Магнетизм - это результат идеально согласованного движения электронов внутри атомов вещества. В обычных телах миллиарды «микро-магнитиков» атомов смотрят в разные стороны, гася друг друга. В постоянном же магните они выстроены в одном строгом направлении (это называется магнитными доменами). Когда магнит приближается к стали, он работает как дирижер: заставляет её атомы мгновенно перестроиться в такой же строгий порядок. Тела становятся однородными в своем «желании» сблизиться, что мы и ощущаем как мощное притяжение.
Поднесите сейчас обычный магнит к стальной иголке или обычной канцелярской скрепке. Найдёте не сразу тот миг, когда невидимая рука подхватит металл. Вжих! И игла уже в плену, намертво прижата к черному бруску. Вы не видите лучей, не чувствуете запаха, не слышите гула. Но сила - она абсолютно реальна. Она пронизывает пространство, точно мириады невидимых, бесконечно тонких нитей. Торжественно и тихо.
Многие полагают, что магнетизм - это какая-то «липкая» невидимая энергия. Яков Исидорович Перельман, впрочем, называл это «великим парадом дисциплины». Магнит не делает ничего сверхъестественного - он просто заставляет хаос превратиться в строгий порядок. Сегодня мы разберем эту магию на уровне элементарных частиц, заглянув под «кожу» самого железа.
Остановитесь на полминуты. Не листайте. Посмотрите на магнит в своей руке. Знаете ли Вы, что он - это просто огромный, многомиллионный хор, где каждый маленький участник без устали поет одну и ту же невидимую ноту? Почему же дерево или пластик остаются глухи к этому зову?
Кто крутит невидимые педали внутри атома?
Вселенная - это бесконечное, яростное движение. Внутри каждого атома Вашего кольца, ключей или стола носятся электроны. Каждый такой электрон - это крошечный электрический ток. А как мы уже знаем, там, где течет ток - там всегда, неизбежно рождается магнитное поле. Это фундаментальный закон.
В обычном куске железа или меди эти маленькие «магнитные стрелочки» смотрят кто в лес, кто по дрова. Один тянет на север, другой на юг, третий - в бок. В итоге в куске металла - полная тишина. Сумма всех полей равна нулю. Магнит же - это место, где все электроны внезапно «сговорились». Они вращаются так, что их микро-поля складываются в один мощный, направленный поток. Степенно. Торжественно. Едино.
Почему сталь «влюбляется» в магнит мгновенно?
Сталь - материал с особенным характером. В ней атомы живут группами, которые называются доменами. Это как маленькие роты солдат. Обычно они стоят беспорядочно. Но когда Вы подносите настоящий магнит, он выступает в роли генерала. Его мощное поле заставляет все «роты» в куске стали мгновенно развернуться в его сторону.
Сталь сама на мгновение становится мощным магнитом! А два магнита, как известно из школьной скамьи, не могут жить друг без друга. Это и есть притяжение - встреча двух одинаковых порядков в пространстве. Перельман в своё время писал, что магнетизм - это самый честный пример того, как единство рождает непреодолимую мощь. Допущение грубоватое, но для понимания сути вещей - в самый раз.
«А вы знали?»: Почему магнит смертельно боится жара?
Если Вы нагреете Ваш магнит в пламени горелки докрасна (ученые называют эту точку температурой Кюри), он навсегда и безвозвратно потеряет свою силу. Почему? Тепло - это хаос. Атомы начинают дрожать и метаться так сильно, что их стройный «парад» рассыпается под ударами тепловой энергии. Электроны снова начинают смотреть в разные стороны, и магия исчезает. Перельман любил показывать этот опыт, доказывая: порядок всегда хрупок, а хаос - это естественное состояние материи.
Что далее
Мы перейдём от магнетизма к «кусачему» статическому электричеству. Фокус со статикой: я научу Вас гнуть струю воды, не касаясь её руками. Чистая магия Ваших волос и обычной пластмассовой расчески!
Вы только что узнали о магнетизме и невидимой энергии «великого парада дисциплины». Не дайте своему мозгу снова "уснуть"! Подпишитесь на наш канал "Перельман: А вы знали?", и каждый день получайте свежую порцию интеллектуального золота. Мы возрождаем культ ума вместе.
Читайте также:
А Вы в детстве пытались «намагнитить» ножницы или дедушкину отвертку? Напишите о своих успехах в комментариях!
Канал «А вы знали?» - задачи, фокусы и наука. Каждый день - повод удивиться.