О сути магнетизма

Сегодня причины магнетизма трактуются неверно. Они просто не поняты и придумываются всякие, иногда абсурдные и искусственные объяснения и схемы. Считается, что главная причина для ферромагнетиков (железа, никеля и кобальта) – это наличие в их атомах «недостроенных оболочек» предпоследней «орбиты», точнее уровня, на которых вращаются «неспаренные электроны», плюс «обменное взаимодействие», котороене имеет ни никакого, ни смысла, ни объяснения, разбавленное «силой дальнего порядка ».

Но, это объяснение не выдерживает ни какой критики. Во-первых, атом и электрон имеют другое строение и все рассуждения абсолютно не корректны, т.к. нет у электрона «орбитального момента»! Во-вторых, вот атом хрома. У него 6 неспаренных электронов и он не является магнитным материалом, он парамагнетик. У железа и никеля всего по 4.

Кроме того, спины электронов, спины атомов, исходя из их сути, не могут менять свою ориентацию до такой степени, что становятся параллельными. Это м.б. возможно при фантастических магнитных полях. Они могут только немного поворачиваться вместе с механическим спином, что с необходимостью вытекает из рассмотренной выше физической сути спина.

Новости из мира физики. Декабрь 2014г. Достаточно молодая область современной физики — спиновая электроника, или спинтроника, Спин электрона (собственный момент количества движения) — это внутренняя характеристика электрона, имеющая квантовую природу и не зависящая от движения электрона. Спин электрона может находиться в одном из двух состояний — либ о «спин-вверх» (направление спина совпадает с направлением намагниченности магнитного материала), либо «спин-вниз» (спин и намагниченность разнонаправлены). Обычно электроны в веществе в среднем неполяризованы — электронов со спином вверх и со спином вниз примерно поровну. Орудием спинтроники является ток, создаваемый электронами с однонаправленными спинами (спиновый ток). Для получения достаточно сильного тока необходимо поляризовать спины, упорядочив их в одном направлении. Важно, чтобы еще и время жизни спина (время, в течение которого направление спина не меняется) было достаточно большим для передачи его на нужные расстояния.

Но, исходя из сути, из физики спина, он в атомах должен быть направлен всегда к своему протону, а не в абстрактных направлениях «вверх» или «вниз»! Свободным электроном, конечно, можно управлять, удерживая его в определённом положении магнитными полями и потоками.

Мало того!Известно, что при нагревании до точки Кюри магнетики теряют свои свойства! А это значит, что дело абсолютно не в «не спаренных электронах», т.к. они же никуда не исчезают!

Доказано, (Ленинградский учёный Я. И. Френкель в 1928 г), что всё дело только в кристаллической решётке материалов, точнее только металлов, имеющих ряд необходимых особенностей: большую плотность, правильную кубическую структуру и зернистость (кристаллическую, доменную структуру). В этом случае образуется такой тип решётки, когда она «состоит из малоподвижных положительных ионов, между которыми движутся свободные электроны (так называемый электронный газ). Такой тип структуры называется металлической связью». И очень важное в этом то, что эта структура «малоподвижна»! Т.е. она подвижна! Это принципиально важно! И это главное!

Для приобретения этого уникального свойства металлами установлено, что важным является и то, чтобы у решётки металла были вполне определённые параметры: расстояние между атомами (сторона куба) должна быть больше 3х радиусов атомов, но меньше 6 радиусов. Суть, видимо, такова: если атомы расположены слишком близко, то решётка практически неподвижна, сильно связана и эти крепкие связи не позволяют атому (ядру, фактически являющемуся ионом), изменять своё положение, не позволяют ему поворачиваться на определённый угол. Если расстояние больше нормы, то возможности по изменению положения больше, т.к. связи ослаблены, но тогда, если направление СПИНА атома измениться, то оно не зафиксируется, не запомниться, и от теплового движения всё вернётся в исходное состояние. А если расстояние в норме, то положение атома, новое положение СПИНА может и измениться и запомниться!

Очень важным, по сути, ключевым вопросом, является вопрос о том, что же конкретно поворачивается в материале, в ферромагнетиках, в парамагнетиках, в диамагнетиках. Эти материалы ведут себя по разному, из-за разной структуры материалов, в т.ч. решёток и др.

В самом общем случае, в материалах могут изменять своё положение, свою ориентацию: СПИНЫ электронов, или - ядер; или - атомов, как цельных структурных объектов и носителей определённых дипольных моментов; или - молекул, как носителей определённых дипольных моментов? Так, кто же поворачивается и фиксируется? Или все вместе с разной степенью? Или что-то одно?

Тут необходимо рассуждения. Вот, само ядро. Связи внутри ядерные, крайне сильные. Но, может ли ядро повернуться в принципе, как одно неразрывное целое, если в нём сформировался магнитный (магнитно-электрический) диполь, как результат определенной не полной балансировки всех ЭМ сил нуклонов? Если исходить из того, что по /1/ атом – это не планетарная модель, а каждому протону приписан свой электрон, что собственно и определяет крепость и целостность атома, как основы мироздания, то вряд ли ядро может изменять своё положение внутри атома, менять своё положение относительно электронов. Иначе, свойства этого атома сильно изменились бы, да это и представить то трудно, даже невозможно. Ядерные магнитные моменты, как некомпенсированный СПИН ядер, даже если они и есть, не могут быть причинами магнетизма, т.к. они слабы и проявляются только при сверхнизких температурах: «В случае ядерного парамагнетизма магнитная восприимчивость подчиняется закону Кюри, где -величина ядерного магнитного момента, N - концентрацияатомных ядер. Экспериментально ядерный парамагнетизм можно наблюдать в области сверхнизких температур».

Это возможно только в плазме, что практически исполнили немцы в проекте «Колокол», создав для этого специальные устройства, достаточно компактные!

А электроны атома? В металлах естьэлектронное облако, образованное отделившимися, «свободными» внешними (т.е. наиболее удалёнными от ядра) электронами. Поэтому, сам атом как бы превратился в ион (+), а эти свободные электроны и могут образовывать ток. И т.к. они «свободны», тоимеют большие степени свободы к перемещению, к значительным колебаниям. И он, этот «свободный» электрон, в принципе, может поворачивать свой вектор СПИНА, вектор магнитного момента, в направлении внешнего магнитного поля.

Собственно об этом и говориться в официальной физике. Например: Внешнее магнитное поле ориентирует по полю магнитные моменты не отдельных атомов, как в парамагнетике, а целых областей спонтанной намагниченности. Намагничивание такого образца (ферромагнетик) в магнитном поле, напряженность Н которого медленно увеличивается, происходит за счет двух процессов: смещения границ доменов и вращения магнитных моментов доменов. В настоящий момент установлено, что магнитные свойства ферромагнетиков определяются спиновыми магнитными моментами электронов. Установлено также, что ферромагнитными свойствами могут обладать только кристаллические вещества, в атомах которых имеются недостроенные внутренние электронные оболочки с некомпенсированными спинами. В подобных кристаллах могут возникать силы, которые вынуждают спиновые магнитные моменты электронов ориентироваться параллельно друг другу, что и приводит к возникновению областей спонтанного намагничивания. Эти силы, называемые обменными, имеют квантовую природу - они обусловлены волновыми свойствами электронов.

Но, это утверждение, внешне логичное, не состоятельно! И об этом ясно и однозначно говорит тот факт, что, например, в меди таких свободных электронов очень много, но это не делает медь ферромагнетиком! Медь даже не парамагнетик, а диамагнетик. Т.е., утверждение, что главную роль играют электроны не состоятельно. Кроме того, утверждение о том, что кристаллическая структура вещества, «атомах которых имеются недостроенные внутренние электронные оболочки с некомпенсированными спинами» могут возникать силы, которые вынуждают спиновые магнитные моменты электронов ориентироваться параллельно друг другу, что и приводит к возникновению областей спонтанного намагничивания» быстрее всего, тоже несостоятельно. Механизм возникновения «спонтанного намагничивания» абсолютнодругой!

В описании механизмов магнетизма следует выделить следующие ключевые фразы и выражения.

Внешнее магнитное поле приводит к упорядочению магнитных моментов и, как следствие, к появлению намагниченности вдоль поля. Это зависит от концентрации парамагнитных атомов …. Намагниченность вещества линейно возрастает с ростом напряженности магнитного поля.

Это о чём говорит? О том, что речь нужно вести именно об атомах, о их магнитных моментах, о их концентрации в веществе, а не о электронах. О том, что происходит упорядочивание этих магнитных моментов. А как оно может происходить в принципе? А механизм тут может быть только один: физический поворот атома! Атом, со своим вектором магнитного момента, т.е. своим СПИНОМ поворачивается в кристаллической структуре и деформирует эту кристаллическую структуру.

ФЕРРОМАГНЕТИКИ - вещества, которые обладают самопроизвольной намагниченностью. Магнитные моменты атомов и ионов ферромагнетиков, благодаря существующему между этими частицами обменному взаимодействию направлены одинаково, поэтому ферромагнетики всегда намагничены. Т.е. правильно, что речь идёт именно об «атомах» и «ионах». Но, это не связано с т.н. «обменным взаимодействием», т.к. его нет в природе. И это опровергаются сразу следующей фразой: Т.к. магнитные моменты малых областей ферромагнетиков – доменов направлены различно, суммарный магнитный момент м. б. равен нулю. Так нулю или «всегда намагничены»?

Далее. Во внешнем магнитном поле намагниченность ферромагнетиков увеличивается вследствие роста числа доменов с вектором намагниченности, близким к направлению поля, и последующего поворота магнитных моментов доменов по полю.

Здесь правильно говориться, что происходит именно механический поворот магнитных моментов (СПИНОВ) атомов в направлении внешнего магнитного поля. Это ключевые слова и суть намагничивания, но не точные. Дело в том, что исходно ферромагнетики обладают уникальными свойствами и атомов (ионов) и кристаллической решётки: наличие магнитного дипольного момента у атомов и слабости межатомных связей, что делает возможным повороту атомов и доменов под действием даже слабых внешних полей. И поэтому они все немного повернулись в слабом магнитном поле Земли по её магнитным силовым линиям, и произошла «естественная намагниченность». Это не действие таинственного и фиктивного, (придуманного для объяснения непонятного) «обменного взаимодействия».

Далее. «Рост числа доменов с вектором намагниченности, близким к направлению поля»? Быстрее всего, нет ни какого роста. Дело обстоит так. Все исходные направления магнитных векторов атомов (в ситуации, когда, как бы нет поля Земли), имеют разную направленность. В поле же Земли они поворачиваются на небольшой угол. Тогда, те вектора, которые исходно были направлены в сторону МСЛ (магнитных силовых линий) Земли, несколько повернуться так, что их проекция на направление МСЛ земли увеличиться. А если исходный вектор был направлен против МСЛ, тогда он повернётся так, что его «отрицательная» проекция уменьшиться. В итоге появиться результирующая магнитного момента домена в кристалле, которая «раньше» была равна нулю. Произошло намагничивание вещества ферромагнетика в домене. У ферромагнетиков сам исходный магнитный дипольный момент (т.е. некомпенсированные суммарный в момент атома) уже значительный, а связи между атомами слабые, что даже небольшое магнитное поле земли смогло их повернуть и запомнить.

А откуда исходно у атома железа есть дипольный магнитный момент? Квантомеханическая теория объясняет магнетизм атомов и ионов наличием орбитального и спинового магнетизма электронов». Делов другом. Во-первых, нет ни какого «орбитального» момента, т.к. нет самого орбитального вращения электрона. Во-вторых, спиновой магнетизм у электрона есть и он большой. Но, по официальной физике электрон не вращается вокруг собственной оси! Откуда у него «спиновой магнитный момент»? Разве это физика?! Дело тут сложнее, и не только в моментах электронов. Магнитные моменты в атоме переплетены и взаимосвязаны. Основной магнитный момент электрона направлен к «своему» протону. И от каждого электрона в атоме наружу выходят так сказать, остаточные магнитные и электрические и поля и моменты. Они есть, и они и определяют все внешние связи атомов и с соседними атомами в кристалле, и при химических реакциях, и при изменении агрегатного состояния вещества и т.д. Это уже несколько другая область исследований. Нам важно то, что эти магнитные моменты (дипольные) у атомов ферромагнетиков есть, и они могут изменять свою ориентацию под действием внешнего магнитного поля именно за счёт механического поворота атома в кристаллической решётке. И доказательством этого служит явление магнитострикации, когда происходит «смещение границ между доменами и вращение доменов в решётке». И решётка деформируется в ферромагнетиках значительно (до 0,01%), а в парамагнетиках и диамагнетиках крайне незначительно. Пластичность ферромагнетиков позволяет это делать.

С этой точки зрения, такой металл как ртуть, обладая уникальными свойствами, свойствами жидкости, т.е. имея крайне слабые межатомные связи, возможно, представляет из себя незаменимый материал для создания именно антигравитации, т.к. сильные магнитные поля, сильные потоки излучений, гамма излучений, достаточно легко смогут повернуть все СПИНЫ атомов ртути в сторону, противоположную силе притяжения Земли. И именно это свойство ртути, в частности «красной ртути» и использовали немецкие «совершенно, абсолютно секретные» физики при создании «сверх оружия», в т.ч. и «летающего», в рамках фантастического, но реального проекта «Колокол» /6/. Хотя, с другой стороны, ртуть, по официальной классификации, – это даже не парамагнетик, а диамагнетик. А это, как бы, препятствует его использованию, т.к. его СПИН повернуться поперёк внешнего поля!? Но, быстрее всего и тут физики опять, как всегда, врут. Все знают, что ртуть можно собрать магнитом! Это не диамагнетик, это парамагнетик!

Кроме того, установлено, что особенностью ферромагнетиков является ещё и то, что в их правильной кубической решётке (они бывают как ОЦК, так и ГЦК) атомы занимают около 70 % всего объема кристаллической решетки, а межатом­ные промежутки («поры») 30 %. А это говорит о потенциальной подвижности решётки и атомов, об определённой слабости межатомных связей.

Кроме того, ферромагнетики обладают, как уже отмечалось, уникальным свойством - запоминать новое положение повернувшихся атомов и доменов и намагниченность остаётся, и естественная, и искусственная.

А т.к. кристаллическая структура этих металлов именно такова, что она изначально предрасположена к магнетизму, не только способностью к поворотам атомов и их запоминанию, но и из-за факта наличия зёрен (доменов). Поэтому, эти доменные магнитные вектора, пусть и небольшие, суммируются в атомах по СПИНАМ электронов и протонов, а затем в доменах по атомам и далее в общей массе тела по доменам. А т.к. любой магнитный вектор имеет 2 полюса (N и S), то образуются и 2 полюса и у атома, и у домена, и у тела в целом. Это известное явление, когда последовательно соединяют и гальванические элементы, и банки аккумуляторов для сложения потенциалов. Это же чудесное, удивительное свойство магнетиков «менять, сохранять и складывать» и есть суть намагниченности материалов. Она и используется при намагничивании их сильными внешними полями и характеризуется 2я основными показателями – магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Они связаны прямой зависимостью.

Магнитная проницаемость: воды 1,0; стекла 1,0; алюминия -1,0; меди -1,0. У ферромагнетиков: железо – 8000; кобальт -175; никель -1100; пермаллой – 250 000. В частности у меди это связано и с тем, что медь – монокристалл.

В парамагнетика х происходят аналогичные процессы, но гораздо слабее выраженные и они не сохраняются. В них изменение направления магнитных моментов атомов происходит в ту же сторону, что и ферромагнетиков, т.е. в сторону внешнего магнитного поля, по внешнему магнитному полю, вдоль внешнего поля. А т.к. СПИНЫ поворачивается целиком, то поворачивается и механический момент движения и именно он двигает тело к магниту.

В диамагнетика х магнитные домены (моменты) ориентируются внешним полем (внешним магнитным потоком частиц Планка) так, что они становятся поперёк внешнего поля, и тело диамагнетика не движется в магнитном поле, как бы зависает.

А сам процесс поворота магнитного момента вместе с атомом происходит по общей схеме: если поместить предмет, атом, во внешнее магнитное поле, то это воздействие потока ЭМИ, этого потока заряженных частиц Планка, механически повернёт (на угол, пропорциональный силе поля) все вектора магнитных спинов. Внешнее поле именно через воздействие потока частиц Планка и повернёт все внутренние магнитные спины, все СПИНЫ! Они повернут с собой и жёстко связанные с ними и механические спины, и атомы несколько изменят своё положение. Они повернуться немного в своей кристаллической решётке. Тогда появиться отличная от нуля проекция всех (объединённых магнитных и механических) СПИНОВ атома на направление внешнего магнитного поля. И это новое положение запомниться. Появиться результирующая сила и у СПИНА, в т.ч. и у механического движущего момента, как механической части СПИНА. И этот кусок намагниченного материала, в отличие от других, имеет магнитное поле, источник ЭМИ, ЭМСЛ (силовых линий), которые, как щупальцами прощупывают окружающую обстановку с тем, чтобы начать двигаться к предметам, т.к. он же имеет уже «освобождённые» движущие силы, которые «рвутся» к движению. Т.е. магниты – это материалы со смещёнными, некомпенсированными, освобождёнными магнитными и механическими спинами (которые и обеспечивают собственное движение и перемещение).

А что такое постоянное «наличие некомпенсированного магнитного и механического спинов», какое мы видим у магнитов? А это то, что всегда в этом материале присутствует реальный механический момент движения, реальная движущая сила. Она проявляет себя и в виде излучаемого этим магнитом ЭМП, и в виде наличия результирующего, некомпенсированного механического момента, которые жёстко связаны в рамках единого электромагнитно-механического домена -СПИНА! Фактически, это есть выход наружу ядерной энергии, запасённой в атомах, но выход не взрывной и разрушительный, а дозированный и управляемый в форме движения, перемещения, полёта.

Примеры и рассуждения.

а) Магнитная стрелка компаса. Она из ферромагнетика и намагничена. У неё в наличии векторные и магнитный момент - Н, и механический h, вызванный двигающей силой Fд. Стрелка сбалансирована на оси и имеет малое трение. Когда стрелка зафиксирована и не может двигаться, то у неё под действием МСЛ (магнитно-силовых линий) Земли СПИНЫ (домены кристалла), повёрнуты в сторону этих МСЛ. И произошло это именно из-за действия потока МСЛ земли. Эти домены повернулись чисто механически и «смотрят» на МСЛ. Если фиксацию устранить, то эти механические силы всех СПИНОВ начнут двигать стрелку в направлении своих сил, опираясь на ось, что создаст вращающий момент. Чем дальше был СПИН домена от оси, тем больше его вклад в дело вращения. При приближении к направлению МСЛ Земли, СПИНЫ постепенно изменяют свою ориентацию, приближаясь по направлению к направлению МСЛ. Когда стрелка повернувшись, полностью по направлению совпадёт с МСЛ, то все её СПИНЫ будут смотреть на север Земли (но на её «южный магнитный полюс»). И если бы между стрелкой и её основанием не было бы трения, то она двигалась бы на север Земли под действием собственной движущей силы F, с ускорением а = F/m.

б) Имеем магнит. Подносим его сверху к небольшому металлическому предмету ферромагнетику. Магнитное поле этого магнита, излучая ЭМ потоки, потоки магнитных силовых линий (МСЛ) в виде магнитных потоков частиц Планка, так механически повернёт и ориентирует СПИН предмета в строну магнита, что нарушается исходный баланс всех их СПИНОВ, атомов и электронов. А это приведёт к появлению у него векторного магнитного и механического моментов, направленных в сторону магнита. И тело под действием приложенной к нему собственной движущей силы движущей силы F, будет двигаться вверх к магниту, с ускорением а = F/m,где F = Fд – Fт (вес Р). Тело начинают движение к магниту строго по силовым линиям и приобретает скорость, равную аt, за время t. При этом, чем ближе к магниту оказываются тела, тем больше и ЭМИ, тем больше степень воздействия ЭМИ на предметы, степень изменения ориентации их СПИНОВ, тем больше становиться и ускорение. В результате скорость тел стремительно нарастает и тела прямо «подпрыгивают» к магниту! Способностью к таким «поворотам» СПИНЫ обладают в основном металлы, у которых атомы могут и «поворачиваться», и суммироваться, поэтому они и «притягиваются» магнитом. Если сила меньше веса, то предмет останется неподвижен.

Сам магнит будет тоже двигаться к предмету, т.к. и его СПИНЫ, которые и излучают МСЛ, изменят свою первоначальную ориентацию в направлении мелкого предмета, т.к. этот металлический предмет вносит определённый дисбаланс в исходное магнитное поле, в направлениях МСЛ нарушится их исходная симметрия. Как следствие, нарушиться исходная симметрия (баланс) и уже имевшихся, ранее «освобождённых», механических спинов, появиться их результирующая, т.к. они жёстко связаны с магнитными направлениями, с направлениями МСЛ. Они будут, как бы, отслеживать все изменения магнитного потока. И сам магнит начнёт двигаться к предмету за счёт своего собственного момента движения, собственной движущей силы, равной величине разбалансировки исходных сил, направленной на предмет. Очевидно, что движущие силы и магнита, и предмета будут равны. А ускорения зависят от их масс. А если магнит закреплён, то, естественно, он останется неподвижен и при наличии движущей силы.

б) Имеем магнит. Подносим его к металлическому массивному, неподвижному предмету. Магнитные силовые линии (МСЛ) магнита воздействуя на СПИНЫ массивного предмета, вызывают изменение их ориентации, и в предмете появляются несбалансированные и магнитные и механические силы, которые дают силу движения этому массивному предмету, но ускорения нет, как нет движения. Но, если отпустить сам магнит, то он «притянется» к массивному предмету, как и в предыдущем случае за счёт возникшей собственной движущей силы.

Если взаимодействуют 2 магнита, то возникающие силы (из-за разбалансировки) будут больше, т.к. эти силы уже были изначально в магнитах, но взаимно компенсированы. И их «создавать» с нуля уже не надо, надо только их повернуть, правда, при этом сами они по модулю могут и немного увеличиться за счёт вовлечения и привлечения новых СПИНОВ.

А вот официальное определение: Википедия. Магнети́зм — форма взаимодействия движущихся электрических зарядов, осуществляемая на расстоянии посредством магнитного поля. Наряду с электричеством, магнетизм — одно из проявлений электромагнитного взаимодействия. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).

Разве это определение? Сути нет никакой. Магнетизм они определяют через магнитное поле, а магнитное поле – через магнетизм. Круг словоблудия замкнулся. И нет в природе фотонов! Нет их! «Возбуждение поля» порождает фотоны? Нет! Не фотоны, а потоки частиц Планка определённой частоты, порождают не поля, а конкретные физические источники: Солнце, лампочка, костёр, радиопередатчик и т.д. Это же надо свести такое важнейшее явление к придуманному, фактически пустому слову – к «бозонам»! Вот вам и новизна, и глубина и оригинальность! Нет! Не дремлют физики!

В статье о знаменитом советском физике П.Капице, автор Вл. Карцев /5/, пишет, «По заказу профессора П.Л.Капицы инженер М.П.Костенко мастерски подобрал параметры необходимого импульсного генератора, получив максимально возможные для машины заданных габаритов всплески тока и соответствующие магнитные поля. Капица ознакомил с проектом руководителя Кавендишской лаборатории. Профессор Резерфорд высоко оценил идею эксперимента и даже предположил возможность создания с помощью «ударного генератора» магнитных полей порядка 700 Тл (!) и тем самым, воздействовав на внутреннее поле атома и заставив все электроны вращаться в одной плоскости, «сплющить атом»!

Ход мысли правильный, но суть искажена: электроны не вращаются, и сплющить не удастся, а повернуть ориентацию СПИНОВ можно.

Т.о., магнитные свойства магнитов есть некомпенсированный СПИН, вначале домена, а затем и атома и тела в целом. А сам этот нескомпенсированный элементарный СПИН атома есть результирующая проекция суммарного СПИНА всех электронов и нуклонов атома, отличная от нуля. И только определённые материалы обладают нужными для этого характеристиками: плотностью, гибкостью, эластичностью кристаллической структуры, т.е. способностью к «деформации» под действием внешнего ЭМП, и способностью к «запоминанию» нового состояния СПИНОВ атомов. Магнитная энергия магнитов высвобождается постоянно во вне, а механическая в виде перемещения – при появлении «точки приложения», когда освобождается «от уз» заранее уже выделенная энергия движения, она находит себе выход!

Дата добавления: 2015-06-27