المغناطيس هو أي شيء يجذب برادة الحديد أو الحديد، ويحتوي الحديد على إلكترونات ذات مدارات غير منتظمة ودوران غير منتظم.
إنها إحدى الظواهر الفيزيائية القديمة المعروفة والمكتشفة بمرور الوقت، والتي يعتقد أن لها سنوات عديدة من الاستخدامات القادمة.
جدول المحتويات
- تاريخ اكتشاف المغناطيس
- المغناطيس بين العرب
- كيف تم اكتشاف المغناطيس؟
- ما هو التركيب الكيميائي للمغناطيس؟
- ما هي أنواع المغناطيس الموجودة؟
- كيف تصنع المغناطيس؟
- ما هي خصائص المغناطيس الصناعي؟
- ما هي مزايا المغناطيس؟
- ما هي المواد التي يمكن أن يجذبها المغناطيس؟
- ما هو المجال المغناطيسي؟
- ماذا تعرف عن المجال المغناطيسي للأرض؟
تاريخ اكتشاف المغناطيس
- يعود اكتشاف المغناطيس إلى العصور القديمة عندما تمكنت الحضارة اليونانية والحضارة الصينية والشعوب الأخرى التي عاشت في العصور القديمة من اكتشافها.
- قال العالم الأمريكي جون كارلسون إن الشعوب التي عاشت عدة قرون قبل الميلاد. استخدم أولمك المغناطيس لبناء المعابد وتحديد الاتجاهات.
- كان العالم اليوناني تاليس مايتوس هو الذي عرف واكتشف قوة المغناطيسية للحديد، وعاش هذا العالم في القرن السادس قبل الميلاد.
- أطلق الإغريق على حجر المغناطيس اسم حجر المعجزة، وعرفت الحضارة الصينية المغناطيس في القرن الرابع قبل الميلاد.
- استخدم الصينيون المغناطيسات في الشحن في العصور الوسطى.
انظر أيضًا: كيف تم اكتشاف المغناطيس
المغناطيس بين العرب
- وقد ورد شرح مفصل للمغناطيس في كتاب البيروني المعروف وهو كتاب الجواهر في معرفة الجواهر.
- وذكر الخصائص المشتركة بين المغناطيس والعنبر حيث أن الجاذبية هي السمة المشتركة بينهما ولكن المغناطيس له جاذبية أكبر.
- وأشار البيروني إلى أن القدماء كانوا يميلون إلى إدخال الحديد في صناعة سفنهم.
- بنى الصينيون سفنًا بألواح خشبية لتجنب جذب السفن إلى قاع بحر الصين حيث تنتشر الصخور المغناطيسية على طول القاع.
كيف تم اكتشاف المغناطيس؟
- هناك العديد من القصص والروايات حول اكتشاف المغناطيس، ولكن من أهمها وانتشارها قصة الراعي ماغنيس.
- ذات مرة كان هناك راعي يدعى Magnes يرعى أغنامه في منطقة تسمى Magnesia في شمال اليونان.
- تم لصق المسامير الحديدية لأحذية الراعي على صخرة سوداء كبيرة كان يقف عليها ثم أطلق النار على هذه الأنواع من الأقطاب الحجرية.
- انتشرت الأساطير حول هذا الحجر حيث اعتقد البعض أن لديه قوى سحرية يمكن أن تشفي المرضى وتذيب السفن الحديدية.
- بعد مرور بعض الوقت، أصبح من المعروف أن المغناطيس لا يجذب الحديد فقط، ولكن إذا تم تصنيعه على شكل إبرة ووضعت على سطح الماء، فسيتجه دائمًا إلى الشمال.
- لذلك كانت البوصلة معروفة للمغناطيس.
ما هو التركيب الكيميائي للمغناطيس؟
- المغناطيس الطبيعي هو أحد المعادن المستخرجة من الأرض دون تدخل بشري في تصنيعه ويسمى أكسيد الحديد الأسود وأكسيد الحديد المغناطيسي.
- اشتهر بلونه الأسود، وقد استخدم تاريخياً في صناعة البوصلة، ويرجع الاختلاف في قوة المغناطيس إلى الاختلاف في الحجر.
- لم تعد المغناطيسات الطبيعية مهمة حيث تم تصنيع مغناطيس أقوى.
ما هي أنواع المغناطيس الموجودة؟
هناك نوعان من المغناطيس، المغناطيس الطبيعي والمغناطيس الصناعي.
كما أن المغناطيس الصناعي يتفوق أيضًا في التحكم في القوة والحجم والشكل المطلوب.
هناك العديد من الاستخدامات، كل قوة تختلف عن الأخرى، لذا فإن المغناطيسات الطبيعية ليست مناسبة لقوة جاذبيتها.
كما صنف المغناطيس إلى 3 أنواع وهي المغناطيس الدائم والمغناطيس المؤقت والمغناطيسات الكهربائية وسنذكر الفرق بين كل منها:
- تولد المغناطيسات الدائمة مجالات مغناطيسية فيها دون الحاجة إلى قوة خارجية.
- المغناطيس المؤقت هو مادة غير مغناطيسية تصبح مغناطيسية عندما تتأثر بمجال مغناطيسي خارجي، يتم إزالته عن طريق إزالة هذا المجال.
- مغناطيس كهربائي يحول هذا النوع الحديد إلى مغناطيس عن طريق لف سلك موصل ومعزول حول الحديد ثم تمرير التيار عبر ذلك السلك.
كيف تصنع المغناطيس؟
يتم تصنيع المغناطيس عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر سلك معدني أو قطعة من المعدن، سواء كان ذلك من الحديد أو النيكل والصلب، وبالتالي يمكنه تشغيل المحركات ذات الجهد العالي.
يتكون المغناطيس من عدة خطوات:
- أحضر المواد لصنع مغناطيس وبطارية كبيرة ومسمار حديدي وسلك نحاسي عازل ولصق وأجزاء حديدية.
- لقد قطعنا جزءًا صغيرًا من العازل على طرفي السلك الذي سيتم توصيله بالبطارية.
- ثم نلف السلك النحاسي حول المسمار الحديدي، مع ملاحظة ملامسة كل ملف من الأسلاك مع اللولب التالي حول البرغي والتأكد من لفه بشكل صحيح.
- نقوم بتوصيل الجزأين غير المعزولين من السلك النحاسي بأقطاب البطارية ونصلحهما بالغراء.
- باتباع الخطوات التالية، يكون المغناطيس جاهزًا لجذب الأشياء، مع مراعاة أنه لا يمس السلوك بشكل مباشر، حيث يسخن بعد توصيله بالبطارية.
نوصي أيضًا بما يلي: كيفية اكتشاف البترول
ما هي خصائص المغناطيس الصناعي؟
- انتشر تصنيع المغناطيس الصناعي في جميع أنحاء العالم لما له من أهمية في صناعة الآلات والمحركات حيث أن المغناطيس الطبيعي غير مناسب لتصنيعه ومن أهم مميزاته.
- بمرور الوقت، لا يفقد المغناطيس مغناطيسيته لأن التيار الكهربائي يصبح ممغنطًا مرة أخرى.
- من السهل التحكم في تكوينها أثناء التصنيع بما يتناسب مع قوة ونوع الماكينة التي صنعت من أجلها.
- يمكن التحكم فيه عن طريق زيادة أو تقليل قوة المغناطيس عن طريق التحكم في التيار.
ما هي مزايا المغناطيس؟
- ما زلنا نتعلم كيفية اكتشاف المغناطيس، وكيفية صنعه، وفوائده واستخداماته، لذلك سنقدم الاستخدامات الرئيسية للمغناطيس.
- تستخدم المغناطيسات في صناعة المحركات الكهربائية التي تعتمد كليًا على المغناطيس.
- حيث يتكون المحرك من مغنطيسين والمحرك به عنصر ثابت ومتحرك.
- التيار المتدفق عبر الجزء الثابت يخلق مجالًا مغناطيسيًا والتيار المتدفق عبر العنصر المتحرك يخلق مجالًا مغناطيسيًا آخر.
- كما يستخدم المغناطيس في تصنيع الأجهزة الطبية التي تكشف عن الأمراض.
- يتم استخدامه في صناعة سماعات الرأس ومكبرات الصوت، وكذلك في صناعة أغطية الهواتف، وأبواب الثلاجة، وصناعة البوصلة.
- تستخدم المغناطيسات في فرز الأجزاء المعدنية وفي العديد من المجالات البسيطة والمعقدة.
ما هي المواد التي يمكن أن يجذبها المغناطيس؟
- المغناطيس يجذب المواد المصنوعة من الحديد والمنغنيز والكروم والنيكل والكوبالت والجادولينيوم وغيرها.
- أيضًا، لا يمكن للمغناطيس جذب مواد أخرى مثل الخشب والزجاج والبلاستيك والنحاس.
ما هو المجال المغناطيسي؟
- الآن بعد أن عرفنا كيف تم اكتشاف المغناطيس، سنعرف معًا ما هو المجال المغناطيسي وخصائصه.
- المجال المغناطيسي هو القوة المحيطة بمغناطيس أو مجال كهربائي أو تيار كهربائي.
- يمكن ملاحظة المجال المغناطيسي عن طريق وضع إبرة بوصلة بجوار مجال مغناطيسي، حيث نلاحظ حركة الجسم المشحون كهربائيًا في مسار حلزوني أو دائري.
- يتم إنشاء المجال المغناطيسي عندما تتحرك الجسيمات المشحونة، ويختفي المجال عندما تتوقف عن الحركة.
- يمكن حساب المجال المغناطيسي وقياسه رياضيًا ويمكن استخدامه في العديد من التطبيقات العملية.
ماذا تعرف عن المجال المغناطيسي للأرض؟
- الآن بعد أن عرفنا المجال المغناطيسي، نعرف ما هو المجال المغناطيسي للأرض.
- المجال المغناطيسي للأرض هو القوة الناتجة بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي بعيدًا عن السطح.
- يتميز هذا الحقل بأنه ثنائي القطب، مثل المغناطيس، بقطب شمالي وقطب جنوبي.
- يتميز المجال المغناطيسي للأرض بأنه سبب العديد من القوى الضرورية والأساسية على الأرض، مثل التدفق الحلقي، والحمل الحراري، والنفاثات الكهربائية، وغيرها.
اعرف المزيد: كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية
في نهاية هذا المقال وبعد شرح كيفية اكتشاف المغناطيس، أوضحنا بعض الموضوعات المتعلقة بالمغناطيس وكيفية صنعه وما تعنيه.
شرحنا أيضًا تاريخ اكتشاف المغناطيس، وكيفية صنعه، واستخداماته وأهميته، والمجال المغناطيسي.
لذلك نتمنى أن تنال المقال إعجابكم وأن نكون قد قمنا بتغطيته بطريقة بسيطة وسهلة ونأمل أن نشاركه مع الجميع لنشر المعرفة.