A interação magnética dos objetos é um dos processos fundamentais que governam tudo no Universo. Suas manifestações visíveis são fenômenos magnéticos. Entre eles estão as luzes do norte, a atração de ímãs, tempestades magnéticas, etc. Como elas surgem? O que são?
Magnetismo
Os fenômenos e propriedades magnéticos são coletivamente chamados de magnetismo. Sua existência é conhecida há muito tempo. Supõe-se que já há quatro mil anos, os chineses usaram esse conhecimento para criar uma bússola e navegar em viagens marítimas. A realização de experimentos e o estudo sério do fenômeno magnético físico começaram apenas no século XIX. Hans Oersted é considerado um dos primeiros pesquisadores nesta área.
Os fenômenos magnéticos podem ocorrer tanto no Espaço quanto na Terra, e aparecem apenas dentro de campos magnéticos. Tais campos surgem de cargas elétricas. Quando as cargas estão estacionárias, um campo elétrico se forma ao redor delas. Quando eles se movem - um campo magnético.
Ou seja, o fenômeno do campo magnético ocorre com o advento dacorrente elétrica ou campo elétrico alternado. Esta é uma região do espaço dentro da qual atua uma força que afeta ímãs e condutores magnéticos. Tem sua própria direção e diminui à medida que se afasta de sua fonte - o condutor.
Ímãs
Um corpo em torno do qual um campo magnético é formado é chamado de ímã. O menor deles é o elétron. A atração dos ímãs é o fenômeno magnético físico mais famoso: se você ligar dois ímãs um ao outro, eles atrairão ou repelirão. É tudo sobre a sua posição em relação ao outro. Cada ímã tem dois pólos: norte e sul.
Pólos de mesmo nome se repelem, enquanto pólos opostos, ao contrário, se atraem. Se você o cortar em dois, os pólos norte e sul não se separarão. Como resultado, teremos dois ímãs, cada um dos quais também terá dois pólos.
Existem vários materiais que são magnéticos. Estes incluem ferro, cob alto, níquel, aço, etc. Entre eles estão líquidos, ligas, compostos químicos. Se os ímãs forem mantidos perto de um ímã, eles se tornarão um.
Substâncias como o ferro puro adquirem facilmente esta propriedade, mas também rapidamente se despedem dela. Outros (como o aço) demoram mais para magnetizar, mas mantêm o efeito por muito tempo.
Magnetização
Nós estabelecemos acima que um campo magnético surge quando partículas carregadas se movem. Mas de que movimento podemos falar, por exemplo, em um pedaço de ferro pendurado em uma geladeira? Tudosubstâncias são feitas de átomos, que contêm partículas em movimento.
Cada átomo tem seu próprio campo magnético. Mas, em alguns materiais, esses campos são direcionados aleatoriamente em diferentes direções. Por causa disso, um grande campo não é criado ao redor deles. Tais substâncias não são capazes de magnetização.
Em outros materiais (ferro, cob alto, níquel, aço) os átomos são capazes de se alinhar de forma que todos apontam para a mesma direção. Como resultado, um campo magnético comum é formado ao redor deles e o corpo fica magnetizado.
Acontece que a magnetização de um corpo é a ordenação dos campos de seus átomos. Para quebrar essa ordem, basta bater com força, por exemplo, com um martelo. Os campos dos átomos começarão a se mover caoticamente e perderão suas propriedades magnéticas. O mesmo acontecerá se o material for aquecido.
Indução magnética
Os fenômenos magnéticos estão associados a cargas em movimento. Assim, em torno de um condutor com corrente elétrica, certamente surgirá um campo magnético. Mas pode ser o contrário? O físico inglês Michael Faraday uma vez fez essa pergunta e descobriu o fenômeno da indução magnética.
Ele concluiu que um campo constante não pode causar uma corrente elétrica, mas um campo variável pode. A corrente ocorre em um circuito fechado do campo magnético e é chamada de indução. Neste caso, a força eletromotriz mudará proporcionalmente à mudança na velocidade do campo que permeia o circuito.
A descoberta de Faraday foi um verdadeiro avanço e trouxe benefícios consideráveis para os fabricantes de equipamentos elétricos. Graças a ele, tornou-se possível receber corrente de energia mecânica. A lei deduzida pelo cientista foi aplicada eusado no dispositivo de motores elétricos, vários geradores, transformadores, etc.
Campo magnético da Terra
Júpiter, Netuno, Saturno e Urano têm um campo magnético. Nosso planeta não é exceção. Na vida comum, dificilmente notamos isso. Não é tangível, não tem sabor nem cheiro. Mas é a ele que se associam os fenômenos magnéticos da natureza. Como a aurora, tempestades magnéticas ou magnetorecepção em animais.
Essencialmente, a Terra é um ímã enorme, mas não muito forte, que possui dois pólos que não coincidem com os geográficos. As linhas magnéticas saem do Pólo Sul do planeta e entram no Norte. Isso significa que, de fato, o pólo sul da Terra é o pólo norte do ímã (daí porque no oeste o pólo sul é indicado em azul - S, e em vermelho denota o pólo norte - N).
O campo magnético se estende por centenas de quilômetros da superfície do planeta. Ele serve como uma cúpula invisível que reflete a poderosa radiação galáctica e solar. Durante a colisão das partículas de radiação com a casca da Terra, muitos fenômenos magnéticos são formados. Vejamos o mais famoso deles.
Tempestades Magnéticas
O Sol tem uma forte influência em nosso planeta. Não só nos dá calor e luz, mas também provoca fenômenos magnéticos desagradáveis como tempestades. O seu aparecimento está associado ao aumento da atividade solar e aos processos que ocorrem no interior desta estrela.
A Terra é constantemente afetada pelo fluxo de partículas ionizadas do Sol. Eles se movem comvelocidade de 300-1200 km/s e são caracterizados como vento solar. Mas de tempos em tempos, ejeções repentinas de um grande número dessas partículas ocorrem em uma estrela. Eles agem como choques na concha da Terra e fazem o campo magnético oscilar.
Tais tempestades geralmente duram até três dias. Neste momento, alguns habitantes do nosso planeta se sentem mal. As vibrações da concha se refletem em nós com dores de cabeça, aumento da pressão e fraqueza. Ao longo da vida, uma pessoa passa por uma média de 2.000 tempestades.
Northern Lights
Há também fenômenos magnéticos mais agradáveis na natureza - as luzes do norte ou a aurora. Manifesta-se na forma de um brilho do céu com cores que mudam rapidamente e ocorre principalmente em altas latitudes (67-70 °). Com forte atividade do Sol, a radiância é observada ainda mais baixa.
Cerca de 64 quilômetros acima dos pólos, partículas solares carregadas encontram os confins do campo magnético. Aqui, alguns deles dirigem-se aos pólos magnéticos da Terra, onde interagem com os gases da atmosfera, razão pela qual surge a aurora.
O espectro do brilho depende da composição do ar e de sua rarefação. O brilho vermelho ocorre a uma altitude de 150 a 400 quilômetros. Tons de azul e verde estão associados a um alto teor de oxigênio e nitrogênio. Eles ocorrem a uma altitude de 100 quilômetros.
Magnitorecepção
A principal ciência que estuda os fenômenos magnéticos é a física. No entanto, alguns deles também podem estar relacionados à biologia. Por exemplo, a sensibilidade magnética dos seres vivosorganismos - a capacidade de reconhecer o campo magnético da Terra.
Muitos animais, especialmente espécies migratórias, possuem esse dom único. A capacidade de magnetorecepção foi encontrada em morcegos, pombos, tartarugas, gatos, veados, algumas bactérias, etc. Ajuda os animais a navegar no espaço e encontrar sua casa, afastando-se dela por dezenas de quilômetros.
Se uma pessoa usa uma bússola para orientação, então os animais usam ferramentas completamente naturais. Os cientistas ainda não são capazes de determinar exatamente como e por que a magnetorrecepção funciona. Mas sabe-se que os pombos são capazes de encontrar sua casa mesmo que sejam levados a centenas de quilômetros de distância, enquanto fecham o pássaro em uma caixa completamente escura. As tartarugas encontram seu local de nascimento mesmo anos depois.
Graças aos seus "superpoderes", os animais antecipam erupções vulcânicas, terremotos, tempestades e outros cataclismos. São sensíveis às flutuações do campo magnético, o que aumenta a capacidade de autopreservação.
