Magnetid (0)

Füüsika
Magnetid
Õpilane:
Klass:
Õpetaja:

Tallinn
2014
Mis on magnetid?
Me kõik teame magneti tüüpilisi omadusi: nad tõmbavad spetsiaalseid metalle enda poole, neil on põhja ja lõuna poolus , mis tõmbuvad vastand poolustega (põhi tõmbub lõunaga ja vastupidi). Magnetism koos gravitatsiooni ning tugeva ja nõrga aatomijõuga on üks neljast põhijõust meie universumis. Magnetid on asjad, mis tekitavad magnetivälju ja tõmbavad ligi metalle nagu näiteks raud, nikkel ja koobalt. Magnetvälja jõud tuleb välja magneti põhja poolest ning siseneb lõunast. Kõvad või püsimagnetid tekitavad kogu aeg oma magnetvälja ise. Pehmed või ajutised magnetid suudavad tekitada oma magnetvälja siis, kui teine magnetvälu on läheduses või väheke aega peale teisest magnetväljast lahkumist. Elektromagnetid tekitavad magnetvälju ainult siis, kui elekter läheb läbi nende mähiste.
Kuidas magneteid teha?
Kõik, mis magneti valmistamiseks teha vaja on, on lihtsalt mõjutada metallis olevaid magnetilisi domeene nii, et need näitaks ühte suunda. Nii juhtub näiteks, kui hõõruda nõela magnetiga – mõju magnetväljale paneb domeenid joonduma.
On ka teisi viise, kuidas domeene metallis mõjutada:

• Metalli panek tugevasse magnetvälja põhjast lõunasse suunas
  
• Metalli hoidmine põhjast lõunasse suunas ning korduv haamriga löömine, mis paneb domeenid nõrgalt joonduma
  
• Lasta elektrivool läbi metalli
  

Kaks nendest eelpool mainitud meetoditest, kuidas Loadstone (kivi, mis onooduse poolt magnetiseeritud) looduses välja kujuneb. Mõned teadlased ütlevad, et Loadstone tekib, kui äike selle pihta, teised aga arvavad , et see on juba Maa tekkimisest alates eksisteerinud.
Kõige levinum magnetite tegemine tänapäeval on metalli panek magnetivälja. See väli avaldab materjalil suure jõu, mis paneb domeene joonduma. Domeenide joondumine võtab veidikene aega.
Mis juhtub selles protsessis:

• Magnetilised domeenid hakkavad pöörduma põhjast-lõunasse suunal, nii nagu ka magnetiväljas poolused on
  
• Domeenide, mis juba näitavad põhjast-lõunasse, suund tugevneb samas, kui domeenid nende ümber muutuvad väiksemaks.
  
• Domeenide seinad või piirid, mis ühte eraldab n-ö naabrist, liiguvad füüsiliselt, et teha suurenevatele domeenidele ruumi. Mõnes väga suures magnetväljas hoopiski domeenide seinad metallis kaovad sootuks ära.
  

Lõplik magnetiline jõud metallil sõltub jõust, mida kasutati domeenide liigutamiseks.
Magneti jõudu saab vähendada või totaalselt ära kaotada, kui see pannakse kokku teise magnetväljaga, mille domeenid on vastassuunas. Teine võimalus on kuumutada materjali üle selle kürii punkti või kuni hetkeni, millal magnet kaotab oma võimed. Kuumus moonutav materjali ja väljutab magnetilised osakesed, põhjustades domeenide joondumise segi paiskamise.
Domeenide muutumine nõelas magnetvälja abil:
Enne Pärast
Magnetite kasutamine
Magneteid kasutatakse erinevates kohtades. Näiteks paljudele meeldivas ameerika mägedel. Muidu on ameerika mägedel kasutatud elektromagnetismi. Uuematel mägiraudteedel kasutatakse magneteid rongi liikuma panemiseks. Rongi põhi on magnetiline ja nii on ka seda rööpad. See arendus on aidanud ameerika mägede kiirust aegadega tõsta.
Meditsiinis on magnet väga tähtis näiteks MRT masinas, mida kasutatakse kujutiste tekitamiseks elusate organismide läbipaistmatute elundite sisemusest ( kasvajad jne). MRT masinas on suur horisontaalne tuub, kuhu patsient siseneb, millega jookseb paralleelselt ka magnet. Aga see pole lihtsalt tavaline magnet, vaid väga võimas süsteem, mis on võimeline tekitama väga tugeva ning stabiilse magnetvälja. MRT masinas asuva magneti tugevust mõõdetakse gaussides. Selle magneti võimsus varieerub 5000-20 000 gaussi vahel. Sellest ei pruugi kohe aru saada, aga kui mõelda, et maa magnetväli on 0,5 gaussi, siis me taipame, kui võimsad need magnetid seal sees on. Enamus MRT masinaid kasutavad ülijuhtivaid magneteid, mis koosnevad paljudest mähistest või keerdus juhtmetest läbi mille elektrivool lastakse tekitades tugeva magnetvälja. Sellise suure magnetvälja säilitamise jaoks on vaja kõvasti energiat, mida saavutatakse elektritakistuse vähendamisega juhtmetes peaaegu nullini. Selle tegemiseks on omakorda vaja leotada juhtmeid pidevalt vedelas heeliumis miinus 269,1 kraadi juures. Selline külm on isoleeritud vaakumis . Kuigi MRTs asuv supermagnet on väga kallis, annab selle võimas magnetväli meile kõige kõrgkvaliteetsemaid pilte.
Kasutatud allikad
http://science.howstuffworks.com/magnet3.ht m
http://jessicagarratt.wordpress.com/2012/03/15/physics-of-roller-coasters/
http://et.wikipedia.org/wiki/Magnetresonantstomograafia
http://science.howstuffworks.com/mri1.ht m