Interaksi magnetik objek adalah salah satu proses mendasar yang mengatur segala sesuatu di Semesta. Manifestasinya yang terlihat adalah fenomena magnetik. Diantaranya adalah cahaya utara, daya tarik magnet, badai magnet, dll. Bagaimana mereka muncul? Apa itu?
Magnetisme
Fenomena dan sifat magnet secara kolektif disebut sebagai magnetisme. Keberadaan mereka telah diketahui sejak lama. Diasumsikan bahwa sejak empat ribu tahun yang lalu, orang Cina menggunakan pengetahuan ini untuk membuat kompas dan menavigasi perjalanan laut. Melakukan eksperimen dan mempelajari secara serius fenomena magnet fisik baru dimulai pada abad ke-19. Hans Oersted dianggap sebagai salah satu peneliti pertama di bidang ini.
Fenomena magnet dapat terjadi baik di Luar Angkasa maupun di Bumi, dan hanya muncul di dalam medan magnet. Medan semacam itu muncul dari muatan listrik. Ketika muatan tidak bergerak, medan listrik terbentuk di sekitarnya. Ketika mereka bergerak - medan magnet.
Artinya, fenomena medan magnet terjadi dengan munculnyaarus listrik atau medan listrik bolak-balik. Ini adalah wilayah ruang di mana gaya bertindak yang mempengaruhi magnet dan konduktor magnetik. Ia memiliki arahnya sendiri dan berkurang saat bergerak menjauh dari sumbernya - konduktor.
Magnet
Sebuah benda yang di sekitarnya terbentuk medan magnet disebut magnet. Yang terkecil dari mereka adalah elektron. Daya tarik magnet adalah fenomena magnet fisik yang paling terkenal: jika Anda menempelkan dua magnet satu sama lain, mereka akan menarik atau menolak. Ini semua tentang posisi mereka relatif terhadap satu sama lain. Setiap magnet memiliki dua kutub: utara dan selatan.
Kutub dengan nama yang sama saling tolak menolak, sedangkan kutub yang berlawanan, sebaliknya, tarik-menarik. Jika dipotong menjadi dua, kutub utara dan selatan tidak akan terpisah. Hasilnya, kita akan mendapatkan dua magnet, yang masing-masing juga memiliki dua kutub.
Ada beberapa bahan yang bersifat magnetis. Ini termasuk besi, kob alt, nikel, baja, dll. Diantaranya ada cairan, paduan, senyawa kimia. Jika magnet dipegang di dekat magnet, mereka akan menjadi magnet sendiri.
Zat seperti besi murni dengan mudah memperoleh properti ini, tetapi juga dengan cepat mengucapkan selamat tinggal padanya. Lainnya (seperti baja) membutuhkan waktu lebih lama untuk dimagnetisasi tetapi mempertahankan efeknya untuk waktu yang lama.
Magnetizing
Kami telah menetapkan di atas bahwa medan magnet muncul ketika partikel bermuatan bergerak. Tapi gerakan seperti apa yang bisa kita bicarakan, misalnya, pada sepotong besi yang tergantung di lemari es? Semuazat terdiri dari atom, yang mengandung partikel bergerak.
Setiap atom memiliki medan magnetnya sendiri. Namun, dalam beberapa bahan, bidang ini diarahkan secara acak ke arah yang berbeda. Karena itu, satu bidang besar tidak dibuat di sekitar mereka. Zat tersebut tidak mampu magnetisasi.
Pada bahan lain (besi, kob alt, nikel, baja) atom-atom dapat berbaris sehingga semuanya menunjuk dengan cara yang sama. Akibatnya, medan magnet umum terbentuk di sekitar mereka dan tubuh menjadi magnet.
Ternyata magnetisasi suatu benda adalah urutan medan atomnya. Untuk mematahkan urutan ini, cukup dengan memukulnya dengan keras, misalnya dengan palu. Medan atom akan mulai bergerak secara kacau dan kehilangan sifat magnetiknya. Hal yang sama akan terjadi jika bahan dipanaskan.
induksi magnet
Fenomena magnet dikaitkan dengan muatan yang bergerak. Jadi, disekitar penghantar yang berarus listrik pasti akan timbul medan magnet. Tapi apakah bisa sebaliknya? Fisikawan Inggris Michael Faraday pernah mengajukan pertanyaan ini dan menemukan fenomena induksi magnet.
Dia menyimpulkan bahwa medan konstan tidak dapat menyebabkan arus listrik, tetapi medan variabel dapat. Arus terjadi dalam rangkaian tertutup medan magnet dan disebut induksi. Dalam hal ini, gaya gerak listrik akan berubah sebanding dengan perubahan kecepatan medan yang menembus rangkaian.
Penemuan Faraday merupakan terobosan nyata dan membawa manfaat besar bagi produsen listrik. Berkat dia, menjadi mungkin untuk menerima arus dari energi mekanik. Hukum yang disimpulkan oleh ilmuwan diterapkan dandigunakan pada perangkat motor listrik, berbagai generator, trafo, dll.
Medan magnet bumi
Jupiter, Neptunus, Saturnus, dan Uranus memiliki medan magnet. Planet kita tidak terkecuali. Dalam kehidupan biasa, kita hampir tidak menyadarinya. Itu tidak berwujud, tidak memiliki rasa atau bau. Tetapi dengan dialah fenomena magnetik di alam dikaitkan. Seperti aurora, badai magnet, atau penerimaan magnet pada hewan.
Pada dasarnya, Bumi adalah magnet yang besar, tetapi tidak terlalu kuat, yang memiliki dua kutub yang tidak bertepatan dengan kutub geografis. Garis magnet meninggalkan Kutub Selatan planet dan memasuki Utara. Artinya, sebenarnya Kutub Selatan Bumi adalah kutub utara magnet (maka mengapa di Barat kutub selatan dilambangkan dengan warna biru - S, dan warna merah menunjukkan kutub utara - N).
Medan magnet memanjang ratusan kilometer dari permukaan planet. Ini berfungsi sebagai kubah tak terlihat yang mencerminkan radiasi galaksi dan matahari yang kuat. Selama tumbukan partikel radiasi dengan kulit bumi, banyak fenomena magnet yang terbentuk. Mari kita lihat yang paling terkenal di antara mereka.
Badai magnet
Matahari memiliki pengaruh yang kuat terhadap planet kita. Itu tidak hanya memberi kita panas dan cahaya, tetapi juga memicu fenomena magnet yang tidak menyenangkan seperti badai. Penampilan mereka dikaitkan dengan peningkatan aktivitas matahari dan proses yang terjadi di dalam bintang ini.
Bumi terus-menerus dipengaruhi oleh aliran partikel terionisasi dari Matahari. Mereka bergerak dengankecepatan 300-1200 km/s dan dicirikan sebagai angin matahari. Tetapi dari waktu ke waktu, ejeksi tiba-tiba dari sejumlah besar partikel ini terjadi pada sebuah bintang. Mereka bertindak seperti kejutan pada kulit bumi dan menyebabkan medan magnet berosilasi.
Badai seperti itu biasanya berlangsung hingga tiga hari. Pada saat ini, beberapa penghuni planet kita merasa tidak sehat. Getaran cangkang tercermin dalam diri kita dengan sakit kepala, peningkatan tekanan dan kelemahan. Dalam seumur hidup, seseorang mengalami rata-rata 2.000 badai.
Cahaya Utara
Ada juga fenomena magnet yang lebih menyenangkan di alam - cahaya utara atau aurora. Ini memanifestasikan dirinya dalam bentuk cahaya langit dengan warna yang berubah dengan cepat, dan terjadi terutama di garis lintang tinggi (67-70 °). Dengan aktivitas Matahari yang kuat, pancarannya terlihat lebih rendah.
Sekitar 64 kilometer di atas kutub, partikel surya bermuatan memenuhi medan magnet yang jauh. Di sini, beberapa dari mereka menuju ke kutub magnet bumi, di mana mereka berinteraksi dengan gas di atmosfer, itulah sebabnya aurora muncul.
Spektrum cahaya bergantung pada komposisi udara dan penghalusannya. Cahaya merah terjadi di ketinggian 150 hingga 400 kilometer. Nuansa biru dan hijau dikaitkan dengan kandungan oksigen dan nitrogen yang tinggi. Mereka terjadi di ketinggian 100 kilometer.
Magnitoreception
Ilmu utama yang mempelajari fenomena magnet adalah fisika. Namun, beberapa dari mereka mungkin juga terkait dengan biologi. Misalnya, sensitivitas magnetis makhluk hiduporganisme - kemampuan untuk mengenali medan magnet bumi.
Banyak hewan, terutama spesies yang bermigrasi, memiliki karunia unik ini. Kemampuan magnetoresepsi ditemukan pada kelelawar, merpati, kura-kura, kucing, rusa, beberapa bakteri, dll. Ini membantu hewan menavigasi di ruang angkasa dan menemukan rumah mereka, menjauh darinya sejauh puluhan kilometer.
Jika seseorang menggunakan kompas untuk orientasi, maka hewan menggunakan alat yang sepenuhnya alami. Para ilmuwan belum dapat menentukan dengan tepat bagaimana dan mengapa magnetoreception bekerja. Tetapi diketahui bahwa merpati dapat menemukan rumah mereka bahkan jika mereka dibawa ratusan kilometer jauhnya, sambil menutup burung itu dalam kotak yang benar-benar gelap. Kura-kura menemukan tempat kelahiran mereka bahkan bertahun-tahun kemudian.
Berkat "kekuatan super" mereka, hewan mengantisipasi letusan gunung berapi, gempa bumi, badai, dan bencana alam lainnya. Mereka sensitif terhadap fluktuasi medan magnet, yang meningkatkan kemampuan untuk mempertahankan diri.
