Żelaziak magnetyczny

Do omówienia pozostaje jeszcze jedna rzecz:
żelaziak magnetyczny.

    A co jeżeliby żelaziak magnetyczny nie istniał? Chińczycy z pewnością by nie wynaleźli compasu. Magnetyzm odkrytoby dużo później i też nie wiadomo w jaki sposób. Bez kompasu prawie niemożliwe byłyby wielkie odkrycia geograficzne - Kolumb, Da Gama, Magellan itd. Historia świata mogłaby się potoczyć całkiem inaczej!

    Chemicznie i mineralogicznie żelaziak magnetyczny jest magnetytem, rodzajem masywnej rudy żelaza, a właściwie tlenku żelaza, minerału pokrewnego brązowej substancji, pokrywającej dyski i taśmy używane między innymi w komputerach. Magnetyt jest dość powszechny w przyrodzie, podczas gdy żelaziaki są stosunkowo rzadkie. Dlaczego niektóre z nich są odmienne od innych?

Błyskavica, widziana z laboratorium Langmuir

Najpierw udowodnił, że nie każdy magnetyt może stać się żelaziakiem magnetycznym: potrzebna jest pewna kompozycja i struktura krystaliczna. Ale nawet wtedy przebywanie przez kilka milionów lat w polu magnetycznym Ziemi nie spowoduje namagnetyzowania.
    Do tego potrzeba mocnego pola magnetycznego. Proces ładowania może być bardzo krótki, tak jak to się dzieje przy zapisie dysku komputerowego, lub taśmy wideo, głowica mamagnetyczna. Siłą pola magnetycznego musi przekroczyć pewne minimum.
    Doktor Wasilewski uważa, że dzieje się to, gdy w kawałek odpowiedniej rudy uderzy piorun. Piorun jest rozładowaniem elektrycznego ładunku chmury, potężnym elektrycznym prądem, trwającym zaledwie ułamek sekundy, ale wytwarzającym w tym czasie mocne przejściowe pole magnetyczne.

    Pomysł ten był przetestowany w specjalnym ośrodku w Instytucie Technologii w New Mexico, w laboratorium Langmuira. To właśnie laboratorium jest centrum do badań nad wyładowaniami atmosferycznymi, a zbudowane zostało na szczycie South Baldy Mountain, w pobliżu Soccocorro, w Nowym Meksyku, miejscu częstych wyładowań atmosferycznych. Pozostawiając próbki minerału w miejscach, gdzie zostały uderzone piorunem, doktor Wasilewski zamieniał magnetyt o odpowiedniej krystaliczności w żelaziak magnetyczny.

    William Gilbert miał przypuszczenia co do tego procesu, ale nic dziwnego, że zbagatelizował jego znaczenie. W "De Magnete" napisał mianowicie nastepujący ustęp z książki opublikowanej we Włoszech:

"Pewien medyk z Mantuły pokazał mi kawałek żelaza całkowicie zamieniony w magnes, przyciagający inny kawałek żelaza w taki sposób, że możnaby go porównac do żelaziaka magnetycznego. Tenże kawałek żelaza, kiedy przez długi czas podtrzymywał ceglaną ozdobę na wierzchołku wieży Sw. Augustyna w Rimini, został wygięty siłą wiatru i taki ostał się przez dziesiątek lat. Kiedy mnisi chcieli go wyprostować do jego pierwotnej formy i oddali go do kowala, wówczas chirurg zwany Maestro Giulio Caesare odkrył, że był on jako magnes i przyciągał żelazo."

    Teraz możemy zgadywać, że w wieżę tegoż kościoła uderzył piorun i namagnesował ten żelazny element. Gilbert przypisywał to jednak długotrwałemu wystawieniu na działanie magnetyzmu Ziemi, "przez zkierowanie swojej długości w kierunku biegunów przez długi czas."

Magnetyzowanie przez obróbkę cieplną

"Jako dziecię, kiedy to przychodzi na świat z matczynego łona, a pocznie oddychać i nabywać jakoby bydlęcych ruchów... tak też i żelazo... kidy powraca z takiejże gorącej kondycyji do swojej pierwotnej ciepłoty, nabiera swej jakości (oryg: "verticity", przypis tłum.) zależnie od swojego położenia."

    "Verticity" oznacza tu magnetyczność. Ta obserwacja jest jak najbardziej słuszna: powyżej pewnej temperatury ("punkytu Curie"), żelazo traci cały swój magnetyzm; następnie kiedy jest z powrotem wystudzone do poprzedniej temperatury, "wychwytuje" zastany magnetyzm otoczenia, dzięki biegunowości Ziemi. Jego "verticity" nigdy nie jest tak mocne, jak przy uderzeniu piorunem. Jednakże, tak jak zaobserwował Gildert, w długim żelaznym pręcie magnetyzm skierowany jest ku jego końcom, gdzie można go wykryć.

    Magnetyzm "uchwycony" w gorącym materiale, który chłodzi się w obecności magnetyzmu Ziemi odegrał ważną rolę w niezbyt odległym odkryciu płyt tektonicznych, omawianych w późniejszej części tej strony internetowej. Podobny proces zchładzania może również być odpowiedzalny za nieregularne namagnetyzowanie powierzchni Marsa i Księżyca.

  Następny rozdział:   Gauss a globalne pole magnetyczne

Dodatkowy materiał

Autor i kurator:  Dr. David P. Stern
     Kontakt: Dr.Stern:   audavstern(malpa)erols.com .

Jan Motyka, były student slawistyki Uniwersytetu Sląskiego, a obecnie zamieszkały w Stanach Zjednoczonych przetłumaczył (w wielkim pośpiechu) tę stronę na język polski. Ewentualne uwagi co do przekładu, a nawet braku znaków diakrytycznych, lub właściwego użycia terminologii proszę kierować na: e-mail: jmotyka_(malpa)excite.com , (jmotyka_(malpa)excite.com), by mogły być skorygowane.

Last updated 20 November 2003