მაგნიტის აღმოჩენამ შეცვალა სამყარო

[NEIRON]

მაგნიტი ევოლუციის განუყოფელი ნაწილია , მისგან დაიწყო მთელი „ელექტრონული“ ერა , რასაც დღეს ყოველდღიურობად აღვიქვავთ : პლასტიკური ბარათები, ელ. დენი, დინამიკი, ვინჩსტერი, ელ. ძრავები, გენერატორები, კომპიუტერული ტომოგრაფია , მიკროფონი . . . . .

ეს ყველაფერი კი ლეგენდის თანახმად 12 საუკუნეში უკავშირდება მწყემსს, რომლის ჯოხის მეტალის ბოლო უცნაური თვისების მქონე ქვამ მიიზიდა. ეს ადგილი გახლდათ მცირე აზიაში , რომელსაც მაგნესია ერქვა, მწყემსს კი მაგნუსი.
მაგნიტის სრულყოფილი ევოლუცია 1820 წლიდან დაიწყო, როდესაც დანიელმა მეცნიერმა და ფიზიკოსმა ჰანს ერსტედმა სტუდენტების წინაშე ჩაატარა ცდა: დენის(გალვანოელემენტი გამოიყენა) სადენში გატერებისას მაგნიტური ისარი, რომელიც სადენთან ახლოს იყო, გადაიხარა. ჰანს ერსტედმა გააგრძელა ექსპერიმენტები და მივიდა დასკვნამდე, რომ მაგნიტი მოქმედებს სადენზე , რომელშიც გადის ელ. დენი.
ამ ურთიერთკავშირის აღმოჩენამ ელ. დენსა და მაგნიტს შორის, უდიდესი როლი ითამაშა ელექტრული ერის განვითარებაში.
მაგნიტი სამგვარია: ბუნებრივი, ელექტრო და მუდმივი, მათი მოქმედები პრინციპი კი იმავეა.
მაგნიტური თვისება დამოკიდებულია ატომში მაგნიტური მომენტებით, მაგ: ელექტრონების მოწესრიგებული განლაგებით. მასალაში, რომელსაც არ აქვს გამოხატული მაგნიტური თვისებები, მასში ატომების ელექტრონები ქაოსურადაა განლაგებული , ელექტრონების ასეთი ქაოსური განლაგება აწონასწორებს მიზიდულობის ძალას ელექტრონებს შორის, შესაბამისად კი-მაგნიტური თვისება ამ მასალას ნაკლებად ან არ გააჩნია. მუდმივ მაგნიტში ელექტრონების უმეტესობა მიმართულია ერთი და იმავე მიმართულებით, რაც ქმნის მაგნიტზე პოლუსებს.
მაგნიტური თვისების მქონე მასალა იზიდავს ნებისმიერ სხეულს , უბრალოდ ეს მიზიდულობა ნაკლებად ვლინდება იმის გამო, რომ მაგნიტი ვერ ახერხებს სხეულში ატომების ელექტრონების მოწესრიგებას, რაც განაპირობებს მიზიდულობის ძალას მაგნიტსა და სხეულს შორის.
მაგნიტურ მასალასთან ურთიერთქმედების რამდენიმე ტიპი არსებობს:
ფერომაგნიტები და ფერიმაგნიტები: მასალა, რომლებსაც იყენებენ მაგნიტების შესაქმნელად . ფერიმაგნიტის თვისებაც მსგავსია , მაგრამ მიზიდულობის თვისება ნაკლებ გამოხატული აქვთ, რაც განპირობებულია მათი მიკროსტრუქტურული შენებით -ელექტრონების განლაგებით, რომელიც ფერომაგნიტში ერთი და იმავე მხარესაა მიქცეული (^^^^^) ,ფერიმაგნიტში კი საპირისპირო მხარეს, ანუ (^v^v^v^) .
პარამაგნიტები ისეთი ნივთიერებებია, რომლებიც სუსტად მიიზიდება მაგნიტთან,მაგ: ალუმინი, პლატინა, ჟანგბადი. მიზიდულობის ძალის ეფექტი 100 000 ჯერ სუსტადაა გამოხატული, ვიდრე ფერომაგნიტებში.
დიამაგნიტებს მიეკუთვნიება ის ნივთიერებები, რომლებიც მაგნიტდება მიზიდულობის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, ანუ დამაგნიტება ხდება მსგავსად ( დიამაგნიტი<<<) >S(მაგნიტი)N>( <<<დიამაგნიტი). ასე მაგნიტდება სპილენძი, ნახშირბადი, წყალი ...
სპილენძის დიამაგნიტური ეფექტი თვალნათლივ ჩანს, როდესაც ნეოდიმის მაგნიტს სპილენძს მილში ჩააგდებთ. მაგნიტი არ მიეკრობა სპილენძს, არამედ ნელა ჩაცურდება მილში, ისე რომ კედლებს არ შეეხება-ეს მაგნიტური მომენტის დამსახურებაა.

[media=]

განვიხილოთ ფერომაგნიტის ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითი, ვინჩესტერი.
ვინჩესტერის მოქმედების ძირითადი პრინციპი არ არის ინოვაციური, რადგან იგი მსგავსია კასეტებზე ინფორმაციის შენახვის, რომელიც 1930 წელს გერმანიაში შექმნა ორმა უმსხილესმა კომპანიამ (AEG და RRG) , სადაც მასალა იწერება ფერომაგნიტურ შრეზე, რომელიც კასეტაზე ლენტაზეა განლაგებული, ვინჩესტერის დისკოზე კი-წრეზე.

წაკითხვა/ჩაწერა ხდება ფერომაგნიტში ნაწილაკებზე მაგნიტური ველის ცვლილებით. თუმცა, „მაგნიტური ლენტის“ პროტოტიპი 1898 წელს იყო დაპატენტებული პოულსენის მიერ, სადაც მაგნიტური ფხვნილით(რკინის ოქსიდი) ქაღალდის თხელი ფურცელი იყო დაფარული.
ვინჩესტერში პოზიციონირების მექანიზმი მუდმივი და ელექტრო მაგნიტების მეშვეობით ხორციელდება. პოზიციონირების მექანიზმი ამოძრავებს მაგნიტურ თავაკს, რომელსაც ევალება ინფორმაციის ჩაწერა /წაკითხვა. ელ. მაგნიტი წარმოადგენს ხვიას, რომელიც მოთავსებულია 2 ნეოდიმის მაგნიტს შორის, ხვიაზე ელ. დენის გარკვეული ნომინალის და პოლარობის მიწოდებით კი ხდება მაგნიტური თავაკის პოზიციის ცვლილება მყარი დისკოს სასურველ მონაკვეთზე.
თემაში რამდენჯერმე ვახსენე ნეოდიმი, რომელსაც ფართოდ იყენებენ მსგავს ტექიკაში. ნეოდიმი გახლავთ ერთ-ერთი ძლიერი მუდმივი მაგნიტი, რომელიც 1885 წელს აღმოაჩინა ავსტიელმა ქიმიკოსმა კარლ ველსბახმა. მისი შემადგენლობაა რკინა-ნეოდიმი-ბორი და ამ მუშტისხელა მაგნიტს შეუძლია 300-400 კბ-მდე წონის სხეული მიიზიდოს.
დიამაგნიტიზმზე ცდის ჩატარებისას კი, რაც ზემოთ აღვწერე, სწორედ ნეოდიმის მაგნიტია საჭირო. ნეოდიმი მუდმივი მაგნიტია, მაგრამ ეს "მუდმივობა" დაახლოებით 50 წელ ექსპლუატაციის ვადას ემორჩილება. მაგნიტი არის მარკების მიხედვით, რაც მის თვისებებს ცვლის, იგი მგრძნობიარეა ტემპერეატურის ცვლილებისდამი, რომელმაც საშუალოდ +80 გრადუსს არ უნდა გადააჭარბოს, რადგან იგი მაგნიტურ თვისებებს იცვლის.

ყველასათვის კარგად ცნობილი ნივთი დღეს პლასტიკური ბარათია, რომელზეც ინფორმაციის ჩაწერა/წაკითხვა ჰგავს ზემოთ მოყვანილს, სადაც მაგნიტური ლენტა გამოიყენება. მისი შექმნის ისტორია გაცილებით გვიან იწყება- 1914 წელს , როდესაც კომპანია mobil oil -მა (General Petroleum Corporation of California) სავაჭრო ოპერაციების განსახორციელებლად დაამზადა ბარათი-რომელიც წარმოადგენდა მუყაოს ქაღლდს მასზე გრავირებული მონაცემით , რომლებსაც ნავთობპროდუქტების შესყიდვისას იყენებდნენ.

ეს ბარათები ჯერ კიდევ არ იყო დღევანდელის ანალოგი, მას რიგი შეზღუდვების ჰქონდა გადახდის და გამოყენების ადგილმდებარეობის მხრივ.
პლასტიკური ბარათების აღმავლობის ხანა 1958 წლის 1 ოქტომბერს დაიწყო, როდესაც American Express-მა დაიწყო მათი გამოყენება, 1 წელში კი მფლობელთა რიცხვმა 475 000 -ს გადააჭარბა.

ყველაფერი ახალი, მივიწყებული ძველიაო ამობენ-ამავე მონაკვეთი ეხება ბანკომატებსაც, რომელიც 1939 წელს გამოიგონა ლუთერ ჯორჯ სიმჯანმა. ბანკომატი იძლეოდა თანხას, მაგრამ მას არ გააჩნდა საშუალება ანგარიშიდან ჩამოეჭრა გატანილი თანხა, ბანკომატი არ იყო ბანკთან დაკავშირებული. ამ გამოგონებამ კრახი განიცადა და ეს მოხერხებული „ყუთი“ მიივიწყეს 30 წლით, სანამ იგი არ სრულყვეს.
ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითი ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების, რამაც რევოლუცია მოახდინა სამედიცინო სფეროში - მაგნიტურ რეზონანსული ტომოგრაფი გახლავთ(MRT), რომელსაც იყენებენ ქსოვილების და შინაგანი ორგანოების გამოსაკვლევად.

MRT-ს დაფუძნების თარიღად 1973 წელი მოიაზრება, როდესაც ქიმიის პროფესორმა გამოაქვეყნა მისი ნაშრომი-„გამოსახულების შექმნა მაგნიტური რეზონანსული გზით“ ჟურნალ nature-ში. მოგვიანებით მიტერ მენსფილდმა სრულყო გამოსახულების მიღების მათემათიკური ალგორითმი. მოგვიანებით მათ გადასცეს ნობელის პრემია ფიზიოლოგიასა და მეცნიერებაში.
ჩვენი ორგანიზმის წონის 60-70 %-ს წყალი შეადგენს, წყალს კი, როგორც დავწერე ზემოთ, გააჩნია დიამაგნიტური თვისება მაგნიტური ველის გავლენით.
გამოკვლევა ეფუძნება ბირთვულ მაგნიტურ რეზონანსს-წყალბადის ატომის პროტონი გარე ელექტრო-მაგნიტური ველის ზემოქმედებით , რომელსაც გააჩნია მაგნიტური მომენტი, ანუ სპინი, იცვლის სივრცობრივ ორიენტაციას ძლიერი მაგნიტური ველის გავლენით მის საპირისპირო მხარეს. ქსოვილის გამოკვლევისას გარკვეული ელექტრომაგნიტური სიხშირით წყალბადის პროტონების ნაწილი იცვლის მაგნიტურ მომენტს და შემდგომ უბრუნდება საწყის პოზიციას. ტომოგრაფის ინფორმაციის აღმქმელი ნაწლი არეგისტიტებს ენერგიის გამოყოფას წინასწარ აგზნებული პროტონის რელაქსაციის მომენტში.
ტომოგრაფში იყენებენ როგორც მუდმივ-ნეოდიმის , ასევე ელექტრომაგნიტებს, რომელით თხევადი ჰელიუმით გრილდება.

მაგნიტიზე საუბრისას თემა პრაქტიკულად ამოუწურავია და ალბათ კიდევ ბევრი გამოკვეთილი სიახლეები გველის აღმოჩენების მხრივ, რომლებიც ჩვენს მოთხოვნებს შეძლებისდაგვარად შეავსებს და სრულყოფს.