L'interaction magnétique des objets est l'un des processus fondamentaux qui régissent tout dans l'Univers. Ses manifestations visibles sont des phénomènes magnétiques. Parmi eux, les aurores boréales, l'attraction des aimants, les orages magnétiques, etc. Comment surviennent-ils ? Quels sont-ils ?
Magnétisme
Les phénomènes et propriétés magnétiques sont collectivement appelés magnétisme. Leur existence est connue depuis très longtemps. On suppose qu'il y a quatre mille ans déjà, les Chinois utilisaient ces connaissances pour créer une boussole et naviguer en mer. Mener des expériences et étudier sérieusement le phénomène magnétique physique n'a commencé qu'au XIXe siècle. Hans Oersted est considéré comme l'un des premiers chercheurs dans ce domaine.
Les phénomènes magnétiques peuvent se produire à la fois dans l'espace et sur Terre, et n'apparaissent qu'à l'intérieur de champs magnétiques. De tels champs proviennent de charges électriques. Lorsque les charges sont stationnaires, un champ électrique se forme autour d'elles. Quand ils bougent - un champ magnétique.
C'est-à-dire que le phénomène du champ magnétique se produit avec l'avènement decourant électrique ou champ électrique alternatif. Il s'agit d'une région de l'espace dans laquelle agit une force qui affecte les aimants et les conducteurs magnétiques. Il a sa propre direction et diminue à mesure qu'il s'éloigne de sa source - le conducteur.
Aimants
Un corps autour duquel se forme un champ magnétique est appelé un aimant. Le plus petit d'entre eux est l'électron. L'attraction des aimants est le phénomène magnétique physique le plus connu: si vous attachez deux aimants l'un à l'autre, ils vont soit s'attirer soit se repousser. Tout dépend de leur position les uns par rapport aux autres. Chaque aimant a deux pôles: nord et sud.
Les pôles du même nom se repoussent, tandis que les pôles opposés, au contraire, s'attirent. Si vous le coupez en deux, les pôles nord et sud ne se sépareront pas. En conséquence, nous obtiendrons deux aimants, chacun ayant également deux pôles.
Il existe un certain nombre de matériaux magnétiques. Ceux-ci incluent le fer, le cob alt, le nickel, l'acier, etc. Parmi eux, il y a des liquides, des alliages, des composés chimiques. Si des aimants sont tenus près d'un aimant, ils le deviendront eux-mêmes.
Des substances telles que le fer pur acquièrent facilement cette propriété, mais lui disent aussi rapidement adieu. D'autres (comme l'acier) mettent plus de temps à magnétiser mais conservent l'effet pendant longtemps.
Magnétisation
Nous avons établi plus haut qu'un champ magnétique apparaît lorsque des particules chargées se déplacent. Mais de quel type de mouvement peut-on parler, par exemple, dans un morceau de fer suspendu à un réfrigérateur ? Toutles substances sont constituées d'atomes, qui contiennent des particules en mouvement.
Chaque atome possède son propre champ magnétique. Mais, dans certains matériaux, ces champs sont dirigés aléatoirement dans des directions différentes. Pour cette raison, un grand champ n'est pas créé autour d'eux. Ces substances ne sont pas capables de magnétisation.
Dans d'autres matériaux (fer, cob alt, nickel, acier), les atomes sont capables de s'aligner de sorte qu'ils pointent tous de la même manière. En conséquence, un champ magnétique commun se forme autour d'eux et le corps devient magnétisé.
Il s'avère que l'aimantation d'un corps est l'ordre des champs de ses atomes. Pour briser cet ordre, il suffit de le frapper fort, par exemple avec un marteau. Les champs d'atomes commenceront à se déplacer de manière chaotique et perdront leurs propriétés magnétiques. La même chose se produira si le matériau est chauffé.
Induction magnétique
Les phénomènes magnétiques sont associés aux charges en mouvement. Ainsi, autour d'un conducteur avec un courant électrique, un champ magnétique va certainement apparaître. Mais peut-il en être autrement ? Le physicien anglais Michael Faraday a un jour posé cette question et a découvert le phénomène de l'induction magnétique.
Il a conclu qu'un champ constant ne peut pas provoquer de courant électrique, mais qu'un champ variable peut le faire. Le courant se produit dans un circuit fermé du champ magnétique et s'appelle l'induction. Dans ce cas, la force électromotrice changera proportionnellement à la variation de la vitesse du champ qui imprègne le circuit.
La découverte de Faraday a été une véritable percée et a apporté des avantages considérables aux fabricants de matériel électrique. Grâce à lui, il est devenu possible de recevoir du courant à partir d'énergie mécanique. La loi déduite par le scientifique a été appliquée etutilisé dans le dispositif de moteurs électriques, divers générateurs, transformateurs, etc.
Champ magnétique terrestre
Jupiter, Neptune, Saturne et Uranus ont un champ magnétique. Notre planète ne fait pas exception. Dans la vie ordinaire, on s'en aperçoit à peine. Il n'est pas tangible, n'a ni goût ni odeur. Mais c'est à lui que sont associés les phénomènes magnétiques dans la nature. Comme les aurores boréales, les orages magnétiques ou la magnétoréception chez les animaux.
Essentiellement, la Terre est un aimant énorme, mais pas très puissant, qui a deux pôles qui ne coïncident pas avec les pôles géographiques. Les lignes magnétiques partent du pôle Sud de la planète et pénètrent dans le Nord. Cela signifie qu'en fait le pôle sud de la Terre est le pôle nord de l'aimant (d'où la raison pour laquelle à l'ouest, le pôle sud est désigné en bleu - S, et en rouge désigne le pôle nord - N).
Le champ magnétique s'étend à des centaines de kilomètres de la surface de la planète. Il sert de dôme invisible qui reflète un puissant rayonnement galactique et solaire. Lors de la collision des particules de rayonnement avec la coquille terrestre, de nombreux phénomènes magnétiques se forment. Regardons les plus célèbres d'entre eux.
Orages magnétiques
Le Soleil a une forte influence sur notre planète. Il nous donne non seulement de la chaleur et de la lumière, mais provoque également des phénomènes magnétiques désagréables tels que les orages. Leur apparition est associée à une augmentation de l'activité solaire et des processus qui se produisent à l'intérieur de cette étoile.
La Terre est constamment affectée par le flux de particules ionisées du Soleil. Ils se déplacent avecvitesse de 300-1200 km/s et sont caractérisés comme vent solaire. Mais de temps en temps, des éjections soudaines d'un grand nombre de ces particules se produisent sur une étoile. Ils agissent comme des chocs sur la coquille terrestre et font osciller le champ magnétique.
Ces tempêtes durent généralement jusqu'à trois jours. A cette époque, certains habitants de notre planète se sentent mal. Les vibrations de la coquille se reflètent en nous avec des maux de tête, une pression accrue et une faiblesse. Au cours de sa vie, une personne subit en moyenne 2 000 tempêtes.
Aurores Boréales
Il y a aussi des phénomènes magnétiques plus agréables dans la nature - les aurores boréales ou les aurores boréales. Il se manifeste sous la forme d'une lueur du ciel aux couleurs changeant rapidement, et se produit principalement sous les hautes latitudes (67-70°). Avec une forte activité du Soleil, l'éclat est observé encore plus bas.
À environ 64 kilomètres au-dessus des pôles, des particules solaires chargées rencontrent les confins du champ magnétique. Ici, certains d'entre eux se dirigent vers les pôles magnétiques de la Terre, où ils interagissent avec les gaz de l'atmosphère, c'est pourquoi les aurores apparaissent.
Le spectre de la lueur dépend de la composition de l'air et de sa raréfaction. La lueur rouge se produit à une altitude de 150 à 400 kilomètres. Les nuances bleues et vertes sont associées à une teneur élevée en oxygène et en azote. Ils se produisent à une altitude de 100 kilomètres.
Magnitoréception
La principale science qui étudie les phénomènes magnétiques est la physique. Cependant, certains d'entre eux peuvent également être liés à la biologie. Par exemple, la sensibilité magnétique de la vieorganismes - la capacité de reconnaître le champ magnétique terrestre.
De nombreux animaux, en particulier les espèces migratrices, ont ce don unique. La capacité de magnétoréception a été trouvée chez les chauves-souris, les pigeons, les tortues, les chats, les cerfs, certaines bactéries, etc. Elle aide les animaux à naviguer dans l'espace et à trouver leur maison, en s'en éloignant sur des dizaines de kilomètres.
Si une personne utilise une boussole pour s'orienter, alors les animaux utilisent des outils complètement naturels. Les scientifiques ne sont pas encore en mesure de déterminer exactement comment et pourquoi la magnétoréception fonctionne. Mais on sait que les pigeons sont capables de retrouver leur maison même s'ils en sont éloignés à des centaines de kilomètres, tout en enfermant l'oiseau dans une boîte complètement sombre. Les tortues trouvent leur lieu de naissance même des années plus tard.
Grâce à leurs "superpouvoirs", les animaux anticipent les éruptions volcaniques, tremblements de terre, tempêtes et autres cataclysmes. Ils sont sensibles aux fluctuations du champ magnétique, ce qui augmente la capacité d'auto-préservation.
