Enumere algunos ejemplos del uso de fenómenos magnéticos.

El descubrimiento de los fenómenos magnéticos

En la era anterior a Qin, nuestros antepasados ​​acumularon mucho conocimiento en esta área. Al explorar el mineral de hierro, a menudo se encontraban con magnetita, es decir. , magnetita (el componente principal es tetraóxido de hierro

hierro férrico). Estos descubrimientos fueron documentados desde muy temprano. Estos descubrimientos quedaron registrados por primera vez en varios capítulos de "Guanzi": "Si hay un imán en la montaña, debajo hay oro y cobre".

Hay registros similares en otros libros antiguos como "El". Clásico de Montañas y Mares". Las propiedades de los imanes para atraer el hierro se descubrieron muy temprano. En el capítulo de dominio de nueve volúmenes de "Lu's Spring and Autumn Annals", se afirma:

"La bondad atrae el hierro, o lo atrae. " En aquella época, la gente llamaba "magnetismo" como "caridad", y consideraban el imán que atrae el hierro como la atracción de una madre amorosa hacia sus hijos. También cree: "La piedra es la madre del hierro, pero hay dos clases de piedras: las amorosas y las crueles. Una piedra amorosa puede atraer a sus hijos, pero una piedra cruel no puede atraerlos

Ante el." Durante la dinastía Han, la gente escribía los imanes como "piedras amorosas", lo que significa piedras amorosas.

Dado que los imanes pueden atraer el hierro, ¿pueden atraer también otros metales? Nuestros antepasados ​​hicieron muchos intentos y descubrieron que los imanes no sólo podían atraer metales como el oro, la plata y el cobre, sino que tampoco podían atraer objetos como ladrillos y tejas. Durante la dinastía Han Occidental, la gente se dio cuenta de que los imanes sólo podían atraer el hierro, pero no otros objetos.

Cuando dos imanes se colocan cerca uno del otro, unas veces se atraen y otras se repelen. Ahora toda la gente sabe que un imán tiene dos polos, uno se llama polo N y el otro se llama polo S. Los polos del mismo sexo se repelen y los del sexo opuesto se atraen. La gente de aquella época no conocía esta verdad, pero aún eran conscientes de este fenómeno.

En la dinastía Han Occidental, había un alquimista llamado Luan Da que utilizó las propiedades de los imanes para hacer dos cosas parecidas a piezas de ajedrez ajustando la polaridad de las dos piezas de ajedrez.

Posición mutua, a veces dos piezas se atraen entre sí, a veces se repelen. Luan Da lo llamó "ajedrez de lucha". Presentó este novedoso dispositivo al emperador Wu de la dinastía Han y lo demostró en el acto. El emperador Wu de la dinastía Han quedó tan sorprendido de que Long Xin estuviera tan feliz que nombró a Luan Da "General de los Cinco Beneficios". Luan Da aprovechó las propiedades de los imanes e hizo novedosos artilugios para engañar al emperador Wu de la dinastía Han.

La Tierra también es un gran imán, con sus dos polos cercanos al polo sur geográfico y al polo norte geográfico respectivamente. Por lo tanto, cuando los imanes en la superficie terrestre pueden girar libremente, las propiedades de los imanes similares se repelen entre sí y los imanes opuestos se atraen, indicando el norte y el sur. Los antiguos no entendían bien esta verdad, pero eran muy conscientes de este fenómeno.

Aplicaciones de los fenómenos magnéticos

Aplicaciones en industrias tradicionales:

Al describir las fuentes magnéticas de materiales magnéticos, la inducción electromagnética y los dispositivos magnéticos, ya hemos mencionado A algunas aplicaciones prácticas de los materiales magnéticos. De hecho, los materiales magnéticos se han utilizado ampliamente en diversos aspectos de la industria tradicional.

Por ejemplo, sin materiales magnéticos, la electrificación sería imposible porque se utilizan generadores para generar electricidad, transformadores para transmitir energía y motores eléctricos en maquinaria eléctrica, teléfonos, radios y televisores. son usados. Muchos instrumentos y medidores utilizan estructuras de bobinas de acero magnéticas. Estos ya han sido mencionados en otros capítulos.

Aplicaciones magnéticas en biología y medicina:

Todos los entusiastas de las palomas mensajeras saben que si las palomas son liberadas a cientos de kilómetros de distancia, automáticamente regresarán a casa. ¿Por qué las palomas tienen tan buena capacidad para reconocer a sus familias? Resulta que las palomas son muy sensibles al campo magnético de la Tierra y pueden utilizar los cambios en el campo magnético de la Tierra para encontrar su hogar. Si atas un imán a la cabeza de una paloma, la paloma se perderá. Si las palomas vuelan sobre torres de transmisión de radio, fuertes interferencias electromagnéticas también pueden desorientarlas.

En medicina, la resonancia magnética nuclear se puede utilizar para diagnosticar tejidos anormales del cuerpo humano y determinar enfermedades. Esta es la tecnología de resonancia magnética nuclear con la que estamos más familiarizados. Su principio básico es el siguiente. : el núcleo de un átomo tiene carga positiva y realiza un movimiento de giro. Normalmente, la disposición de los ejes de los espines nucleares es irregular, pero cuando se coloca en un campo magnético externo, la orientación espacial de los espines nucleares pasa del desorden al orden. El vector de magnetización del sistema de espín aumenta gradualmente desde cero. Cuando el sistema alcanza el equilibrio, la intensidad de magnetización alcanza un valor estable. Si el sistema de espín nuclear se ve afectado por influencias externas en este momento, como la excitación por radiofrecuencia del núcleo atómico a una determinada frecuencia, puede provocar un efecto de oscilación. Una vez que se detiene el pulso de radiofrecuencia, los núcleos atómicos que han sido excitados por el sistema de espín no pueden mantener este estado y volverán a su disposición original en el campo magnético. Al mismo tiempo, liberan energía débil y se convierten en muchas señales de radio. Las señales se pueden detectar y utilizar. Cuando se realiza la resolución espacial, se obtiene una imagen de la distribución de los núcleos atómicos en movimiento. La característica de la RMN es que el líquido que fluye no produce señales, lo que se denomina efecto de flujo o efecto de flujo en blanco. Por lo tanto, los vasos sanguíneos son estructuras tubulares de color blanco grisáceo, mientras que la sangre es negra sin señal. Esto permite que los vasos sanguíneos se separen fácilmente del tejido blando. La médula espinal normal está rodeada de líquido cefalorraquídeo. El líquido cefalorraquídeo es negro y tiene duramadre blanca resaltada por grasa, lo que hace que la médula espinal parezca una estructura de señal blanca fuerte. La resonancia magnética se ha utilizado en el diagnóstico por imágenes de varios sistemas del cuerpo. Los mejores resultados se encuentran en el cerebro, la médula espinal, el corazón y los grandes vasos sanguíneos, las articulaciones, los huesos, los tejidos blandos y la cavidad pélvica.

Para las enfermedades cardiovasculares, no sólo se pueden observar los cambios anatómicos de cada cámara, los grandes vasos sanguíneos y las válvulas, sino que también se pueden realizar análisis ventriculares para realizar diagnósticos cualitativos y semicuantitativos. Se pueden realizar múltiples cortes transversales con alta resolución espacial. Mostrar la imagen completa del corazón y las lesiones, y su relación con las estructuras circundantes, es superior a otros exámenes de imágenes por rayos X, ultrasonidos bidimensionales, radionúclidos y TC.

El imán no sólo puede diagnosticar sino también ayudar a tratar enfermedades. El imán es una medicina tradicional china. Hoy en día, la gente utiliza las diferencias magnéticas de los diferentes componentes de la sangre para separar los glóbulos rojos y los glóbulos blancos. Además, la interacción entre el campo magnético y los meridianos del cuerpo humano puede lograr la terapia magnética, que tiene un efecto único en el tratamiento de diversas enfermedades. Ya existen aplicaciones como almohadas de terapia magnética y cinturones de terapia magnética. Un removedor de hierro hecho con imanes puede eliminar el polvo de hierro que puede estar presente en la harina, etc. El agua magnetizada puede evitar que las calderas se incrusten y las semillas magnetizadas pueden aumentar el rendimiento de los cultivos hasta cierto punto.

Aplicaciones magnéticas en astronomía, geología, arqueología y minería:

Ya sabemos que la tierra es un imán enorme, entonces, ¿de dónde viene su magnetismo? ¿Ha existido desde la antigüedad? ¿Cuál es su conexión con las condiciones geológicas? ¿Qué pasa con el campo magnético en el universo?

Todos hemos visto las brillantes auroras boreales, al menos en imágenes. Nuestro país tiene registros de auroras boreales desde la antigüedad. Las auroras boreales son en realidad el resultado de la interacción entre las partículas del viento solar y el campo magnético de la Tierra. El viento solar es una corriente de partículas cargadas de alta energía emitidas por el sol. Cuando llegan a la Tierra, interactúan con el campo geomagnético, al igual que un cable que transporta una corriente se tensa en el campo magnético, lo que hace que estas partículas se muevan y se acumulen hacia los polos norte y sur, y colisionen con el gas fino en lo alto. El cielo de la Tierra como resultado, el gas Las moléculas se excitan y emiten luz.

Las manchas solares son zonas del sol donde la actividad magnética es muy intensa. Los estallidos de manchas solares tendrán un impacto en nuestras vidas, como la interrupción temporal de las comunicaciones por radio. Por tanto, estudiar las manchas solares es de gran importancia para nosotros.

Los cambios geomagnéticos se pueden utilizar para explorar depósitos minerales. Dado que todas las sustancias tienen un magnetismo fuerte o débil, si se juntan para formar depósitos minerales, inevitablemente interferirán con el campo geomagnético en áreas cercanas, provocando anomalías en el campo geomagnético. En base a esto, se puede medir el magnetismo de la Tierra en la tierra, en el océano o en el aire, y se pueden obtener mapas geomagnéticos de áreas con campos magnéticos anormales en los mapas geomagnéticos, y se pueden analizar y explorar más a fondo, y depósitos minerales desconocidos. o a menudo se pueden descubrir estructuras geológicas especiales.

Las rocas de diferentes edades geológicas suelen tener diferentes propiedades magnéticas. Por lo tanto, los cambios en el tiempo geológico y los cambios en la corteza terrestre se pueden juzgar en función de las propiedades magnéticas de las rocas.

Muchos recursos minerales son orgánicos, lo que significa que varios minerales están mezclados entre sí y tienen diferentes propiedades magnéticas. Aprovechando esta característica, la gente desarrolló un separador magnético, que utiliza el diferente magnetismo de los minerales con diferentes componentes y la diferencia en la fuerza magnética para atraer estas sustancias con imanes. Como resultado, la atracción que reciben será diferente. Se pueden separar sustancias. Los minerales con diferentes propiedades magnéticas se separan para lograr el beneficio magnético.

Aplicaciones magnéticas en el ámbito militar:

Los materiales magnéticos también son muy utilizados en el ámbito militar. Por ejemplo, las minas marinas o terrestres ordinarias sólo pueden explotar al entrar en contacto con el objetivo, por lo que su eficacia es limitada. Si se instala un sensor magnético en una mina o mina, dado que los tanques o buques de guerra están hechos de acero, cuando se acercan (sin contactar con el objetivo), el sensor puede detectar cambios en el campo magnético para hacer que la mina o mina explote, aumentando la letalidad.

En la guerra moderna, la superioridad aérea es una de las claves para ganar una batalla. Sin embargo, el radar enemigo detecta fácilmente el avión durante el vuelo, lo que supone un mayor riesgo. Para evitar la detección del radar enemigo, la superficie del avión se puede recubrir con un material magnético especial, un material absorbente que puede absorber las ondas electromagnéticas emitidas por el radar, de modo que las ondas electromagnéticas del radar rara vez se reflejan, por lo que el El radar enemigo no puede detectar el eco del radar y el avión no puede detectarse, lo que hace que el avión alcance el propósito de sigilo. Este es el famoso "avión furtivo". La tecnología furtiva es actualmente un tema candente en el campo de la investigación científica militar del mundo. El caza furtivo estadounidense F117 es un ejemplo del uso exitoso de la tecnología furtiva.

En el plan "Star Wars" de Estados Unidos está el desarrollo e investigación de un nuevo tipo de arma "arma electromagnética". La artillería tradicional utiliza el empuje generado por la expansión instantánea de la munición para acelerar rápidamente el proyectil y sacarlo del cañón. En la pistola electromagnética, la bala de cañón se coloca en el solenoide y el solenoide se activa. Luego, el campo magnético generado por el solenoide producirá una enorme fuerza impulsora sobre la bala de cañón y la expulsará. Esta es la llamada pistola electromagnética. Otros similares incluyen misiles electromagnéticos.