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 (עברית):

http://youtu.be/6v6Jxece_m4


על השדה המגנטי ומגנטים הנמשכים ודוחים אחד את השני (מתורגם):

http://youtu.be/RUrEJuCDgBo

המצפן הוא מכשיר ניווט שמצביע תמיד על הכיוון צפון-דרום. המצפן מתבסס על השדה המגנטי של כדור הארץ, כדי להצביע על הכיוונים ולאפשר לאנשים שמנווטים ביבשה או בים, להגיע ליעד.

באמצעות הצבעה על הקטבים המגנטיים של כדור הארץ (מיקומם קרוב לקטבים הגאוגרפיים) איפשר המצפן בתקופות קדומות ליורדי ים ולספנים להתבסס על הכיוון שנתן להם ולהגיע לחוף היעד, זאת כיוון שבמרחבי האוקיינוסים רק הכיוון איפשר ניווט ואין תכסית אחרת שאיפשרה זאת.

משערים שהשימוש במצפן החל לראשונה בסין. מכתב סיני מהמאה הרביעית לספירה ניתן ללמוד על שימוש במצפן. הסינים מייחסים באופן מסורתי את המצאתו לקיסר הצהוב, אם כי בימי קדם לא פעם השליטים נטו לקבל את האשראי על המצאות ופיתוחים שנוצרו על ידי המומחים שעבדו בשבילם. לקראת סוף ימי הביניים הגיע המצפן למערב, יתכן שעל ידי הסוחרים שפעלו בדרך המשי.

אגב, משהגיע המצפן לאירופה, במאה ה-15, נראה הדיוק שלו כמעשה של השטן. המלחים הנוצרים היו שטופי אמונות טפלות ודעות קדומות. בשל חששם שלמצפן יש כוחות שטניים, נהגו רבי החובלים לנעול את המצפנים בתאיהם שבאניות, כדי שהמלחים לא יפגעו בהם..


הנה סרטון מצגת ארוך ודי מקיף בעברית על המצפן:

http://youtu.be/ZYZ7E4-kBP4


וגם מצפן יכול להתקלקל וזה יכול להיות חמור בניווט הישרדות. הנה דוגמה לבדיקת מצפן שחשוד כמזייף:

http://youtu.be/iBssANwQfqg

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


והציפורים הנודדות שעוברות בסתיו מעל ישראל:

http://youtu.be/fvdXjZgLtFY

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.

ואגב, כמו בכל מקרה של ברזל בעולם, גם הברזל שנמצא באבן החול יכול לגרום לה למגנטיות ברמה מסוימת.


הנה תצורות של אבן חול:

http://youtu.be/SuWWnwkJ0uo

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

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.

בדיוק כמו שעטלפים משתמשים בגלי קול כדי לנווט בחושך, כך מסייע השדה המגנטי לזהות את הבלתי נראה שמתחת לאדמה. כך מצליחים לאתר עצמים תת-קרקעיים, מאוצרות שהוטמנו בעבר בקרקע, דרך ממצאים ארכיאולוגיים ועד לזיהוי מוקשים צבאיים.


הנה אוצר שנמצא באנגליה בעזרת גלאי מתכות פשוט (עברית):

http://youtu.be/w9ZG962eT9A


מחפש אוצרות המשתמש בגלאי מתכות לחיפושים:

http://youtu.be/33Jc_tnnpa4


ומחפשת חופים מחפשת מציאות בשקט:

http://youtu.be/8A7v5u0QSi8

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


והטכנולוגיה של רכבת המגלב:

http://youtu.be/aIwbrZ4knpg

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


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

https://youtu.be/ObGVc-1HBik

מייקל פאראדיי (Michael Faraday) היה חוקר יוצא דופן בהיסטוריה האנושית. הוא נחשב לאחד מאנשי המדע החשובים בהיסטוריה, וזאת על אף שלא זכה ללמוד באוניברסיטה.

כן, בניגוד לחוקרים שרוכשים השכלה ואז חוקרים, האיש לא רכש השכלה מדעית של ממש והידע שלו במתמטיקה היה מועט. למעשה, 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 כרך שלם, של כל תוכן ההרצאות ושלח למרצה המדען.

כשהמדען דייווי, שמעט הסתייג ממנו בתחילה, נפצע בתאונת מעבדה, נפגעה ראייתו והוא התקשה לכתוב. אז החליט לתת למייקל הצעיר הזדמנות ולקח אותו בתור כותב פתקים ומסכם של מה שהמדען חשב, הסיק וגילה. דיווי התרשם מהבחור וכשאחד מעובדי המעבדה פוטר, הוא הציע לפאראדיי לעבוד במעבדה בתור אסיסטנט לכימיה.

די מהר התלמיד עלה על המורה. כי במהלך העבודה פאראדיי החל ללמוד מדע בעצמו. הסקרנות האינסופית שלו והתשוקה לידע ולמדע, ביחד עם חריצות ותבונה נדירים, אפשרו למייקל פאראדיי ללמוד במהירות, כמעט בעצמו, את כל מה שצריך ואף יותר.

הוא היה עקבי ועקשן. שוב ושוב הוא ערך ניסויים במעבדה, בחן ולמד איפה טעה, שיפר וחזר על הניסוי המתוקן, עד שקיבל את התוצאה שצפה.

כך הוא בנה למשל את הדינמו - המנוע החשמלי הראשון אי-פעם. בתגית "מנוע הומופולרי" תוכלו לראות כיצד הבין את הכוחות האלקטרומגנטיים כבר ב-1831 והביא את האנושות לעידן המנוע החשמלי.

תגליותיו של פאראדיי הפכו את החשמל, שאנו מרבים להשתמש בו כל כך הרבה, למקור אנרגיה עיקרי וזמין לכולם. החשמל הוא אחד הגורמים החשובים למהפכה התעשייתית של אירופה.

פאראדיי שהיה בעצם כימאי, נודע מאז כאחד מגדולי הפיזיקאים וכראשון שהבין את האנרגיה החשמלית.

בתחומים של המגנטיות והחשמל פאראדיי נחשב לחוקר החשוב ביותר בהיסטוריה. הניסויים הרבים שעשה בחייו תרמו רבות לתחומי האלקטרומגנטיות והאלקטרוכימיה. הם גם אפשרו לו לנסח את חוק פאראדיי ולהמציא את מבער הבונזן. הוא גם מי שניסח את שיטת האלקטרוליזה להפרדת כימיקלים על ידי זרם חשמלי ועוד.

הענווה של פאראדיי הייתה גם היא נדירה. תגליותיו והמצאותיו הקנו לו פרסום רב, אך הוא סירב לכיבודים. הוא דחה את תואר האבירות ותואר סר שהוצעו לו מבית המלוכה, בטענה שהוא מעדיף להיקרא עד יומו האחרון "רק מר פאראדיי".

גם להצעה שקיבל פעמיים, להיות לנשיא החברה המלכותית, תפקיד ותואר מהחשובים בקהילה המדעית של האימפריה הבריטית, הוא ענה בשלילה שוב ושוב.


הנה בקצרה על תולדות חייו של מייקל פאראדיי, ממציא החשמל:

http://youtu.be/dNXdF12U4wo


טבעת ההשראה החשמלית שמייקל פאראדיי יצר (מתורגם):

https://youtu.be/5HlQnEPalS4


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


סיפורו של מייקל פאראדיי והמצאת החשמל לילדים (עברית):

https://youtu.be/OmfypSQlx-A?t=1m20s&longyes