» «

קרינה סלולארית

אלקטרומגנטיות
מהי אלקטרומגנטיות?


אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת (Electromagnetism) היא הקשר המיוחד שבין חשמל למגנטיות. זהו תחום בפיזיקה שעוסק בתופעות הקשורות למטען חשמלי.

אֱלֶקְטְרוֹמַגְנֵט הוא מגנט שנוצר מזרם חשמלי. אלקטרומגנט ניתן ליצור באמצעות כל תיל (חוט) שבו עובר זרם חשמלי, המייצר מסביבו שדה מגנטי.

איך יוצרים אלקטרומגנט? - ניקח את הסילונית, שהיא פיסת תיל מבודד, כלומר שיש בידוד מסביבו. אם זרם חשמלי עובר דרך הסילונית וכל עוד עובר בה זרם, תתנהג הסילונית כמגנט. כלומר, יהיה לה שדה חשמלי חזק, שיש בו קוטב דרומי וקוטב צפוני.

אגב, אם מפזרים אבקת ברזל סביב תיל, ניתן לראות שכשהזרם החשמלי מופעל ועובר בו, חלקיקי אבקת הברזל יסתדרו במעגלים, לפי השדה המגנטי שהתיל יוצר.

השדה האלקטרומגנטי או שדה כוח אלקטרומגנטי מורכב משדה חשמלי ושדה מגנטי שנעים ביחד כשהם מצומדים. במילים אחרות, אובייקטים בעלי מטען חשמלי שנמצאים בתאוצה, מתפשטים יחד ומשפיעים זה על זה, מה שיוצר את השדה האלקטרומגנטי.

אלקטרומגנטיות היא תופעה מדהימה. כבר ב-1820 גילה הנס כריסטיאן ארסטד (Ørsted) פרופסור לפיזיקה וכימיה מדנמרק, שזרם חשמלי שזורם דרך תיל, גורם למחט של מצפן סמוך להסתובב ולסטות מהצפון. הוא היה הראשון שזיהה קשר כלשהו בין חשמל למגנטיות.

מייקל פאראדיי, מגלה האלקטרומגנטיות, היה הראשון שהבין שישנו שדה חשמלי שמקיף כל מטען חשמלי בעולם. השדה החשמלי הזה זז עם המטען החשמלי לכל מקום שבו נמצא המטען החשמלי הזה. פאראדיי שיער גם שטלטול של המטען החשמלי מייצר "קרינה אלקטרומגנטית". ב-1931 הוא מצא ששדה מגנטי משתנה, שיצר מגנט מתנועע, יכול להביא לזרימת חשמל בסליל מוליך. מכאן יווצרו הגנרטורים, מחוללים של חשמל, שמייצרים כיום חשמל בכמויות חשמל, על ידי כוח מגנטי משתנה, המניע אלקטרונים בתיל, בכיוון מסוים ובכך יוצרים זרם.

גם זרם חילופין יוצר שדה אלקטרומגנטי. זו אחת התרומות של ניקולה טסלה, ממציא זרם החילופין והאיש שלו אנו חייבים את מערכת החשמל המודרנית.

באמצעות הקרינה האלקטרומגנטית עובדים כיום מכשירים כמו הרדיו, הטלוויזיה, הטלפון הנייד, הרנטגן, המיקרוגל ועוד. הדבר המדהים שרובנו לא יודעים הוא שגם אור הוא קרינה אלקטרומגנטית.


הנה הסבר של האלקטרומגנטיות ואיך אנו חווים אותה ביום יום, באור, גלי הרדיו ועוד:

https://youtu.be/O0PawPSdk28


הדגמה של האלקטרומגנטיות:
כלוב פאראדיי
מהו כלוב פאראדיי?



כלוב פאראדיי הוא כלוב שקרינה חשמלית אינה חודרת אליו. בזכות החומר שממנו הוא עשוי, הכלוב מקטין את השדה החשמלי שבתוכו ל-0. כלוב הפאראדיי צריך להיות גוף סגור, שמורכב כולו מחומר מוליך חשמל, כמו ברזל, אלומיניום וכדומה.

העיקרון של כלוב פאראדיי נקרא על שם מגלה האלקטרומגנטיות מייקל פאראדיי, שהתבסס על תיאוריה של המדען הגרמני קרל פרידריך גאוס. האחרון הראה שמוליך חשמלי גורם לאיפוס של השדה החשמלי, כלומר אינו מאפשר לקרינה האלקטרומגנטית לעבור אותו. כשמייקל פאראדיי נתקל בחישוביו של גאוס הוא החליט לבנות מעין כלוב מתכת, שלא יאפשר לשדה האלקטרומגנטי שבחוץ לחדור פנימה ויחסום את הקרינה.

עד היום משמשים כלובי פאראדיי בחיי היום יום שלנו. מכשירים רבים נבנו בתוך מארזי מתכת כדי למנוע שיבושים בשל השראה חשמלית של קרינה חשמלית מבחוץ. גם חוסר הקליטה הסלולארית שאנו מכירים מהמעלית למשל, הוא כלוב פאראדיי. גם המיקרוגל מונע מהקרינה לדלוף החוצה על ידי המבנה המתכתי שלו, שיוצר כלוב פאראדיי. מקומות שונים, כמו בתי חולים וחדרי ניתוח, מונעים קליטה סלולארית על ידי יצירה של כלוב פאראדיי זמני.


פעילות קצרה למחשבה:
האם תוכלו לחשוב על עוד כלובי פאראדיי שאתם מכירים מהעולם שמסביבנו? האם תוכלו לחשוב על בעיה שכלוב פאראדיי יוכל לפתור בעולם?


הנה הדגמה של כלוב פאראדיי:

http://youtu.be/XLrmq5IPvuw?t=31s


הנה אנשים בכלוב פאראדיי שנחשפים ולא נפגעים מחשמל מסוכן:

http://youtu.be/x7uCAvEhP1E


הסבר של כלובו של פאראדיי:

http://youtu.be/yHfgqDcEqfA


והדגמה של כלוב פאראדיי על בובה בכלוב אלומיניום:

http://youtu.be/WqvImbn9GG4
קרני מוות
מהן קרני המוות של טסלה?



רבים לא יודעים שבסוף חייו ניסה הממציא הגאון ניקולה טסלה, לפתח "קרני מוות" (Death Rays). זוהי המצאה שהייתה אמורה להיות מסוגלת לפוצץ מטוס באוויר, טנקים בשדה הקרב ואפילו צוללות מתחת לפני הים. הרעיון נבט בראשו של טסלה הזקן והוא אף פרסם אותו בעיתונות, אך הוא זכה לביקורת קטלנית על קרני המוות הללו, בעיקר כיוון שלא יכול היה להציג דבר מלבד רעיון ראשוני וכנראה גם ללא בסיס הנדסי או מדעי של ממש. ואכן, קרני המוות מעולם לא פותחו על ידי ניקולה טסלה ומלבד פרסומם כרעיון הוא לא הספיק ליישם בחייו דבר בתחום זה.

באופן אירוני, הצליח טסלה לחזות את העתיד או לפחות את הצד המשונה שלו.. המדע המודרני הכמעט בידיוני גילה מאז את קרני המוות, בעת שפיתחה ארצות הברית את תכנית ההשמדה של טילים רוסיים בחלל. התכנית, שזכתה לשם "מלחמת הכוכבים", התבססה על השמדה באמצעות קרניים דומות ולבסוף התגלתה כלא מעשית. ואולי כן, שכן כיום טוענים ההיסטוריונים ש"מלחמת הכוכבים" היה אחת הסיבות להתמוטטות הגוש הקומוניסטי ומירוץ החימוש הגרעיני..

הטכנולוגיה הצבאית בימינו יודעת לעשות דברים רבים שהם מתקדמים מאד, כמו הנשק הסקלרי שמתבסס על אנרגיה אלקטרומגנטית חזקה פי כמה מאבק שריפה לירי של פגזים. קרני מוות, שפעלו כנשק לייזר ימי, פותחו למשל על ידי ארה"ב ובריטניה. בשנות ה-80 הבריטים כמעט והשתמשו בהן במלחמת פוקלנד, כדי לסנוור טייסים של ארגנטינה, יריבתה של אנגליה בעימות.


הנה קטע ממשחק שבו יורים קרני מוות מ"מגדל טסלה" שהמציא ניקולה טסלה:

https://youtu.be/gm41frzxtFM


והנה חששות של אנשים שפיצוץ שאירע בארה"ב היה תוצר של תקלה בקרני מוות שמפתח הצבא:

http://youtu.be/h_0WYF6dT6M


הנה דיווח מהשנים האחרונות על כך שלארה"ב כבר יש נשק מסוג זה שפוגע במטוסים:

http://youtu.be/bTCQvhlz4L8


ומטוס בואינג מצויד במערכת ירי לייזר להשמדת טילים:

http://youtu.be/6w-ql8msl0U


סרט רוסי עם תרגום על ההמצאה המפחידה של טסלה:

https://youtu.be/Bewore4Tl9M?long=yes


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.