ՋՐԻ ՄԱԿԵՐԵՎՈՒՅԹԻՆ ԱԶԱՏ ԼՈՂԱՑՈՂ ՄԱԳՆԻՍԱԿԻՐ ՆԱՎԱԿԻ ՀԱՄԸՆԹԱՑ ՇԱՐԺՄԱՆ ՄԱՍԻՆ

Խ. Հ. ՄԱՆԱՍԵԼՅԱՆ, Ա. Մ. ԱՍԼԱՆՅԱՆ, Մ. Ա. ԶՈՀՐԱԲՅԱՆ

ՀՀ ԳԱԱ Ռադիոֆիզիկայի և էլեկտրոնիկայի ինստիտուտ

                         Հայտնաբերվել է նոր երևույթ, կապված Երկրի ֆիզիկական դաշտերի ազդեցությամբ, ջրի մակերևույթի վրա ազատ լողալու հնարավորություն ունեցող, մագնիսակիր նավակի համընթաց շարժման հետ: Նկարագրվում է փորձ, որի ընթացքում նավակի մեջ բևեռների երեք տարբեր ուղղություններով տեղադրված մագնիսը նավակին ստիպում է ոչ միայն ուղղորդվել գեոմագնիսական դաշտում, այլ նաև ջրի վրայով տեղաշարժվել մագնիսի յուրաքանչյուր դիրքին համապատասխանող այնպիսի իրարից տարբերվող երեք ուղղություններով, որոնք տարածության տվյալ կետում կրկնվում են ամեն մի նոր փորձի ընթացքում:

1. Ներածություն

Երկրի մագնիսական դաշտին մարդկությունը ծանոթ է այնպիսի անհիշելի ժամանակներից, որ անհնար է ճշգրիտ նշել այն դարաշրջանը, երբ մարդիկ սկսել են օգտվել մագնիսական սլաքից: Այնուհանդերձ, Երկրի մասին գիտության բնագավառներից մեկի՝ գեոմագնետիզմի ծնունդ ընդունված է համարել 1600 թվականը, երբ Վիլյամ Գիլբերտը հրատարակեց իր «De Magnete» վերնագիրը կրող աշխատությունը [1]:  Թեև դրանից 20 տարի առաջ Ռոբերտ Նորմանն արդեն հայտնագործել էր մագնիսական հակման երևույթը, սակայն Գիլբերտին հաջողվեց ի մի բերել և դասակարգել բոլոր հայտնի երևույթները, որոնք կապված էին  մագնիսական սլաքի վարքի հետ և դրանք բացատրել Երկրի մագնիսական դաշտի միջոցով՝ այն ներկայացնելով որպես մոլորակային «մեծ մագնիսի» դաշտ:

Նորմանը մագնիսական հակման երևույթը հայտնաբերել էր [2] ջրում խորասուզված մագնիսական սլաքի միջոցով (նկ. 1): Նա ենթադրել էր, որ Երկրի մագնիսական դաշտը սլաքի վրա թողնում է միայն պտտող ազդեցություն (մոմենտ) և որևէ տեղաշարժ չի առաջացնում: Նորմանի այդ ենթադրությունն ուժի մեջ մնաց մինչև մեր ժամանակները:

 

Նկ.1 – Նորմանի ջրային կողմնացույցը

Մասնավորապես, Ի. Բորգմանն իր գրքում [3] գրում է. «Ջրի վրա ազատ լողացող նավակի վրա դրված մագնիսը, եթե այն հեռու է գտնվում երկաթե զանգվածներից և այլ մագնիսներից, համընթաց շարժում չի կատարում: Մագնիսի վրա ազդում է միայն ուղղորդող ուժ, ինչի հետևանքով մագնիսական առանցքը տարածության մեջ ընդունում է խիստ որոշակի ուղղվածություն»:

Ստորև նկարագրում ենք պարզ մի փորձ, որը հերքում է վերջին պնդումը, այսինքն՝ ջրի վրա ազատ լողալու հնարավորություն ունեցող նավակի վրա դրված մագնիսը, եթե այն հեռու է գտնվում երկաթե զանգվածներից և ուրիշ մագնիսներից, որպես կողմնացույց ուղղորդվելուց բացի՝ նավակի հետ միասին նաև համընթաց շարժում է կատարում որոշակի ուղղությամբ, որը կախված է Երկրի մակերևույթի նորմալի նկատմամբ մագնիսական առանցքի տեղադրման ուղղությունից:

2. Փորձի նկարագրությունը

Մագնիսական սլաքի համընթաց շարժման փաստն ակնառու դարձնող «սարքավորումը» բավականին պարզ կառուցվածք ունի (նկ. 2):
   
 

Նկ. 2. 1 – Երկրի մակերևույթը, 2 – հենարան (սեղան),

3 – ոչ մագնիսական պատերով անոթ, 4 – թափանցիկ էկրան,

5 – նավակ, 6 – հաստատուն մագնիս, 7 – ջուր

Փորձի ընթացքում, ցանկացած ձև և մագնիսական ուժ ունեցող թեթև հաստատուն մագնիսը (6), որը դրվում է նավակի վրա (5), կախված ջրի (7) մակերևույթի նորմալի նկատմամբ իր բևեռների ունեցած դիրքից՝ տարբեր ուղղություններով անոթի (3) կենտրոնից շարժվում է դեպի պատերը: Ինչպես համընթաց շարժումը, այնպես էլ նրա ուղղությունը երկար ժամանակ (մի քանի օր) կրկնվում են, քանի դեռ մագնիսի ազդեցությամբ ջուրը չի կորցրել իր դիամագնիսական հատկությունը (չի «մագնիսացել»): Բնականաբար, փորձը կատարվում է այնպիսի միջավայրում, որտեղ բացակայում են կամ բավականաչափ հեռու են գտնվում մագնիսական հատկություն ունեցող մետաղյա իրերն ու այլ մագնիսները, հոսանքակիր հաղորդալարերը և այլն: Անոթի բերանը ծածկող թափանցիկ էկրանը (ապակի) ծառայում է այն բանի համար, որ հնարավոր օդային հոսանքները որևէ կերպ չազդեն փորձի վրա:

Ջրի ներսում հնարավոր են նաև ներքին հոսանքներ, որոնք գործնականում լրիվ դադարում են՝ անոթը հենարանին դնելուց մոտավորապես մեկ ժամ հետո (առանց մագնիսի նավակն այդ դեպքում մնում է իր տեղում անշարժ): Անոթի երկրաչափական չափսերը բնականաբար պետք է բավականաչափ մեծ լինեն նավակի չափսերից, որպեսզի վերջինս ունենա ջրի վրայով տեղաշարժվելու բավարար տարածք: Եթե նավակի պատերը թրջվելու հատկությամբ են օժտված, ապա անոթի պատին մոտենալիս նավակի տեղաշարժման արագությունը զգալիորեն մեծանում է, ինչը պայմանավորված մակերևույթային լարվածության ուժերի աճով: Տեղաշարժն, ընդհակառակը՝ դանդաղում է, եթե նավակի պատերը թրջվող չեն. այդ դեպքում նավակը կանգ է առնում անոթի պատից ոչ մեծ հեռավորության վրա:

Փորձի համար կարելի է օգտագործել ծորակից վերցրած սովորական խմելու ջուր: Երևույթը դիտվում է նաև ինչպես թորած ջրի, այնպես էլ աղով կամ սոդայով այն հագեցնելու դեպքում:

Հաստատուն մագնիսը նավակի կենտրոնում կարելի է դնել ընդամենը երեք դիրքերով՝ ա) հյուսիսային բևեռը դեպի վեր, բ) նույն բևեռը դեպի ներքև և գ) որպես կողմնացույց: Վերջին դեպքում մագնիսական առանցքը զուգահեռ է լինում ջրի մակերևույթին, և նավակը համընթաց շարժում կատարելուց առաջ նախ պտտվում և ուղղորդվում է ըստ Երկրի մագնիսական դաշտի՝ հյուսիս-հարավ ուղղությամբ: Բոլոր երեք դեպքերում մագնիսակիր նավակի տեղաշարժի ուղղությունը ճշտորեն կրկնվում է փորձերի ընթացքում: Այդ ուղղությունները փոխվում և նոր ուղղություններով նորից կրկնվում են, երբ անոթն իր տեղադրման վայրից տեղափոխվում է մի այլ վայր:

Հարկ է նկատի ունենալ, որ ջրի մակերևույթին դրված նավակը բավականին զգայուն է վիբրացիաների և պատահական մեխանիկական ազդակների նկատմամբ, ինչը բավարար զգուշություն է պահանջում փորձարարից: Հակառակ դեպքում տեղաշարժման ուղղությունները կարող են որոշակի շեղումներ ունենալ և ճշգրիտ չկրկնվել: Ջրում թեթևակի «ալեկոծություն» կարող է առաջացնել նաև ամեն անգամ էկրանն անոթի բերանից վերցնելը, ուստի ցանկալի է տեղաշարժված նավակը կրկին կենտրոն վերադարձնել մի այլ փոքր մագնիսի օգնությամբ և սպասել այնքան, մինչև այդ կետում նավակի դիրքը սևեռվի ու հանդարտվի: Դրանից հետո պետք է լրացուցիչ մագնիսն ուղղաձիգ դեպի վեր հանել, որպեսզի նավակին հորիզոնական ուղղությամբ ուժային որևէ ազդակ չհաղորդվի:

...

Գրականություն

1.                   Gilbert W., De magnete, Gilbert Club revised English translation, Chiswick Press, London, 1900 (1600).

2.                   Norman R., The Newe Attractive, 1581.

3.                   Боргман И. И., Основания учения об электрических и магнитных явлениях, 3-е изд. Ч. 1-2, 1914-1916.

4.                   Паркинсон У., Введение в геомагнетизм, М.:, Мир, 1986, 527 с.

5.                   Дьяченко А. И., Магнитные полюса Земли, М.:, МЦНМО, 2003, 48 с.

6.                   Сокольский Ю. М., Омагниченная вода: правда и вымысел, Л.: Химия, 1990, 144 с.

7.                   Классен В. И., Омагничивание водных систем, М.: Химия, 1982, 296 с.

8.                   Левич В. Г., Об одном сенсационном эффекте, УФН, 4, 1966, с. 23.

9.                   Герловин И. Л., Физическая сущность неравновесных процессов при омагничении воды, Тезисы докладов ко второму Всесоюзному семинару «Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем», М:, 1969, с. 9-10.

10.               Бондаренко Н. Ф., Гак Е. З., Электромагнитные явления в природных водах, Л.: Гидрометеоиздат, 1984, 152 с.

11.               Ахмеров У. Ш., Ведерников А. П., Поленов Л. Ф., Методы индикации «магнитной воды», Изд. Казанского университета, 1972, 74 с.