Почему магнит не любит медь? Для чего строили «немагнитные» корабли, ведь мы привыкли, что корабли делают из стали (прочный корпус, надёжные конструкции, долговечность)? Зачем нужно было идти на такие сложности? Давайте разбираться вместе.
Почему магнит не притягивает медь?
Магнит «любит» не все металлы, а только особенные – ферромагнитные: железо, никель, кобальт. У их атомов есть маленькие «магнитики»-электроны, которые выстраиваются в одну сторону. Вместе они дают сильное магнитное поле, и поэтому гвоздь или скрепка прилипают к магниту.
А у алюминия, меди, золота, серебра, бронзы и других металлов всё иначе. Их «магнитики» смотрят в разные стороны и взаимно гасят друг друга, поэтому такие металлы кажутся магниту «невидимыми». Мы называем их диамагнитными или парамагнитными – в любом случае они не прилипают.
Но это не значит, что медь или алюминий совсем «глухи» к магниту. Если рядом двигать сильный магнит, внутри алюминия или меди появляются особые вихревые токи (токи Фуко), которые даже могут слегка отталкивать магнит.
Именно поэтому, магнит медленно «сползает» по медной трубе – это красивый школьный эксперимент, который мне на всю жизнь заполнился с уроков физики.
Но... как ни странно, в истории науки и флота были построены 2 суда, в которых вообще не использовалось железо и сталь. Даже якорь, цепи и поручни там были из цветных металлов. Возникает вопрос: а зачем нужны были такие «немагнитные» корабли?
Магнитное поле Земли и навигация
Земля – это огромный магнит. Кроме географических полюсов, у неё есть магнитные. Поэтому стрелка компаса указывает не строго на север, а с отклонением, которое называется магнитным склонением. Это отклонение разное в разных районах планеты, и его важно учитывать морякам, лётчикам и даже космонавтам.
Чтобы составлять точные карты магнитного поля Земли, учёные проводят специальные наблюдения – магнитные съёмки. На суше это сделать проще, а вот в открытом океане задача куда сложнее. Ведь стальные корабли сами создают собственное магнитное поле и искажают измерения.
Единственные немагнитные суда
В начале XX века (в 1909 году) американцы построили первую немагнитную яхту «Карнеги», специально для магнитных исследований. Но через 20 лет судно погибло. Долгое время никто не решался повторить эксперимент – пока за дело не взялись советские учёные и инженеры.
Так появилась шхуна «Заря», спущенная на воду в 1952 году. Её уникальность была в том, что на корабле вообще не использовалось железо: корпус, якорь, тросы, поручни – всё было из дерева, цветных металлов или немагнитных сплавов. И даже бритвы для моряков были из бронзы!
Всё это исключало влияние корабля на измерения магнитного поля. Но при этом «Заря» обладала отличными мореходными качествами и могла выполнять сложные экспедиции.
Хотя конструкция «Зари» поражала своей продуманностью, внешне это было небольшое судно: 37,5 м длины по ватерлинии, единственная палуба и всего 580 тонн водоизмещения. Скоростями оно не отличалось, под парусами едва доходило до 6,5 узлов, под двигателем всего 8.
Но для научных задач скорость была не главным! Важнее то, что мощность двигателя ограничили 300 л.с., что позволило свести количество стальных деталей к нулю. А наличие парусов обеспечивало судну высокую автономность в плавании.
Какие результаты принесла немагнитная шхуна?
Сначала, в течение двух навигаций, «Заря» ходила по Балтике, выполняя недалёкие рейсы. Затем последовали более серьёзные маршруты: Норвежское и Гренландское моря, обход вокруг Исландии и заход в Рейкьявик, где судно привлекло внимание местных жителей.
А уже с 1957 года немагнитная шхуна перешла к продолжительным океанским походам и успела пройтись по всем мировым океанам не один раз.
Почти 40 лет «Заря» работала, оставаясь единственным немагнитным судном в мире и принесла науке важнейшие результаты:
- были уточнены магнитные карты для морской и воздушной навигации, особенно в Южном полушарии;
- открыты новые магнитные аномалии, которые намекали на огромные залежи железных руд под дном океана;
- проведены исследования прохождения радиоволн и космических лучей в условиях открытого моря.
Эти данные стали основой для развития геофизики, морской навигации и даже космических исследований.
Интересный факт: немагнитная шхуна «Заря» принимала участие в киносъемках советско-болгарского приключенческого фильма Станислава Говорухина «В поисках капитана Гранта», который снимали по роману французского писателя Жюля Верна «Дети капитана Гранта».
Труба, из которой красиво валил дым, была бутафорская, потому что яхта «Дункан» была пароходом. Вот и прицепили трубу как от паровой машины.
Увы, бурные годы после распада СССР оказались для «Зари» роковыми – её разобрали и все ценные детали из цветных металлов ушли на продажу.
Вместо заключения
Советские инженеры, зная свойства металлов и магнита, ради точности измерений сознательно отказались от стали, привычного материала для судов, и построили уникальное «немагнитное» парусное судно.
Эту статью меня натолкнула написать публикация моего друга из Дзена:
А как вы думаете, эти немагнитные корабли могут понадобиться сегодня?
Благодарю, что дочитали до конца. Лайк – лучшее спасибо мне, как автору!