التعليموظائف و تعليم
بحث عن المغناطيس وخصائصه
أقدم لكم مع الشرح بحثا عن المغناطيس، اكتشف الإنسان في العصور القديمة بعض أنواع الأحجار السوداء التي اتضح أن لديها قدرة على جذب الأجسام المعدنية نحوها، لذلك لفتت انتباه العلماء وبدأوا في دراستها لفهمها ومعرفة ظروف تكوينها، وعلى الرغم من ذلك لم يتوصلوا إلى ظروف محددة ومعلومة تساهم في تكوينها، إلا أنها قد تكون نتيجة تفاعل بين الماغنايت وأكاسيد الحديد السوداء، وهذا هو ما يعطيها قوة مغناطيسية دائمة.
وسنقدم جميع المعلومات المتعلقة بتاريخ نشأة المغناطيس وخصائصه في المقال التالي من موقع الموسوعة.
بحث عن المغناطيس
المغناطيس Magnet
- يعد حجر المغناطيس واحدا من المعادن المنتشرة بكثرة في الطبيعة ويتميز بكونه الشكل الخام لعنصر الحديد ذو الخاصية المغناطيسية، وهو أحد المكونات الأساسية للصخور البركانية في الطبيعة.
- تم اكتشاف المغناطيس منذ زمن بعيد، وذلك بسبب القوة المغناطيسية التي يتمتع بها، وهذه القوة تؤثر على بعض المواد المعدنية، مما يجعلها تتجاذب أو تتنافر، ويعتبر الحديد واحدا من المعادن التي تتأثر بهذه القوة المغناطيسية.
- على الرغم من أن العلماء لم يتوصلوا بشكل أساسي إلى الظروف المكونة لحجر المغناطيس، إلا أن بعضهم يعزو قوة هذا المعدن وجاذبيته إلى المجال المغناطيسي القوي لبرق وصواعق السماء، وهذا يشير إلى وجود حجر المغناطيس بشكل أساسي على سطح الأرض وليس في باطنها.
- تتضمن الطبيعة مركبين رئيسيين يأخذان شكل حجارة تملك قوة مغناطيسية طبيعية، وهما البيروتيت وأكسيد الحديد الأسود، والذي يعرف كيميائيا بالرمز Fe3O4.
اكتشاف المغناطيس للمرة الأولى
- ليس حجر المغناطيس اكتشافا حديثا، بل تم اكتشافه واستخدامه في عصور الحضارات اليونانية والصينية وشعوب الأولمك القديمة، وأظهر العالم الأمريكي جون كارلسون أن شعوب الأولمك القديمة التي عاشت في أمريكا الجنوبية منذ أكثر من ألف عام قبل الميلاد استخدمته في بناء المعابد وتحديد الاتجاهات الأصلية عند السفر.
- تمكن العالم اليوناني طاليس ( 6 ق.م) من اكتشاف قوة الجذب المغناطيسية للحديد, وسمي هذا المعدن بـ”الحجر العجيب” من قبل اليونانيين. وفي القرن 4 ق.م، اكتشفت الحضارة الصينية المغناطيس، كما يشير ذكرهم لبعض خصائصه واستخدامهم له في الملاحة البحرية في كتاب “قلائد وادي الشيطان.
- اكتشفت العرب خام المغناطيس وخضعوا له للفحص والدراسة وذلك في كتاب “الجماهير في معرفة الجواهر” للعالم المسلم البيروني، حيث وصف بالتفصيل خصائص المغناطيس وعلاقته بحجر العنبر، وتتمثل أبرز خاصية مشتركة بينهما في القوة الجذبية على الرغم من أن المغناطيس يتمتع بقوة جذب أكبر.
- ووفقا لكتاب البيروني، كانت الأمم القديمة تصنع سفنها البحرية من الحديد، ولكن الصينيين صنعوا سفنهم من الألواح الخشبية المصنوعة من شجر الزيتون لتجنب جذب قاع البحر، بسبب وجود الكثير من المغناطيس في قاع السفينة.
أصل تسمية المغناطيس
هناك العديد من الروايات حول أصل تسمية الحجر الذي يحتوي على قوة جذب معدنية بـ “المغناطيس”، ومع ذلك، تفوح هاتان الروايتان بالمصداقية أكثر من الروايات الأخرى:
- النسبة الأولى تعود أصل تسمية المغناطيس إلى اسم راعي الأغنام “ماغنس” الذي لاحظ أن عصاه المعدنية تجذب الأحجار السوداء الموجودة في الأرض، وأيضا أن المسامير الموجودة في حذائه تجذب بشدة نحو تلك الأحجار، وأطلقوا على هذه الأحجار اسم “مغنتيت” تيمنا به.
- تشير الرواية الثانية إلى أن أصل تسمية المغناطيس يعود إلى منطقة “مغنسيا” الموجودة في آسيا الصغرى بالقرب من تركيا، حيث تم اكتشاف المغناطيس لأول مرة.
خصائص المغناطيس
اكتشف علماء الفيزياء بعض الخصائص والسمات الفريدة التي تميز المغناطيس عن غيره من المعادن، ومن بينها:
- المغناطيسية: يقصد بها القوة المغناطيسية المتجهة، ويمكن حساب قيمتها وقوتها بناء على قيمة العزم المغناطيسي.
- المجال المغناطيسي: يعرف أيضا بـ”المجال المغناطيسي” أو “التأثير المغناطيسي” ، وهو القوة المغناطيسية التي تتولد في المجال المحيط بالمغناطيس ، ويمكن اكتشاف المجال المغناطيسي من خلال ملاحظة جذب الحديد إلى قطبي المغناطيس الموجود بالقرب منه.
- قطبي المغناطيس: يتكون المغناطيس من قطبي شمالي وجنوبي بغض النظر عن حجمه أو طوله، وعادة ما نجد الحرفين ( N&S) على أية مغناطيس تعبيرا عن قطبيه الشمالي والجنوبي، ويلاحظ أن الأقطاب المختلفة تتجاذب فيما بينها بينما تتنافر الأقطاب المتشابهة.
- قوة جذب المغناطيس: يتمتع طرفي المغناطيس بأقوى قوة جاذبية بالمقارنة مع باقي أجزائه، ويعود ذلك لأن المغناطيس لديه محور مغناطيسي أساسي وهو الخط الذي يربط بين قطبيه، ويطلق على هذا الخط والمساحة التي يشغلها اسم “الطول الفعال للمغناطيس” ويرمز له بـ “2L”، أما الخط الفاصل بين طرفي المغناطيس فيسمى الطول الطبيعي للمغناطيس، ويتميز هذا النطاق الحيادي بضعف قوته الجاذبة للمعادن.
- تساوي قوتي قطبي المغناطيس: تكون قوة الجاذبية لكل من القطب الشمالي والجنوبي للمغناطيس متساوية، ولا يوجد أي فرق بينهما تماما.