فرعون مصر المدير العام
الابراج: : الأبراج الصينية: : تاريخ التسجيل: : 07/05/2010 عدد المساهمات: : 890 عدد النقاط: : 7649 المزاج: : الاوسمه: :
التميز :
| موضوع: قصة اكتشاف المغناطيس الأحد مايو 09, 2010 11:50 pm | |
| [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] ة المغناطيستروي الأساطير أن راعيًا اسمه ماغنس كان يرعىغنمه ، فلاحظأن طرف عصاه المصنوع من مادة حديدية ينجذب نحوبعضالحجارة ، فسميت هذه الحجارة باسم " الحجارةالمغناطيسية "نسبة إليه بعد أن اكتشف هذه الظاهرة . وربما تعودهذه التسميةإلى مقاطعة مغنيسيا ( Magnesia ) في آسيا الصغرى بالقربمن تركيا حيث اكتشفت هذه الحجارة المغناطيسيةلأول مرة ،وأطلق اليونانيون على ذلك الحجر اسم الحجر العجيبأو الحجرالمعدني وسمي فيما بعد باسم الحجر المغناطيسي ،كما أطلق اسممغناطيس على القضيب المصنوع من المادة التي يمكنأن تكتسبخواص الحجر المغناطيسي .المواد المغناطيسية :تسمى المواد التي يجذبها المغناطيس بشدة موادمغناطيسية ، مثلالمسامير الفولاذية ، ومشابك الورق ...وهي موادفي الغالبمصنوعة من الحديد ، والكوبلت ، والنيكل ، والكروموالمنجنيزوالجادولينيوم وغيرها ...ويطلق عليها أحيانًا اسمالمواد الحديدومغناطيسية أو الفيرو مغناطيسيةالمواد غير المغناطيسية :وهي المواد التي لا تنجذب نحو المغناطيس ، مثلالنحاسوالخشب والزجاج ، وقد بيّنت التجارب أنه إذااستعملنا مغانطقوية جدًا ، فإن هذه المواد تتأثر تأثرًا طفيفًابهذه المغانط ،وتصنف هذه المواد إلى قسمين :1- يسمى أحدهما المواد شبه المغناطيسية أو بارامغناطيسية2- والقسم الآخر يسمى دايا مغناطيسية.المغناطيس الطبيعي :معدن يستخرج من الحجر المغناطيسي وله تركيبكيميائي يعرفباسم الماجنتايت أو أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 وهوأسوداللون ، ويجذب إليه المواد المغناطيسية وخصوصًاالحديد والنيكلوالكوبلت وخلائطها ، كما أنه إذا علق تعليقا حرًابحيث تسهلحركته في مستوى أفقي فإنه يتحرك إلى أن يستقرتمامًا في اتجاهالشمال والجنوب المغناطيسيين .وهذا النوع ليس لهشكل محدد أوشدة محددة ، وقد استخدمه الناس قديمًا لصنعالبوصلة. ولم تعدهناك أهمية عملية للحجر المغناطيسي هذه الأيامحيث تستخدم بدلاًمنه مواد مغناطيسية صناعية منتجة من الحديد أوسبائك خاصتعطي مغناطيسات قوية.المغناطيس الصناعيتستخدم المغناطيسات في حياتنا في أغراض متعددة ،ولا يصلحالمغناطيس الطبيعي لذلك ، لصعوبة تشكيله ولضعفه ،والمغناطيسات التي نستخدمها كلها مغناطيساتصناعية ، وتصنعمن الصلب أو من إحدى سبائك الحديد ، وتشكل أولاًبالشكلالمطلوب ثم تمغنط بإحدى طرق المغنطة ومع الزمناستطاعالانسان صنع مغناطيسات بأشكال مختلفة ، فمنها ماهو على شكلحذاء الفرس ، ومنها ما هو على شكل قضيب مسطح ،ومنهاالاسطواني الشكل كما توجد مغناطيسات على شكلحلقات ،وأخرى على شكل حرف Uويتميز المغناطيس الصناعي عن حجر المغناطيسبالآتي1- يمكن التحكم في شكله تبعا للغرض المراد استخدامهفيه.2- يمكن التحكم في قوته المغناطيسية.طرق حفظ المغناطيسيات في المختبرتتأثر بعض المواد الكيماوية ، ويمكن أن ينتج نتجةلتأثرها نتائجعكسية أثناء عملية التصنيف ، ويمكن أن نقول عمليةالتخزينداخل الدواليب ، بمعني يجب فصل المواد حسب درجةتأثرهاوحساسيتها للمواد الأخرى ، وهذا نظام ويمكن أنيكون قاعدةمتبعة في مختبر الكيمياء ولكن أيضا في مختبرالفيزياء هنالأدوات تبلغ من الحساسية والتأثر ما قد يعادلتفاعل المواد معبعضها ، دعونا نقوم بجولة على التصنيفات الموجودةداخل مختبرالفيزياء ونطرق باب المغناطيسية لنتعرف على أدواتهاوطرقتخزينها والعوامل التى قد تضر بها .لو لاحظنا فجميع الاصناف التابعة للمغناطيسيةعبارة عنمغناطيس، ولكن هناك صنف مختلف حساس ويتأثربالأصنافالموجودة حوله آلا وهي البوصلة .البوصلة المغناطيسيةإذا كنت تحمل بوصلة فإنك تراها تتجة نحو القطبالشمالى أينماتتجه نحو القطب الشمالي ، أينما كنت وافقا علىسطح الأرضوهذا أمر مدهش فعلا ، تصور أنك في منتصف المحيطوتنظرحولك في جميع الأتجاهات ولا ترى سوى الماء والجوملبد بالغيومولا تستطيع رؤية الشمس فكيف ستعرف أين ستتجة لولم تكنلديك بوصلة .قبل اختراع الأقمار الصناعية التى تحدد المواقعفي جميع انحاءالعالم وقبل ظهور وسائل الملاحة الأخرى المتطورةتقنيا بوقتطويل كانت البوصلة تمثل طريقة سهلة ورخيصة لتحديدالموقعوالوجهه . ولكن ما الذي يجعل البوصلة تعمل بهذاالشكل ؟ ولماذاتفيد في اكتشاف المجالات المغناطيسية الضعيفة ؟البوصلة آداة بسيطة إلى حد كبير ، وتتألف البوصلةالمغناطيسيةمن مغناطيس صغير خفيف الوزن موضوع بشكل متوازنعلىنقطة مجوفة تستطيع الدوران دون أي احتكاك تقريباويسمي هذاالمغناطيس بالأبرة ويكتب على أحد أطرافها عادة N الذييرمزإلى كلمة North أي شمال أو يلون هذا الطرف بطريقة تشير إليإنه باتجاه الشمال ، وهذا كل ما نراه على سطحالبوصلة .إن الطريقة التى تعمل بها البوصلة أكثر إثارة منشكلها البسيطولكي نفهم طريقة عملها يمكننا أن نتصور أن فيداخل الكرةالأرضية قضيبا مغناطيسيا هائلا ، ولتفسير توجهطرف إبرةالبوصلة الشمالي نحو القطب الشمالي علينا أننفترض ان الطرفالجنوبي للقضيب المغناطيسي داخل الأرض موجود فيالقطبالشمالي وإذا تصورنا الكرة الأرضية بهذا الشكلندرك أن القاعدةالفيزيائية المتعلقة بالمغناطيس التى تقول إن" القطبان المختلفانيتجاذبان " وهي التي تتسبب في توجه الطرفالشمالي لإبرةالبوصلة نحو الطرف الجنوبي للقضيب المغناطيسيالمفترضداخل الأرض ، وحتى نكون أكثر دقة فإن القضيبالمغناطيسي لايمر تماما في موازاة المحور الدوراني للأرض إنمايميل بشكلبسيط عن المركز وهذا الإنحراف يسمى " الميلالزاوي " ومعظمالخرائط الجيدة تشير إلى مقدار الميل الزاوي فيمناطق مختلفةفي العالم إذ إنه يتغير بشكل بسيط وذلك حسب موقعكعلىالأرض.إن المجال المغناطيسي للأرض ضعيف نسبيا على السطحفقطرالأرض يصل إلى نحو 12875 كيلومترا لذلك علىالمجالالمغناطيسي السير طريقا طويلة ليؤثر في البوصلة ،ولهذا السببينبغي أن يكون في البوصلة مغناطيس بوزن خفيف وسطحارتكازخال من الإحتكاك وإلا فلن تستطيع طاقة المجالالمغناطيسي التيتصل إليها تدوير ابرة . إن وجود " قضيبمغناطيسي هائل " هومجرد تصور وتشبيه جزئي لتفسير وجود مغناطيس فيالأرضفما الذي يحصل في الواقع ؟لا أحد يعلم بالتحديد ، إلا أن هناك نظرية مازالت في طورالدراسة والبحث تقول إن مركز الأرض يتألف بشكلأساسي منحديد مصهور ، ويكون الضغط في الجزء المركزي هذاهائلابحيث يتبلور الحديد الساخن جدا ويتحول إلى حالةصلبة ،ويتسبب النقل الحراري الناتج عن الشعاع الحراريمن المركزإضافة إلى دوران الأرض في حرك الحديد السائل بشكلدورانيويعتقد ان هذه القوى الدورانية في طبقة الحديدالسائل تؤدي إلىتوليد قوى مغناطيسية ضعيفة حول محور الدوران ،وتعتبرالبوصلة مجرد كاشف لهذا المجال المغناطيسي الضعيفأو أىمجال مغناطيسي ناتج عن أى شيء آخر مثل المجالالمغناطيسيالضعيف الناتج عن سلك يحمل تيارا .كيف تصنع بوصلة مغناطيسيةإذا لم تكن لديك بوصلة يمكنك صنع واحدة كما يفعلالناس قبلمئات السنين وستحتاج إلى المواد التالية :· إبرة أو اي قطعة معدنية أخرى مصنوعة من الصلبتشبة السلك( مثل مشبك أوراق يسوى على شكل خط مستقيم) .· شيء صغير يطفو على سطح الماء مثل قطعة فلين أوقاع كأسمصنوع من مادة السيترابور أو قطعة من البلاستيك .· طبق مقعر قطرة بين 23-30 سم يوضع فيه نحو 2.5 سمماء .الخطوة الولى هي تحويل الإبرة إلى مغناطيس والطريقةالأسهلتكون بواسطة مغناطيس آخر وذلك بتمرير المغناطيسعلى طولالإبرة بشكل متكرر (10-12) مرة .ضع قطعة الفلين التى تطفو على سطح الماء في منتصفالطبقوهذه طريقة سهلة لتوفير سطح ارتكاز دون احتكاكيذكر ، ضعافبرة الممغنطة على قطعة الفلين وستتوجة بشكل بطيءجدا نحوالشمال وهذه هي البوصلة .طـــــــــــرق التخزينإذ أن تخزين البوصلة يجب أن يكون بعيدا عنالمغناطيسياتلأنها شديدة التأثر وكذلك ممكن أن تفقد طبيعةوظيفتها إذ يجبتخزينها بطريقة دائرية حفاظا عليها .أما المغناطيس متوازي المسطيلات فيجب وضعة داخل العبواتبطريقة عكسية الأقطاب بمعني القطب الشمالى معالجنوبيوالجنوبي مع الشمالى ووضع قطعة معدنية في نهايةكل طرفللحفاظ على مغنطتة لفترة طويلة وكذلك الحالبالنسبة لبقيةالمغناطيسيات ( حذاء الفرس ، حرف U ، الاسطواني ) ، أمابالنسبة للإبر المغناطيسية فيجب وضعها بطريقةدائرية كذلك [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] امضاء: الفرعون الصغير | |
|