В «Сириусе» в рамках работы профильных инженерно-математических классов сочинским школьникам провел лекцию Александр Королев, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения РАН (ИФМ УрО РАН). Тема встречи – основы физики магнитных явлений и кривая намагничивания.
«Лекцию я начал с того, что многие ученые, прежде всего физики, говорят, что уровень цивилизации определяется уровнем потребляемой энергии», – отметил Александр Королев.
Метод измерения технологического развития цивилизации, основанного на количестве энергии, которое она может использовать для своих нужд, называют Шкалой Кардашева. Эта величина – явление чисто гипотетическое, даже спорное, однако оно отражает энергопотребление цивилизации в космической перспективе.
«А физика магнитных явлений, о которой я рассказывал, – это научная область, которая обеспечила нам рывок в потреблении энергии. Чтобы энергию потреблять, ее надо еще и производить. Так вот, производство электроэнергии можно датировать XIX веком, временем открытия Фарадеем закона электромагнитной индукции – основы современного промышленного производства электричества и многих его применений», – продолжил ученый.
Из лекции Александра Королева школьники узнали, что такое магнитные весы Фарадея (индукционный магнитометр, предназначенный для измерения магнитных свойств материалов), обсудили основные идеи и опыты магнитной левитации (метод подъема объекта с помощью лишь магнитного поля) и подробно прошлись по понятиям диа- и парамагнетизма.
«Во времена английского физика Уильяма Гильберта и вплоть до научных открытий Фарадея вещества делили на магнитные (образец притягивается к магниту) и немагнитные (образец не притягивается к магниту). Фарадей показал, что все вещества являются магнитными и могут быть: а) диамагнитными (образец вещества отталкивается от магнита), б) парамагнитными (притягивается) и в) ферромагнитными (сильно притягивается)», – рассказал Королев.
Измерить зависимость намагниченности или магнитной индукции от напряженности магнитного поля можно с помощью специальной кривой.
«Намагниченность может зависеть от разных факторов. И когда мы ее изучаем, причем с помощью самого простейшего графика, мы получаем массу информации. Например, о том, как сделать магнитный материал (он может быть разным и представлять из себя сплавы, химические соединения, жидкости, твердые вещества). Мы начнем понимать, как собрать генератор или двигатель. Возможности огромные», – отметил педагог.
По словам спикера, физику магнитных явлений можно считать не только существенной составляющей современных представлений о природе, но и основой технической оснащенности нашей цивилизации.
«Кривая намагничивания являлась и является добротным и универсальным инструментом для закладки фундамента и развития этой мощной науки», – подытожил Александр Королев.
