Lodestone :정의 및 자기 특성

Lodestone 은이 독특한 석재 내에서 발견되는 자기 특성에 부분적으로 대출되는 고유 한 정의를 가지고 있습니다. 이 용어는 내비게이션에 많이 사용 된 천연 자기 나침반으로서 Lodestone의 가장 초기 용도 중 하나를 반영합니다.

자철석이란 무엇입니까?

마그네타이트는 화학식 Fe 3 를 갖는 철의 산화물입니다. o ₄ . 자철석은 검은 색 또는 짙은 갈색이며, 작은 마그네타이트 조각은 대부분의 화성암과 퇴적암에서 발견됩니다. 자철석은 남미, 호주, 미국, 유럽 및 중국을 포함한 전 세계 여러 지역에서 찾을 수 있습니다. 자연적으로 자화 화 된 자성 화 버전 인 고농도의 Lodestone은 탄자니아에서 발견되었으며 나침반 판독 값에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. Lodestone은 보통 지구의 표면 근처에서 발견됩니다.

미네랄로서, 자철광은 결정질 미세 구조를 갖는다. 이는 자성 화자가 구성되는 원자가 특정 격자 프레임 워크로 구조화 된 것으로 고도로 정렬된다는 것을 의미합니다. 마그네타이트의 경우, 결정계는 등각성이며, 이는 결정의 단위 셀이 큐브임을 의미한다. 마그네타이트를 찾는 가장 일반적인 형태는 팔면체 결정입니다.

미네랄 마그네타이트는 자연적으로 자기장에 끌립니다. 자체는 자석이 아닙니다 (즉, 자기장을 생성하지 않음)

자철석은 어떻게 자기가 되나요?

lodestone이 되려면 자철석이 자화되어야합니다. 일반 자철석은 자기 형성되지 않으며 실제로 대부분의 자철석은 전혀 자화 할 수 없습니다. 자력이 자화되기 위해서는 특정 결정 구조와 화학적 조성이 있어야합니다. Lodestone은 주로 마그네타이트로 형성되지만 마그 헤이트 (산화 된 자철광) 및 기타 금속 이온 불순물의 포함이 있습니다. 이러한 불순물과 포함은 마그네타이트의 결정 구조가 불균일하게 발생하고 미네랄이 자화 된 후에 미네랄이 저항 할 수있게한다.

지구의 자기장이 자철석 조각을 자화하여 lodestone을 형성하는 것이 먼저 이론화되었다. 그러나, 지구의 자기장이 너무 약하 (0.25 ~ 0.65 가우스)가 미네랄 마그네타이트에서 이러한 변화를 일으키는 것으로 밝혀졌다. 그 이후로, 인간이 발견 한 lodestones를 형성하기 위해 자화 된 자철석이 번개 타격을 통해 그렇게한다는 이론이 이론화되었습니다.

번개는 폭풍 구름과 땅 사이의 전기 불균형의 결과입니다. 불균형은 불안정하고 전류 형태의 전기 방전에 의해 보정됩니다. 구름에서지면으로의 전자의 빠른 흐름이 혈장을 생성하여 흑체 방사선을 가시 광으로 방출하기 때문에 전류는 번개로 나타납니다. 번개가 지구에 닿으면 매우 강한 전자기장을 생성합니다. 자성 화자를 자화하여 로스톤을 생성하는 것은 매우 강한 자기장입니다. Lodestones는 일반적으로 땅에 깊이 묻히지 않은 지구 표면 근처에서 발견되기 때문에 번개가 실제로 자성을 마그네타이트로 자화하는 데 필요한 자기장을 제공 할 가능성이 매우 높습니다.

1500 년대에 고생물 자석 분야의 최초의 과학자 (암석의 자기 연구)에서 최초의 과학자였던 윌리엄 길버트 박사는 Lodestone 자기의 사용을 지배하는 규칙과 Lodestone의 특성이 지구의 자기 분야를 더 잘 이해하기 위해 연구 할 수있는 방법을 발견하기 위해 노력했습니다. Gilbert 박사는 물체가 가열 된 다음 자기장의 존재에서 냉각되는 열병 자화라는 공정에서 열을 사용하여 자화가 발생할 수 있음을 발견했습니다.

자성은 어떻게 작동합니까?

자기장은 힘 필드의 영향을받을 수있는 물체의 매력이나 반발을 일으키는 힘입니다.

자기는 자기 재료의 원자에서 전자의 스핀에 의해 야기된다. 전자는 스핀의 특정 방향을 갖는 음으로 하전 된 아 원자 입자입니다. 전자가 짝을 이루지 않은 경우, 반대 방향으로 회전 할 다른 전자가없고 쌍을 이루지 않은 회전 전자에 의해 생성 된 작은 자기장을 취소하지 않습니다. 임의의 방향으로 재료의 모든 짝을 이루지 않은 전자가 회전하는 경우, 재료에 의해 가해지는 자기장의 힘은 약하거나 완전히 존재하지 않는다. 그러나 모든 짝을 이루지 않은 전자가 같은 방향으로 회전하면 결과는 재료에 의해 생성 된 강력한 자기장이 될 수 있습니다.

예를 들어, 철의 각 원자는 4 개의 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있으며 모두 동일한 방향을 갖습니다. Lodestone과 같이 비교적 강한 자기장을 생성하는 물체가 같은 방향으로 철 조각에 의해 반복적으로 통과 될 때, 철의 각 원자에 짝을 이루지 않은 모든 전자가 정렬되어 철 조각이 자화됩니다.

어떤 목적으로 로스톤이 사용 되었습니까?

Lodestone 조각이 줄에서 매달리고 자유 평면 운동이 허용되면 Lodestone의 가장 긴 축을 따라 지구 자기장의 북쪽 극성과 정렬됩니다. 당연히이 Lodestone 의이 특성으로 인해 자연 나침반으로 사용되었습니다. 철 조각이 lodestone과 만지면 철은 일시적으로 자화되고 지구의 자기장과 북쪽과 남쪽을 가리키는 지구의 자기장과 정렬됩니다. 이것이 첫 번째 나침반 ​​바늘을 만드는 방법입니다.

기원전 600 년 이래로 사람들은 Lodestone의 자기 특성을 알고 있습니다. 고대 그리스인들은 로데스톤이 돌에 '마법의'속성을 준 영혼을 소유하고 있다고 믿었습니다. 중국인은 Lodestone을 나침반뿐만 아니라 미래를 예측하기위한 도구로 사용했습니다. 오늘날 우리가 가진 자기를 이해하면서, Lodestone은 자성이 학생들에게 어떻게 작동하는지 보여주는 교육 도구로 더 일반적으로 사용됩니다. 오랜 세월 동안 Lodestone은 인류와 함께 놀라운 여행을 해왔습니다.