» «
מגנטיות
מהי המגנטיות ואיך היא קשורה לכוח חשמלי?



ודאי שמתם לב לא פעם שניתן להצמיד מגנטים בקלות זה לזה והם ממש נמשכים אחד לשני ונצמדים, אלא שאם מסובבים את הכיוון שלהם הם דוחים אחד את השני ולא נצמדים כלל!

מהי התופעה המגנטית? - מדובר על תופעה של חומרים המפעילים על חומרים אחרים כוחות של דחייה או משיכה. הסיבה היא שלכל חומר יש מגנטיות, באמצעות השדה המגנטי שלו. בחומרים רבים השפעת השדה המגנטי היא כה חלשה שקשה להבחין בה, אלא אם מצוידים בציוד מיוחד למדידה, אך בחומרים מסוימים, כמו ברזל, מתכות שונות ומינרל המגנטיט, השדה המגנטי הוא כה חזק שההשפעה ניכרת ואף חזקה.

למגנטים יש שימושים רבים בטכנולוגיה. המוכר ואחד הוותיקים שבהם הוא המצפן, המשתמש בשדה המגנטי של כדור הארץ כדי להצביע על הצפון והדרום.


הנה סרטון עם ניסויים במגנטים:

http://youtu.be/6v6Jxece_m4


על השדה המגנטי ומגנטים הנמשכים ודוחים אחד את השני:

http://youtu.be/RUrEJuCDgBo
נדידת עופות
איך מנווטות הציפורים הנודדות?



האם שאלתם את עצמכם פעם איך ציפורים מנווטות את הדרך לאורך אלפי קילומטרים בנדידתן? - שחפית הקוטב למשל, עושה מעל 30 אלף קילומטרים בכל שנה ובתום שנה היא חוזרת לאותה הנקודה שממנה יצאה!

מסתבר שלרוב הציפורים יש מרכיב מגנטי במוחן, שבעזרתו הן מסוגלות לזהות איפה הן נמצאות ומה הכיוון שאליו הן צריכות לעוף כדי להגיע למקום שאליו הן צריכות. אבל הניווט אינו כה פשוט ועל אף שהן מסוגלות להשתמש בשיטה אחת כדי לנווט ולמצוא את דרכן, מרבית הציפורים משתמשות בשילוב של כמה אמצעי ניווט ולא בשיטה אחת. הן משתמשות בשמש, בכוכבים, בצלילים של הרוח והים שאנו לא יכולים לשמוע, בשינויים בלחץ הברומטרי ועוד.


הנה סרטון על יכולת הניווט המגנטית של הציפורים:

http://youtu.be/LtngCRvVj9Q


המנגנון המופלא שמצאו החוקרים אצל "אדום החזה":

https://youtu.be/f_ocOobKq5Q?t=1m39s&end=2m31s


הרצאה על נדידת הציפורים:

https://youtu.be/4JUYyMHOHb8


והנה הציפורים הנודדות שעוברות בסתיו מעל ישראל:

http://youtu.be/fvdXjZgLtFY
אבן חול
איך נוצרת אבן חול?



סלעים של אבן חול (Sand stone) נוצרו לפני מיליוני שנים, מגרגירי חול זעירים, שבזכות הלחץ של השכבות שמעליהן הם הפכו משכבת חול לסלע רך. ואכן, אבן החול היא רכה ופריכה מאוד. אפילו גירוד בציפורן יפורר אותה.

כמו החול, שממנו הם מורכבים, גם אבני החול משתנים בצבעיהם. צבע החול יכול לנוע בין לבן, אפור, צהוב ואדום. מגוון הצבעים של הסלע נובע מהכמויות המשתנות של תחמוצות ברזל שונות, כל אחת נותנת גוון אחר ואם יש יותר ממנה בסלע, צבעו ייטה יותר לגוון שתחמוצת זו מספקת לו. כמו בכל ברזל בעולם, גם הברזל שנמצא באבן החול יכול לגרום לה למגנטיות ברמה מסוימת.


הנה תצורות של אבן חול:

http://youtu.be/SuWWnwkJ0uo
מגרשי גרוטאות
איך מפרידים מתכת במגרשי גרוטאות?



הפרדת מתכת במגרשי גרוטאות (Scrap yards) מתבצעת באמצעות אלקטרומגנטים ענקיים. כל מגנט מושך מתכת מסוג מסוים, מה שמאפשר בכל פעם למשוך מבין ערימות של פסולת מתכת, רק את מה שרוצים.

בצורה כזו מאפשרים האלקטרומגנטים להפריד בין ברזל לפלדה למשל. העוצמה האדירה שלהם מאפשרת להם לשלוף מהערימות ולשאת גם קורות פלדה וגרוטאות ברזל במשקל אדיר של טונות.

כשרוצים להשליך את המתכת שנשלה, אל הערימה הייעודית שלה, כל מה שנדרש מהמפעילים הוא להפסיק את זרם החשמל והמגנט מופסק ומשחרר את המטען הכבד שלו.


הנה אלקטרומגנט מרים חלקי מתכת בקלות:

https://youtu.be/2nY2i_L68jA


שלושה מגנטים בבת אחת:

https://youtu.be/F3mY44POVEo


מנוף ממוגנט מרים מנועים כבדים:

https://youtu.be/BQA5VDXE7ts

מגנטיות

גלאי מתכות
איך פועל גלאי מתכות?



כדי לגלות עצמים ממתכת הקבורים באדמה משתמשים גלאי מתכות בשדות מגנטיים. המשדר שבגלאי שולח פולס מגנטי קצר ויוצר שדה מגנטי שמתפשט במרחב וחודר לאדמה.

כשהשדה המגנטי פוגש בעצם מתכתי, מתחילים האלקטרונים שבמתכת לנוע במעין מערבולת זרם, שיוצרת שדה מגנטי חדש המתפשט החוצה ושהמקלט המובנה בגלאי המתכות מזהה בעזרתו את העצם המתכתי הקבור.

מגילוי אוצרות וממצאים ארכיאולוגיים ועד לזיהוי מוקשים - בדיוק כמו שעטלפים משתמשים בגלי קול כדי לנווט בחושך, כך מסייע השדה המגנטי לזהות את הבלתי נראה שמתחת לאדמה.


הנה סרטון על אוצר שנמצא באנגליה בעזרת גלאי מתכות פשוט:

http://youtu.be/w9ZG962eT9A


הנה מחפש אוצרות עם גלאי מתכות:

http://youtu.be/33Jc_tnnpa4


והנה מחפשת חופים מחפשת מציאות בשקט:

http://youtu.be/8A7v5u0QSi8
רכבת ריחוף מגנטי
מהי רכבת המגלב?



רכבת המגלב, או בשמה המלא "רכבת ריחוף מגנטי" (MAGLEV, קיצור של Magnetic levitation) היא רכבת המרחפת מעל פס יחיד, על גבי כרית אוויר. למהירותה העצומה ולצריכת האנרגיה הקטנה שלה תורם החיכוך הכמעט אפסי שבין הרכבת לפסים.

רכבת מסוג זה פועלת על דחייה מגנטית בין מגנט שבתחתית הרכבת ומגנט נוסף שמוטמע במסילה. כך, הולך וקטן החיכוך של הרכבת בפסים, האנרגיה שדרושה לנסיעה קטנה והיא מגיעה למהירות גבוהה מאד.

רכבות מגלב מסחריות מסוגלות להגיע בקלות למהירויות של מעל 400 קילומטרים לשעה ויותר. כבר כיום יש רכבות מגלב המגיעות למהירויות גדולות אף יותר. בניסוי שנערך לפני שנים אחדות, הצליח אבטיפוס של רכבת נוסעים מסוג מגלב להגיע למהירות של כמעט 500 קילומטרים לשעה, בקו שנע בין שנגחאי ובייג'ינג שבסין. לחברה שנקראת et3 יש תכניות מדהימות לפיתוח של רכבת שתעבור את המהירות של 6000 קילומטרים לשעה!


הנה רכבת המגלב של יפאן שמגיעה למהירות של 600 קילומטרים לשעה:

https://youtu.be/41X8-RQm6rc


נוסע שהחליט למדוד מהירות של רכבת מגלב בסין, הגיע למהירות 431 קמ"ש:

https://youtu.be/ObGVc-1HBik
רכבת ריחוף מגנטי
מהי הרכבת המגנטית המהירה בעולם?



בשאנגחאי שבסין נבנתה רכבת המגלב (קיצור של המילים MAGnetic LEVitation) המהירה ביותר בעולם. המגלב, רכבת הריחוף המגנטי, היא רכבת שבמקום לנסוע על פסי רכבת היא מרחפת מעל מסילת הרכבת, בלא שהיא זקוקה לגלגלים. הנעת הרכבת בשיטת ריחוף מגנטי היא בעזרת כוח אלקטרומגנטי. כוח זה נוצר באמצעות מגנטים ואלקטרומגנטים שדוחפים את הרכבת כלפי מעלה מהמסילה ואחרים שדוחפים את הרכבת קדימה, בהתאם להוראות נהגי הרכבת.

רכבת ריחוף מגנטי, שמפותחת בגרמניה מאז שנות ה-30 של המאה הקודמת, נוסעת במהירות גבוהה יותר מרכבות רגילות שנוסעות על גלגלים ולכן היא הרכבת המהירה ביותר בעולם. בניסויים הגיעו רכבות מגלב למהירויות של כמעט 600 קמ"ש. העובדה שאין מגע פיזי בין הרכבת למסילה מונעת חיכוך ביניהן ולכן הנסיעה מהירה וחלקה מאד. חסרונה של רכבת זו שהיא גורמת רעש גדול יותר מבחוץ ובנייתה היא יקרה הרבה יותר.


הנה התכנית המקורית של הרכבת המהירה בתבל:

http://youtu.be/tOK1goFBWQM


על רכבת המגלב:

http://youtu.be/SUBUTo82EQw


נסיעה בתוכה:

http://youtu.be/PTo-krTSZBA


הטכנולוגיה של רכבת המגלב:

http://youtu.be/aIwbrZ4knpg
מייקל פאראדיי
מיהו מייקל פאראדיי שאילף את החשמל?



פאראדיי הוא חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, הוא לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. הוא היה בן עניים שנאלץ לעבוד בעבודות קשות לפרנסתו וכדי לפרנס את משפחתו. במהלך עבודתו ככורך ספרים הוא קרא כמעט כל ספר שעבר תחת ידיו. כשביקר בהרצאות של מדען מפורסם בשם המפרי דייווי הוא כתב ספר עם תוכן ההרצאות. המדען, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, לקח אותו בתור עוזר והוא החל ללמוד מדע בעצמו, במהלך העבודה.

החריצות והתבונה של מייקל פאראדיי אפשרו לו ללמוד במהירות, כמעט בעצמו. די מהר התלמיד עלה על המורה והוא בנה את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" ניתן לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי. תגליותיו הפכו את החשמל שאנו משתמשים בו כיום כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל היה אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.

פאראדיי שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית. הוא נחשב לחוקר החשוב בהיסטוריה, בתחומים של המגנטיות והחשמל. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה, אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם ניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמל ועוד.


בקצרה תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:

http://youtu.be/dNXdF12U4wo


סרט מומלץ בשני חלקים, שבו מוצגת דרכו של פאראדיי אל המחקר המדעי, גילוי האלקטרומגנטיות ובניית המנוע החשמלי הראשון בהיסטוריה.

חלק א':

http://youtu.be/TEVEBzNSwTU


חלק ב':

http://youtu.be/yVDHKKTC4tA


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.