التعليموظائف و تعليم
بحث عن المغناطيس وخصائصه
نقدم لكم في هذا البحث شرحًا حول المغناطيس، إذ اكتشف الإنسان منذ فترة قديمة بعض الأحجار السوداء التي تتمتع بقدرة على جذب الأجسام المعدنية إليها، ما جعل العلماء يدرسونها لفهمها ومعرفة ظروف تكونها، ولكنهم لم يتوصلوا إلى ظروف معينة تساهم في تكوينها، فربما تكون ناتجة عن تفاعل بين عنصر الماغنيت وأكاسيد الحديد الأسود، وهذا ما يجعلها تتمتع بقوة مقاومة تجعلها مُمغنطة بشكل دائم.
سنستكمل كافة المعلومات عن تاريخ نشأة المغناطيس وخصائصه في المقال التالي من موقع موسوعة.
بحث عن المغناطيس
المغناطيس Magnet
- يمثل حجر المغناطيس إحدى المعادن الشائعة في الطبيعة ويعرف بكونه الحجر الخام لعنصر الحديد ذو الصفة المغناطيسية، ويعد أحد المكونات الأساسية للصخور النارية في الطبيعة.
- تم اكتشاف المغناطيس منذ زمن بعيد، وذلك بسبب قوته المغناطيسية التي تؤثر على بعض المواد المعدنية، وتتسبب في جذبها أو دفعها بعضها عن بعض، ويعتبر الحديد المادة المعدنية الأكثر تأثرًا بالقوة المغناطيسية للمغناطيس.
- على الرغم من عدم تحديد العلماء بشكل أساسي للظروف التي تؤدي إلى تشكل حجر المغناطيس، إلا أن بعضهم يرجع قوته وجاذبيته إلى المجال المغناطيسي القوي الناجم عن الصواعق السماوية والبروق، وهذا يشير إلى أن حجر المغناطيس يوجد بشكل أساسي على سطح الأرض وليس في باطنها.
- تحتوي الطبيعة على مركبين أساسيين، وهما البيروتيت وأكسيد الحديد الأسود، واللذان يتحولان إلى حجارة ذات قدرة مغناطيسية طبيعية، ويرمز لأكسيد الحديد الأسود كيميائيًا بالرمز Fe3O4.
اكتشاف المغناطيس للمرة الأولى
- لا يعد حجر المغناطيس اكتشافًا جديدًا، بل تم اكتشافه واستخدامه منذ الحضارات اليونانية والصينية وشعوب الأولمك القديمة، وقد أظهر العالم الأمريكي جون كارلسون استخدام شعوب الأولمك القديمة لهذا الحجر في بناء المعابد وتحديد الاتجاهات الأصلية للسفر، والتي عاشت في أمريكا الجنوبية قبل أكثر من ألف عام.
- تمكن العالم اليوناني طاليس (6 ق.م) من اكتشاف قوة الجذب المغناطيسي للحديد، وأطلق عليه اليونانيون اسم “الحجر العجيب.” ثم وصلت الحضارة الصينية إلى معدن المغناطيس في القرن 4 ق.م، ويدل على ذلك ذكر بعض خصائصهم للمعدن واستخدامهم له في الملاحة البحرية في كتاب “قلائد وادي الشيطان.
- اكتشف العرب المغناطيس ودرسوه وفحصوه، وذلك في كتاب “الجماهير في معرفة الجواهر” للعالم المسلم البيروني، حيث وصف بالتفصيل المغناطيس وما يشترك فيه مع حجر العنبر، وكان من بين الصفات المشتركة قوة الجذب، حيث يتمتع المغناطيس بقوة جذب أكبر.
- ذكر البيروني في كتابه أن الأمم القديمة كانت تصنع سفنها البحرية من معدن الحديد، ولكن الصينيين كانوا يصنعون سفنهم من ألواح خشبية مصنوعة من شجر الزيتون، وذلك لتفادي جذب القاع البحري للسفن بسبب وجود توزيع كبير لمعدن المغناطيس في القاع.
أصل تسمية المغناطيس
هناك العديد من الروايات التي تتحدث عن أصل تسمية الحجر ذو القوة المغناطيسية بـ `المغناطيس`، ولكن الروايات الأكثر احتمالاً هي هاتان الروايتان:
- تعود أصل تسمية المغناطيس إلى الراعي الأغنام “ماغنس” الذي لاحظ أن عصاه المعدنية تجذب الحجارة السوداء الموجودة في الأرض، وأن المسامير الموجودة في حذائه تجذب بشدة نحو هذه الحجارة، ولذلك سميت هذه الحجارة “مغنتيت” نسبة إليه.
- أشارت الرواية الثانية إلى أن أصل تسمية المغناطيس يعود إلى منطقة “مغنسيا” في آسيا الصغرى بالقرب من تركيا، حيث تم اكتشاف حجر المغناطيس لأول مرة داخلها.
خصائص المغناطيس
توصل علماء الفيزياء إلى بعض الخصائص والسمات العامة التي تميز معدن المغناطيس عن غيره من المعادن، ومن بين أبرز هذه الخصائص:
- المغناطيسية: يشير مصطلح القوة المغناطيسية الموجهة إلى القوة المغناطيسية التي يمكن حسابها وقياسها باستخدام العزم المغناطيسي.
- المجال المغناطيسي: ويُعرف أيضًا باسم `الحقل المغناطيسي` أو `الحث المغناطيسي`، وهو القوة المغناطيسية التي تتولد في المجال المحيط بالمعدن المغناطيسي، ويمكن الكشف عن المجال المغناطيسي بملاحظة جذب برادة الحديد نحو قطبي المغناطيس الموجود بالقرب منها.
- قطبي المغناطيس: يتكون المغناطيس من قطبين شمالي وجنوبي، بغض النظر عن حجمه أو طوله، وعادةً ما يحوي الحرفان N وS على المغناطيس تعبيرًا عن قطبيه الشمالي والجنوبي، ونلاحظ أن الأقطاب المختلفة تتجاذب بينما تتنافر الأقطاب المتشابهة.
- قوة جذب المغناطيس: يكون طرفا المغناطيس الشمالي والجنوبي هما الأقوى في الجاذبية بالمقارنة مع باقي أجزاء المغناطيس، وذلك لأن المغناطيس يتكون من محور مغناطيسي أساسي، وهو الخط الذي يربط بين القطبين، ويطلق عليه اسم `الطول الفعال للمغناطيس` ويرمز له بـ “2L”. ويسمى الخط الذي يفصل طرفي المغناطيس `الطول الطبيعي للمغناطيس`، وتتميز هذه المنطقة، والتي تسمى `المنطقة الحيادية`، بضعف قوتها الجاذبة للمعادن.
- تساوي قوتي قطبي المغناطيس: يتساوى القطب الشمالي والجنوبي للمغناطيس في قوتهما الجاذبة، ولا يوجد أي فرق بينهما تماماً.
