื่อมต่อระหว่างการครอบครองวัตถุด้วยคุณสมบัติแม่เหล็กถูกค้นพบโดย Andre-Marie Ampère นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสที่โดดเด่น แต่สมมติฐานของแอมแปร์เกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็กคืออะไร
ประวัติศาสตร์เริ่มต้นขึ้นด้วยความประทับใจจากสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เห็น เขาได้เห็นการวิจัยของ Oersted Lmier ผู้ซึ่งแนะนำอย่างกล้าหาญว่าสาเหตุของสนามแม่เหล็กโลกคือกระแสที่ไหลผ่านภายในโลกเป็นประจำ การสนับสนุนพื้นฐานและสำคัญที่สุดเกิดขึ้น: คุณลักษณะแม่เหล็กของร่างกายสามารถอธิบายได้ด้วยการไหลเวียนของกระแสอย่างต่อเนื่อง หลังจากที่ Ampere เสนอข้อสรุปต่อไปนี้: คุณลักษณะแม่เหล็กของวัตถุที่มีอยู่ใด ๆ ถูกกำหนดโดยวงจรปิดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่ภายใน ถ้อยแถลงของนักฟิสิกส์เป็นการกระทำที่กล้าหาญและกล้าหาญ เนื่องจากเขาได้ขีดฆ่าก่อนหน้านี้ทั้งหมดการค้นพบอธิบายคุณสมบัติแม่เหล็กของร่างกาย
การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและกระแสไฟฟ้า
สมมติฐานของแอมแปร์ระบุว่าภายในทุกอะตอมและโมเลกุลมีประจุไฟฟ้าพื้นฐานและหมุนเวียนอยู่ เป็นที่น่าสังเกตว่าวันนี้เรารู้แล้วว่ากระแสเดียวกันนั้นเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอมที่วุ่นวายและต่อเนื่อง หากระนาบที่ตกลงกันนั้นสุ่มสัมพันธ์กันเนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล กระบวนการของพวกมันจะได้รับการชดเชยซึ่งกันและกันและไม่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กอย่างแน่นอน และในวัตถุแม่เหล็ก กระแสน้ำที่ง่ายที่สุดมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่าการกระทำของพวกมันได้รับการประสานกัน
สมมติฐานของแอมแปร์สามารถอธิบายได้ว่าทำไมเข็มแม่เหล็กและกรอบที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กจึงมีพฤติกรรมเหมือนกัน ในทางกลับกัน ลูกศรควรถูกมองว่าเป็นวงจรที่มีกระแสไฟไหลผ่านขนาดเล็กที่ซับซ้อนซึ่งมีทิศทางเหมือนกัน
กลุ่มวัสดุพาราแมกเนติกพิเศษที่มีการปรับปรุงสนามแม่เหล็กอย่างมากเรียกว่าเฟอร์โรแมกเนติก วัสดุเหล่านี้ได้แก่ เหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ และแกโดลิเนียม (และโลหะผสม)
แต่จะอธิบายธรรมชาติของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรได้อย่างไร? สนามแม่เหล็กเกิดจากแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนท ไม่เพียงแต่เป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของพวกมันเองด้วย
โมเมนตัมเชิงมุม (แรงบิดที่เหมาะสม) ได้รับชื่อ - สปิน อิเล็กตรอนตลอดเวลาการดำรงอยู่จะหมุนรอบแกนของพวกมันและมีประจุสร้างสนามแม่เหล็กด้วยกันด้วยสนามที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของวงโคจรรอบนิวเคลียส
อุณหภูมิ Marie Curie
อุณหภูมิที่สูงกว่าที่สารเฟอร์โรแมกเนติกสูญเสียการทำให้เป็นแม่เหล็กได้รับชื่อเฉพาะ - อุณหภูมิคูรี ท้ายที่สุด นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสที่มีชื่อนี้เป็นผู้ค้นพบสิ่งนี้ เขาได้ข้อสรุปว่าหากวัตถุที่เป็นแม่เหล็กได้รับความร้อนอย่างมาก จะไม่สามารถดึงดูดวัตถุที่ทำจากเหล็กได้อีกต่อไป
เฟอร์โรแม่เหล็กและการใช้งาน
แม้ว่าจะมีวัตถุแม่เหล็กที่เป็นเหล็กไม่มากในโลก แต่คุณสมบัติของแม่เหล็กก็มีประโยชน์และมีความสำคัญอย่างยิ่ง แกนในขดลวดทำจากเหล็กหรือเหล็กกล้า ขยายสนามแม่เหล็กหลายครั้ง โดยไม่เกินปริมาณการใช้กระแสไฟในขดลวด ปรากฏการณ์นี้ช่วยประหยัดพลังงานได้มาก แกนทำมาจากเฟอร์โรแม่เหล็กโดยเฉพาะ และไม่สำคัญว่าส่วนนี้จะทำหน้าที่อะไร
วิธีบันทึกด้วยแม่เหล็ก
ด้วยความช่วยเหลือของเฟอร์โรแม่เหล็ก เทปแม่เหล็กชั้นหนึ่งและฟิล์มแม่เหล็กขนาดเล็กจึงถูกสร้างขึ้น เทปแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านของการบันทึกเสียงและวิดีโอ
เทปแม่เหล็กเป็นฐานพลาสติกประกอบด้วย PVC หรือส่วนประกอบอื่นๆ ชั้นบนเป็นชั้นเคลือบ ซึ่งเป็นสารเคลือบเงาแม่เหล็ก ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคเหล็กรูปเข็มขนาดเล็กจำนวนมากหรือเฟอร์โรแม่เหล็กอื่นๆ
ขั้นตอนการอัดเทปก็ต้องขอบคุณแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสนามแม่เหล็กอาจมีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาอันเนื่องมาจากการสั่นสะเทือนของเสียง จากการเคลื่อนที่ของเทปใกล้กับหัวแม่เหล็ก แต่ละส่วนของฟิล์มจะถูกสะกดจิต
ธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงและแนวคิด
ประการแรกที่น่าสังเกตว่าแรงโน้มถ่วงและแรงของมันอยู่ภายใต้กฎความโน้มถ่วงสากล ซึ่งระบุว่า: จุดวัตถุสองจุดดึงดูดกันด้วยแรงที่แปรผันโดยตรงกับผลคูณของมวลและสัดส่วนผกผัน ถึงกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกเขา
วิทยาศาสตร์สมัยใหม่เริ่มพิจารณาแนวคิดเรื่องแรงโน้มถ่วงแตกต่างออกไปเล็กน้อย และอธิบายว่ามันเป็นการกระทำของสนามโน้มถ่วงของโลกเอง ซึ่งโชคไม่ดีที่ยังไม่มีการตั้งจุดกำเนิด
โดยสรุปจากทั้งหมดข้างต้น ฉันต้องการทราบว่าทุกสิ่งในโลกของเราเชื่อมโยงถึงกันอย่างใกล้ชิด และไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก ท้ายที่สุดแล้ว แรงโน้มถ่วงก็มีแรงดึงดูดเหมือนกัน เพียงแต่ไม่ใหญ่มาก บนโลกเป็นไปไม่ได้ที่จะฉีกวัตถุจากธรรมชาติ - แม่เหล็กและแรงโน้มถ่วงถูกละเมิดซึ่งในอนาคตอาจทำให้ชีวิตของอารยธรรมซับซ้อนขึ้นอย่างมาก เราควรเก็บเกี่ยวผลของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่และมุ่งมั่นเพื่อความสำเร็จครั้งใหม่ แต่ควรใช้ข้อเท็จจริงทั้งหมดอย่างมีเหตุมีผล โดยไม่ทำร้ายธรรมชาติและมนุษยชาติ