المغناطيس

مقدمة :-

اكتشف الإنسان قديمًا نوعًا مميزًا من الحجارة السوداء تختلف عن أنواع الحجارة الأخرى المعروفة ، إذ كان بإمكان هذه الحجارة أن تجذب إليها قطع الحديد الصغيرة .

وكان العرب هم الذين أدخلوا البوصلة إلى أوربا في العصور الوسطى عن طريق إسبانيا ( الأندلس) وبذلك تمكن الأوربيون من تحقيق اكتشافاتهم الجغرافية والتجارية الكبرى خلال القرنين الخامس عشر والسادس عشر.
ويستخدم المسلمون البوصلة هذه الأيام في تحديد اتجاه الكعبة المشرفة .

وتصنع بعض الأدوات مثل مفك البراغي ممغنطًا ، فإذا سقط برغي صغير في مكان ضيق داخل جهاز كمبيوتر مثلاً ، لا تصله اليد بسهولة ، يكون في مقدرة الفني التقاطه بسهولة باستخدام مفك البراغي الممغنط.

ولعل أكثر ما يثير الاستغراب والدهشة حول موضوع المغناطيسية هو أننا نعيش على سطح مغناطيس عملاق ، فللأرض قطبان مغناطيسيان تمامًا كالمغناطيس العادي أحدهما شمالي يقع في الجنوب الجغرافي للأرض وآخر جنوبي ويقع في الشمال الجغرافي للأرض. 

كيف تم اكتشف المغناطيس :-

اكتشاف المغناطيس يعود الفضل في اكتشاف المغناطيس من قبل راعي كبير في السن يسمى بماغنس، وكان ذلك عندما كان يرعى بغتمة في منطقة ما في شمال اليونان وذلك قبل 4000 سنة وكان يعرف باسم أكسيد المغنيسيوم، وفجأة علقت بعض المسامير في خذائه، وكانت تتمسك بشدة بين حذائه والصخور السوداء التي كان يقف عليها، فقرر حفر الأرض للعثور على مصدر الجذب، فوجد أكسيد الحديد الأسود وهي مادة المغناطيس الطبيعي Fe3O4، وسُميت هذه الصخور فيما بعد باسم المغنتيت، ووجدت بعض الكتابات التي تعود إلى القرن الأول لكريتيوس وبليني الأكبر بأنّه يوجد بالقرب من نهر السند حجر كامل يجذب الحديد إليه، وأشار إلى القوى السحريّة لهذه الأحجار، وبعد اكتشاف هذا الحجر تم البدء بسرد الخرافات الكثيرة كالقوى السحريّة، وقدرته الكبيرة على شفاء المرضى، والتخلص من الأرواح الشريرة، وجلب السفن المصنوعة من الحديد، والبعض اعتقد أنّه السبب في ضياع السفن عندما ترسو على البحر، وقد زعم أرخميدس بأنه يمكن نزع المسامير المثبتة في سفن العدو بواسطة هذا الحجر، وهذا يساعد على غرقهم، وتم استخدام اسم بديل لأكسيد الحديد الأسود كحجر المغناطيس أو حجر الرائدة. قام الصينيون قبل نحو 4500 عام بتطوير بوصلة الملاح، وكانت الجوالة جيلبرت بيتر هو أول من حوال فصل الخرفات عن الحقيقة في عام 1269، حيث كتب كل ما كان معروف عن المنغنيت، وقد كتب واحداً من التقارير العلميّة التي لها تأثير كبير على هذا العالم، وقد ساهم في فهم المغناطيسيّة عام 1600، وقد أدرك في البداية بأن الأرض مغناطيس عملاق، وذلك بسبب وجود نسبة الحديد الكبيرة فيه، واكتشف أنّ التسخين يساعد على فقدان المغناطيسيّة، وخلال 1820 أثبت الدنماركيّ هانز كريستيان أورستد أنّ المغناطيسية والمتعلقة بالكهرباء من خلال جلب سلك يحمل وثيقة التيار الكهربائي إلى البوصلة المغناطيسية، والتي تسببت انحراف إبرة البوصلة، وكان الأستكتلندي جيمس كلارك ماكسويل الذي أسس الشك في العلاقات المتداخلة بين الكهرباء والمغناطيسية، وأصدر سلسلة من المعادلات البسيطة التي هي أساس نظرية الكهرومغناطيسية اليوم، وقد وضع ماكسويل أفكاره في عام 1862، وبعدّ أكثر من ثلاثين عاماً وتحديداً في عام 1897 اكتشف طومسون الإلكترون، والجسيمات التي تعتبر أساسية جداً لفهم الحالي كل من الكهرباء والمغناطيسية.

المغناطيس وتطبيقاته في الحياة اليومية:-

لقد جذب المغناطيس الكثير من العلماء كي يتعرفوا على خصائصه وأهمية تواجده في الكون،وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه" الجماهر في معرفة الجواهر" فصلا ًعن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهرباء) وهي جذبهما للأشياء، الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق.
واستخدم المغناطيس في الطب القديم لإزالة البلغم ومنع التشنج، وأشار الأطباء المسلمون إلى أنه إذا أمسك المريض حجر المغناطيس زالت التقلصات العضلية
من أطرافه، وكانوا يستخدمون حجر المغناطيس في تخليص الجسم من قطع الحديد التي تدخل فيه بطريق الخطأ وذلك بإمرار المغناطيس فوق جسم المصاب، وذكروا أن حجر المغناطيس يسكن أوجاع المفاصل والنقرس إذا وضع - بعد دعكه بالخل - فوق مواضع الألم.كان العرب القدامى يعالجون الجهاز البولي للنساء بالمغناطيس.وفي أنكلترا قام "وليم جلبرت"، طبيب الملكة إليزابث بحوثاً  حول المغناطيس أستمرت مايقارب سبعة عشر عاماً البحث والتجربةالتي اعتمد في تمويلها على ثروته الموروثة، كما عاونته الملكة نشر النتائج التي توصل إليها في أول مؤلف إنجليزي كبير للعلوم: "في المغناطيس... والمغناطيس الأعظم وهو الأرض" . لقد وضع إبرة بوصلة محورية، على التعاقب: في نقطة مختلفة، على حجر مغناطيس كروي. وسجل بخطوط على الكرة الاتجاهات التي اتجهت إليها الإبرة على التوالي، ومد كل خط ليشكل دائرة كبيرة حول الحجر، ووجد أن كل هذه الدوائر قطعت الكرة في نقطتين متقابلتين تماماً، وكان هذان هما القطبان المغناطيسيان اللذان اعتبرهما جلبرت خطأ، في حالة الأرض، القطبين الجغرافيين. ووصف الأرض بأنها مغناطيس ضخم، وفسر، بناء على ذلك الإبرة المغناطيسية، وأظهر أن أي قضيب حديدي يترك لمدة طويلة في وضع شمالي جنوبي لا بد أن يصبح ممغنطاً. والمغناطيس الذي يوضع على أي من قطبي حجر المغناطيس الكروي، يأخذ وضعاً عمودياً على الكرة. وإذا وضع في أية نقطة متوسطة بين القطبين (وهي النقط التي تكون خط الاستواء المغناطيسي) يأخذ وضعاً أفقياً. وانتهى جلبرت إلى أن انحراف الإبرة يكون أعظم، كلما وضعت أقرب إلى القطبين الجغرافيين للأرض. وعلى الرغم من أن هذا لم يكن صحيحاً تماماً، فقد أكده تقريباً هنري هدسن في ارتياده المنطقة المتجمدة الشمالية . ومن ملاحظات  ه الخاصة، رسم اتجاهات لحساب خط العرض من درجة الانحراف المغناطيسي. وذهب إلى أنه "من حول جسم مغناطيسي تنتشر القوة المغناطيسية ف  ي كل ناحية". ونسب دوران الأرض إلى تأثير هذا المجال المغناطيسي...
ترسل الأرض الطاقة المغناطيسية إلى كل الكائنات الحية الإنسان والحيوان النبات. وللأرض كمغناطيس طبيعي قطبان شمالي وجنوبي. ويقع القطب الشمالي في أقصى الشمال من أمريكا الشمالية، أما ال  قطب الجنوبي فيقع إلى الجنوبي من فكتوريا في قارة استرالياً. ولا تبقى مواقع القطبين ثابتة بل تجرى عليها تغيرات بطيئة. وهناك عدة نظريات حول منشأ مغناطيسية الأرض ليس هنا مجال ذكرها، وإثما الذي يهمنا هو أن الأرض مغناطيس طبيعي ضخم.
والجسم الإنساني مغناطيس آخر، وله جهات مغنا  طيسية، فيعتبر الرأس والجزء العلوي من الجسم قطبه الشمالي، أما القدمان والجزء السفلي من الجسم فهو قطبه الجنوبي. هذا عمودياً، أما أفقياً فالجهة اليمنى قي القطب الشمالي والجهة اليسرى هي القطب الجنوبي. كذلك تعتبر الجهة الأمامية قطباً شمالياً والجهة الخلفية قطباً جنوبياً.بتوافق مع قوانين القوى فإن أي حركة أو عمل يتم في الاتجاه الصحيح يؤدي إلى النتائج الحسنة أو إلى اضطرابات واختلالات أقل شدة منه إذا تم في الاتجاه المعاكس. فإذا ما نام الإنسان ورأسه إلى قطب الأرض الشمالي وقدماه إلى قطبها الجنوبي فإنه يتجنب الأرق وعدم الراحة لأنه يحقق التوازن الطبيعي كما تحققه قطعة المعدن المعلقة في الهواء حيث تتجه إلى الاتجاه المغناطيسي الطبيعي. وسبب الراحة هو أن التيارات المغناطيسية بين القطبين الأرضيين تؤثر على الجسم عندما يكون في اتجاهها تأثيراً إيجابياً  .
وقد كان بعض الأقدمين يضعون من يحتضر على الأرض وبالاتجاه المغناطيسي الأفضل، أي يكون رأسه إلى القطب الشمالي الأرضي، وذلك لتخفيف النزع معتقدين أن الروح تغادر الجسد بألم وشدة أقل. ولقد أثبتت التجارب التى أجريت في اليابان في الخمسينيات من القرن الماضي بأن وجود الانسان لفترات طويلة بمعزل عن التأثير المباشر للقوى المغناطيسية الطبيعية يؤدي الى حدوث خلل في الاتزان البيولوجي للجسم البشري، و المتمثل في فقدان الحيوية و النشاط ، و آلام و أوجاع متفرقة في انحاء الجسم، بالاضافة الى صداع متقطع ، و احساس بالدوخة ، وهذه الأعراض تجعلنا عرضه ، و فريسة سهلة للعديد من الأمراض ، و التى يمكن لبعضها أن يكون فتاكا.
وقدلقد اثبتت الكثير من الأبحاث و التجارب التى أجريت في عدة مراكز علمية متخصصة ف  ي مختلف دول العالم ، بأن أحد الأسباب الرئيسة المسببة للعديد من المشاكل التى تعاني منها البشرية الآن مرتبط ارتباطا وثيقا بالتغيرات التى تحدث على مستوى المجالات المغناطيسية لكوكب الأرض.

  

 للمجال المغناطيسي :-

1- توليد التيار الكهربائي ويعتبر هذا الاستخدام أهم استخدام للمغناطيس في عصرنا الحالي لكونه ينتج مصدر للطاقة الأهم للعالم وطريقة توليد المغناطيس للكهرباء اكتشفت على اليد العالم فاراداي حيث قام بتدوير مغناطيس ذو قطبين حول ملف فيقوم المغناطيس بتوليد مجال مغناطيسي فيتحول إلى تيار كهربائي يسير في السلك وهذه العملية هي عكس عملية إنتاج الطاقة الحركية من خلال تمرير تيار كهربائي حول مغناطيس لتوليد مجال مغناطيسي معاكس للمغناطيس ليقوم بتدويره
2- القطارات المغناطيسية ويعتبر هذا الاستخدام من عجائب الفيزياء التي كان يحلم بها الكثير من المخترعين والفيزيائيين وهو جعل جسم ضخم كالقطار يطفو فوق الهواء ولكن المغناطيس ليس العامل الوحيد في هذه العملية بل تستخدم مواد فائقة التوصيل للتيار الكهربائي لا تكون أي مقاومة للتيار الكهربائي ولكي تكون مقاومة هذه المواد للتيار الكهربائي صفر لابد من تخفيض درجة حرارتها إلى نسب منخفضة جدا ومع جميع المحاولات من المخترعين في عصرنا الحاضر إلا أن أكبر درجة حرارة يسهل توفيرها تقوم بها المواد الفائقة التوصيل بوظيفتها هي 70 كلفن تقريبا ولكي نصل إلى هذه الدرجة لابد من غمر المواد الفائقة التوصيل بالنيتروجين السائل والذي يعد متوفر بشكل كبير ذو تكلفة معقولة نسبيا حسب تكلفة غيره من المواد مثل الهيليوم السائل والذي يعتبر مكلف جدا وعندما تنخفض درجة حرارة تلك المواد تقوم بعكس المجال المغناطيسي القادم من قطب المغناطيس إلى قطبة الآخر بحيث يكون المغناطيس معلقاً وطافيا في الهواء بنفس الوقت ومن ثم يطفو القطار في الهواء ويتحرك بسرعة عالية جدا لعدم وجود احتكاك بين القطار والسكة

3-استخدامات طبية ويستخدم المغناطيس بكثرة في هذا المجال ومن أهم استعمالاته في هذا المجال هو جهاز الرنين المغناطيسي والذي يعد ثورة في مجال الطب ويعد من أهم الابتكارات المساعدة لعلم الطب في كشف الأورام والأمراض وغيرها من الأجسام المضرة في البدن.

4- في أجهزة التسجيل المنزلية، مثل الحاسوب وأجهزة الأقراص المرنة والأقراص الصلبة والكاسيت ومكبرات الصوت الكهربائية .

أنواع المغناطيسية :-

تصنع المغناطيسات من الحديد والكوبلت والنيكل أو من بعض سبائك تلك المواد وتسمى موادَّ ذات مغناطيسية حديدية ومن خصائصها الانجذاب بشدة إلى مغناطيسي ذاتي. أما المواد الأخرى فهي تبين ظاهرة المغناطيسية  بطرق مختلفة ومغناطيسيتها ضعيفة بصفة عامة.

تنقسم صفة المغناطيسية (وهي تعتمد على التوزيع الإلكتروني في الذرات)إلى الأصناف الآتية:

1.مغناطيسية حديدية

2.فريمغناطيسية

3.مغناطيسية مسايرة

4.مغناطيسية معاكسة

5.مغناطيسية حديدية مضادة

مقطع فيديو عن المغناطيس :

• برأيك /

• هل هناك علاقة بين الأرض والمغناطيس ؟