Магнетизм

Каждое вещество состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Каждый атом содержит электроны - частицы , несущие электрический заряд . Вращаясь подобно волчкам, электроны вращаются вокруг ядра , или сердечника, атома . Их движение создаёт электрический ток и заставляет каждый электрон действовать подобно микроскопическому магниту .

В большинстве веществ равное количество электронов вращается в противоположных направлениях, что нейтрализует их магнетизм . Вот почему такие материалы, как ткань или бумага, называются слабомагнитными . В таких веществах, как железо, кобальт и никель, большинство электронов вращаются в одном направлении. Это делает атомы в этих веществах сильными магнитами , но они еще не являются магнитами .

Чтобы намагнититься, другое сильномагнитное вещество должно войти в магнитное поле существующего магнита . Магнитное поле - это область вокруг магнита , которая обладает магнитной силой .

Все магниты имеют северный и южный полюса. Противоположные полюса притягиваются друг к другу, в то время как одноименные полюса отталкиваются . Когда вы трете кусок железа по магниту , северные полюса атомов в железе выстраиваются в одном направлении. Сила, создаваемая выровненными атомами, создает магнитное поле . Кусок железа стал магнитом .

Некоторые вещества можно намагнитить электрическим током . Когда электричество проходит через катушку провода, оно создает магнитное поле . Однако поле вокруг катушки исчезнет, ​​как только электрический ток будет выключен.

Геомагнитные полюса

Земля является магнитом. Ученые не до конца понимают, почему, но они считают, что движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли генерирует электрические токи. Токи создают магнитное поле с невидимыми силовыми линиями, протекающими между магнитными полюсами Земли.

Геомагнитные полюса не совпадают с Северным и Южным полюсами. Магнитные полюса Земли часто движутся из-за активности глубоко под поверхностью Земли. Смещение местоположения геомагнитных полюсов зафиксировано в породах , которые образуются, когда расплавленный материал, называемый магмой , поднимается через земную кору и изливается в виде лавы . Когда лава остывает и становится твердой породой, сильные магнитные частицы внутри породы намагничиваются магнитным полем Земли. Частицы выстраиваются вдоль силовых линий в поле Земли. Таким образом, породы фиксируют положение геомагнитных полюсов Земли в то время.

Как ни странно, магнитные записи горных пород, образовавшихся в одно и то же время, указывают на разное местоположение полюсов. Согласно теории тектоники плит , каменные плиты, составляющие твердую оболочку Земли, постоянно движутся. Таким образом, плиты, на которых затвердели породы, сместились с тех пор, как породы зафиксировали положение геомагнитных полюсов. Эти магнитные записи также показывают, что геомагнитные полюса менялись местами — становились противоположными — сотни раз с момента образования Земли.

Магнитное поле Земли движется небыстро и не часто меняется на противоположное. Поэтому оно может быть полезным инструментом, помогающим людям ориентироваться. Сотни лет люди использовали магнитные компасы для навигации , используя магнитное поле Земли. Магнитная стрелка компаса совпадает с магнитными полюсами Земли. Северный конец магнита указывает на Северный магнитный полюс, который удерживает южный магнитный заряд.

Магнитное поле Земли доминирует в области, называемой магнитосферой , которая окутывает планету и ее атмосферу . Солнечный ветер , заряженные частицы от Солнца, прижимают магнитосферу к Земле на стороне, обращённой к Солнцу, и вытягивают её в каплевидную форму на теневой стороне.

Магнитосфера защищает Землю от большинства частиц, но некоторые просачиваются через неё и оказываются в ловушке. Когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами газа в верхних слоях атмосферы вокруг геомагнитных полюсов, они вызывают световые явления, называемые полярными сияниями . Эти полярные сияния появляются над такими местами, как американский штат Аляска, Канада и Скандинавия, где их иногда называют « северным сиянием ». « Южное сияние » можно увидеть в Антарктиде и Новой Зеландии.

Интересные факты

Северное сияние

Северное сияние возникает в результате взаимодействия частиц (ионов), испускаемых Солнцем, с магнитным полем Земли, называемым магнитосферой. Разные элементы окрашивают небо в разные цвета. Ионы кислорода, взаимодействуя с магнитосферой над Соммарёем, Норвегия, светятся зелёным.

Животный магнетизм

Некоторые животные, такие как голуби, пчёлы и лосось, способны улавливать магнитное поле Земли и использовать его для навигации. Учёные не знают, как им это удаётся, но, по-видимому, в телах этих существ есть магнитный материал, действующий как компас.