Как объяснить намагниченность тел: Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле

Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле

      Микроскопические плотности токов в намагниченном веществе чрезвычайно сложны и сильно изменяются даже в пределах одного атома. Но во многих практических задачах столь детальное описание является излишним, и нас интересуют средние магнитные поля, созданные большим числом атомов.

      Как мы уже говорили, магнетики можно разделить на три основные группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

      Диамагнетизм (от греч. dia – расхождение и магнетизм) — свойство веществ намагничиваться навстречу приложенному магнитному полю.

      Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля равны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы (например инертные газы, водород, азот, NaCl и др.).

      При внесении диамагнитного вещества в магнитное поле его атомы приобретают наведенные магнитные моменты. В пределах малого объема ΔV изотропного диамагнетика наведенные магнитные моменты  всех атомов одинаковы и направлены противоположно вектору .

      Вектор намагниченности диамагнетика равен:

где n₀ – концентрация атомов,  – магнитная постоянная,  –магнитная восприимчивость среды.

      Для всех диамагнетиков   Таким образом, вектор  магнитной индукции собственного магнитного поля, создаваемого диамагнетиком при его намагничивании во внешнем поле  направлен в сторону, противоположную . (В отличие от диэлектрика в электрическом поле).

      У диамагнетиков

Парамагнетизм (от греч. para – возле, рядом и магнетизм) — свойство веществ во внешнем магнитном поле намагничиваться в направлении этого поля, поэтому внутри парамагнетика к действию внешнего поля прибавляется действие наведенного внутреннего поля.

      Парамагнетиками называются вещества, атомы которых имеют, в отсутствие внешнего магнитного поля, отличный от нуля магнитный момент .

      Эти вещества намагничиваются в направлении вектора .

      К парамагнетикам относятся многие щелочные металлы, кислород , оксид азота NO, хлорное железо  и др.

      В отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнетика , так как векторы  разных атомов ориентированы беспорядочно.

      При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле происходит преимущественная ориентация собственных магнитных моментов атомов по направлению поля, так что парамагнетик намагничивается. Значения  для парамагнетиков положительны ( ) и находятся в пределах , то есть примерно как и у диамагнетиков.

Электричество и магнетизм

В присутствии магнетика вектор магнитной индукции  равен сумме векторов магнитной индукции внешнего магнитного поля , создаваемого независимыми от магнетика токами, и магнитной индукции собственного поля магнетика  

Поле , создаваемое намагниченным магнетиком, разумеется, зависит от того, как намагничен магнетик, а намагничивается он суммарным полем , поэтому  само является функцией : . Исключением в этом смысле может быть постоянный магнит, намагниченность которого не зависит, или практически не зависит от наличия или отсутствия внешнего магнитного поля, в частности, такое вещество, которое может оставаться намагниченным и в отсутствие внешнего — намагничивающего — поля.  

Далее будет показано, что если магнитное поле вне магнетика параллельно его поверхности, то поле  связано с магнитной индукцией  в вакууме (то есть в отсутствие магнетика) соотношением

Безразмерная величина m называется магнитной проницаемостью. Все магнетики, в зависимости от характера влияния их собственного поля на суммарное магнитное поле, можно разделить на три группы:

 В парамагнитных телах собственное поле  увеличивает магнитный поток и, следовательно, парамагнитные тела притягиваются к магниту. В отличие от парамагнитных тел диамагнитные тела уменьшают магнитный поток. Это означает, как уже было сказано, что в диамагнитном теле под действием внешнего поля возникает собственное магнитное поле противоположное направлению внешнего магнитного поля. Следовательно, диамагнитные тела своим собственным магнитным полем отталкиваются от магнита. 

Видео 7.1. Поведение пара- и диамагнетиков в неоднородном магнитном поле.

Как показывает опыт, вектор магнитной индукции собственного поля пара- и диамагнетика пропорционален вектору магнитной индукции внешнего поля B₀

Безразмерный коэффициент пропорциональности c_m называется магнитной восприимчивостью вещества и является безразмерной величиной. У диамагнитных веществ магнитная восприимчивость является отрицательной величиной (c_m < 0), у парамагнитных положительной (c_m > 0). У ферромагнетиков магнитная восприимчивость c_m зависит от величины магнитной индукции внешнего поля B₀, поэтому в общем случае зависимость собственного поля ферромагнетика от внешнего нельзя считать линейной.  

Результирующее магнитное поле в присутствии магнетика равно:

Сравнивая (7.3) с (7.1), получим

Отсюда находим связь собственного поля с внешним

аналогичную соответствующим выражениям для диэлектриков. 

Для объяснения намагничивания тел Ампер предположил, что в атомах и молекулах вещества циркулируют особые круговые токи — молекулярные токи. Каждый такой ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. В силу хаотической ориентации магнитных моментов отдельных молекулярных токов суммарный магнитный момент тела равен нулю. Под действием внешнего магнитного поля магнитные моменты молекулярных токов приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего вещество намагничивается — его суммарный магнитный момент становится отличным от нуля, возникает дополнительное поле  (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Молекулярные токи в магнетике

Природа магнетизма и гравитации. Гипотеза Ампера о природе магнетизма

За последние 50 лет все отрасли наук шагнули стремительно вперед. Но прочитав множество журналов о природе магнетизма и гравитации, можно прийти к выводу, что у человека появляется еще больше вопросов, чем было.

Природа магнетизма и гравитации

Всем очевидно и понятно, что предметы, подброшенные вверх, стремительно падают на землю. Что же их притягивает? Можно смело предположить, что они притягиваются какими-то неведомыми силами. Те самые силы получили название — природная гравитация. После каждый интересующийся сталкивается со множеством споров, догадок, предположений и вопросов. Какова природа магнетизма? Чем являются гравитационные волны? В результате какого воздействия они образуются? В чем проявляется их сущность, а также частота? Как они воздействуют на окружающую среду и на каждого человека по отдельности? Как рационально можно использовать это явление во благо цивилизации?

Понятие магнитизма

В начале девятнадцатого века физик Эрстед Ханс Кристиан открыл магнитное поле электрического тока. Это дало возможность предполагать, что природа магнетизма тесно взаимосвязана с электрическим током, который образуется внутри каждого из существующих атомов. Возникает вопрос, какими явлениями можно объяснить природу земного магнетизма?

На сегодняшний день установлено, что магнитные поля в намагниченных объектах зарождаются в большей степени электронами, которые беспрерывно делают обороты вокруг своей оси и около ядра существующего атома.

Давно установлено, что хаотичное перемещение электронов являет собой самый настоящий электрический ток, а его прохождение провоцирует зарождение магнитного поля. Подводя итог этой части, можно смело утверждать, что электроны вследствие своего хаотичного перемещения внутри атомов порождают внутриатомные токи, которые, в свою очередь, способствуют зарождению магнитного поля.

Но чем же обусловлено то, что в разных материях магнитное поле имеет значительные отличия в собственной величине, а также различную силу намагничивания? Это связано с тем, что оси и орбиты перемещения самостоятельных электронов в атомах способны быть в разнообразных положениях относительно друг друга. Это приводит к тому, что в соответствующих положениях располагаются и произведенные перемещающимися электронами магнитные поля.

Таким образом, следует отметить, что среда, в которой зарождается магнитное поле, оказывает воздействие непосредственно на него, преумножая или ослабевая само поле.

Материалы, магнитное поле которых ослабляет результирующее поле, получили название диамагнитные, а материалы, весьма слабо усиливающие магнитное поле, именуются парамагнитными.

Магнитные особенности веществ

Следует отметить, то природа магнетизма зарождается не только благодаря электрическому току, но и постоянными магнитами.

Постоянные магниты могут быть изготовлены из небольшого количества веществ на Земле. Но стоит отметить, что все предметы, которые будут находиться в радиусе магнитного поля, намагнитятся и станут непосредственными источниками магнитного поля. Проведя анализ вышеизложенного, стоит добавить, что вектор магнитной индукции в случае наличия вещества отличается от вектора вакуумной магнитной индукции.

Гипотеза Ампера о природе магнетизма

Причинно-следственная связь, в результате которой была установлена связь обладания тел магнитными особенностями, была открыта выдающимся французским ученым Андре-Мари Ампером. Но в чем состоит гипотеза Ампера о природе магнетизма?

История положила свое начало благодаря сильному впечатлению от увиденного ученым. Он стал свидетелем исследований Эрстеда Лмиера, который смело предположил, что причиной магнетизма Земли являются токи, которые регулярно проходят внутри земного шара. Был сделан основополагающий и самый весомый вклад: магнитные особенности тел можно было объяснить беспрерывной циркуляцией в них токов. После Ампер выдвинул следующее заключение: магнитные особенности любого из существующих тел определены замкнутой цепью электрических токов, протекающих внутри них. Заявление физика было смелым и отважным поступком, поскольку он перечеркнул все предшествующие открытия, объяснив магнитные особенности тел.

Перемещение электронов и электрический ток

Гипотеза Ампера гласит, что внутри каждого атома и молекулы существует элементарный и циркулирующий заряд электрического тока. Стоит отметить, что на сегодняшний день нам уже известно, что те самые токи образуются в результате хаотичного и беспрерывного перемещения электронов в атомах. Если оговариваемые плоскости находятся беспорядочно относительно друг к друга вследствие теплового перемещения молекул, то их процессы взаимокомпенсируются и совершенно никакими магнитными особенностями не владеют. А в намагниченном предмете простейшие токи направлены на то, чтобы их действия слаживались.

Гипотеза Ампера в силах объяснить, почему магнитные стрелки и рамки с электрическим током в магнитном поле ведут себя идентично друг другу. Стрелку, в свою очередь, следует рассмотреть как комплекс небольших контуров с током, которые направлены идентично.

Особую группу парамагнитных материалов, в которых значительно усиливается магнитное поле, называют ферромагнитной. К этим материал относится железо, никель, кобальт и гадолиний (и их сплавы).

Но как объяснить природу магнетизма постоянных магнитов? Магнитные поля образуются ферромагнетиками не исключительно в результате перемещения электронов, но и в результате их собственного хаотичного движения.

Момент импульса (собственного вращательного момента) приобрел название — спин. Электроны в течение всего времени существования вращаются вокруг своей оси и, имея заряд, зарождают магнитное поле вместе с полем, образующимся вследствие их орбитального перемещения около ядер.

Температура Мария Кюри

Температура, выше которой вещество-ферромагнетик теряет намагниченность, получила свое определенное название — температура Кюри. Ведь именно французский ученый с данным именем сделал это открытие. Он пришел к выводу: если существенно нагреть намагниченный предмет, то он лишится возможности притягивать к себе предметы из железа.

Ферромагнетики и их использование

Невзирая на то, что ферромагнитных тел в мире существует не так много, их магнитные особенности имеют большое практическое применение и значение. Сердечник в катушке, изготовленный из железа или стали, многократно усиливает магнитное поле, при этом не превышает расхода силы тока в катушке. Это явление значительно помогает экономить электроэнергию. Сердечники изготавливаются исключительно из ферромагнетиков, и не имеет значения, для каких целей послужит эта деталь.

Магнитный способ записи информации

С помощью ферромагнетиков изготавливают первоклассные магнитные ленты и миниатюрные магнитные пленки. Магнитные ленты имеют широкое применение в сферах звуко-и видеозаписи.

Магнитная лента является пластичной основой, состоящей из полирхлорвинила или прочих составляющих. Поверх нее наносится слой, представляющий собой магнитный лак, которые состоит из множества очень маленьких игольчатых частичек железа или прочего ферромагнетика.

Процесс звукозаписи осуществляется на ленту благодаря электромагнитам, магнитное поле которых подвергается изменениям в такт вследствие колебаний звука. В результате движения ленты около магнитной головки, каждый участок пленки подвергается намагничиванию.

Природа гравитации и его понятия

Стоит прежде всего отметить, что гравитация и ее силы заключены в пределах закона всемирного тяготения, который гласит о том, что: две материальные точки притягивают друг друга с силой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Современная наука немного иначе стала рассматривать понятия гравитационной силы и объясняет его как действие гравитационного поля самой Земли, происхождение которой до сих пор, к сожалению ученых, не установлено.

Подводя итоги всего вышеизложенного, хочется отметить, что все в нашем мире тесно взаимосвязано, и существенного отличия между гравитацией и магнетизмом нет. Ведь гравитация обладает тем самым магнетизмом, просто не в большой мере. На Земле нельзя отрывать объект от природы — нарушается магнетизм и гравитация, что в будущем может значительно усложнить жизнь цивилизации. Следует пожинать плоды научных открытий великих ученых и стремиться к новым свершениям, но использовать всю данность следует рационально, не причиняя вреда природе и человечеству.

Урок «Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов».

8 класс

Тема: «Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов».

Цели урока.

— Изучение свойств постоянных магнитов. Объяснение намагниченности железа (гипотеза Ампера). Обнаружение и изучение магнитного поля постоянных магнитов.

— Развитие внимательности, наблюдательности, умений проводить сравнения, анализировать, делать обобщения.

— Формирование убеждённости в познаваемости окружающего мира.

Тип урока:

— приобретение новых знаний,

— формирование экспериментальных умений и навыков.

Технологии:

— применение исследовательских методов в обучении,

— элементы проблемного обучения,

— элементы дифференцированного обучения.

Оборудование для фронтального лабораторного эксперимента: магниты полосовые (2шт), магнит дугообразный, мелкие предметы, изготовленные из разных веществ, коробочка-сито с железными опилками, лист картона, лист бумаги.

План.

1. Организационный момент. Целевая установка.

2. Повторение, актуализация знаний (в форме блиц – опроса).

3. Изучение нового материала.

4. Домашнее задание.

5. Подведение итогов.

Ход урока

Деятельность учащихся.

Методика работы с классом.

Постановка цели.

Мы продолжаем изучать электромагнитные явления. Начнём с загадки:

Когда с тобою этот друг,

Ты можешь без дорог

Шагать на север и на юг,

На запад и восток.

И в тайге, и в океане

Он отыщет путь любой.

Умещается в кармане

И ведёт нас за собой.

(Компас)

И так, на данном уроке нам предстоит познакомиться с телами, которые долгое время сохраняют намагниченность. Эти тела называются постоянными магнитами. Чтобы объяснить свойства магнитов, надо вспомнить, что уже нам известно об электромагнитных явлениях.

Блиц — опрос.

1. Назовите учёного, который впервые наблюдал действие магнитного поля проводника с током на магнитную стрелку. (Эрстед.)

2. Что является источником магнитного поля?

( Движущиеся электрические заряды.)

3. Почему для изучения магнитного поля можно использовать железные опилки?

(В магнитном поле опилки намагничиваются и становятся маленькими магнитными стрелками.)

4. Что представляет собой электромагнит?

(Катушка с железным сердечником внутри)

5.Какими способами можно усилить магнитное действие электромагнита?

(Надо увеличить число витков, увеличить силу тока.)

6. В каких технических устройствах находят применение электромагниты?

(Электромагнитный подъёмный кран, магнитный сепаратор зерна, электрический звонок, простейший телеграф, электромагнитное реле.)

Лабораторная работа

Часть I «Изучение свойств постоянных магнитов».

Задание 1.

Выяснить, как ведут себя вблизи с магнитом мелкие предметы, изготовленные из различных веществ.

Вывод 1.

С магнитом взаимодействуют стальные и железные предметы. На пластмассу, резину, бумагу, дерево, алюминий, медь и другие цветные металлы магнит не действует.

Задание 2.

Используя небольшой железный гвоздик (гайку, винтик), выясните, какие места магнита сильнее всего притягивают железные предметы. Какое место магнита «не магнитит»?

Вывод 2.

Самым сильным действием магнит обладает у полюсов.

Задание 3.

Выяснить, как взаимодействую друг с другом различные полюса двух магнитов?

Вывод 3.

Разноимённые полюса магнитов притягиваются.

Одноимённые полюса магнитов отталкиваются.

Часть II «Получение магнитных спектров».

Задание 4.

С помощью железных опилок получить и зарисовать магнитные спектры

а) прямого магнита;

б) дугообразного магнита;

в) двух прямых магнитов, обращённых друг к другу одноимёнными полюсами;

г) двух прямых магнитов, обращённых друг к другу разноимёнными полюсами.

Общие выводы по исследованию.

1 Мы изучили свойства постоянных магнитов.

2. Используя железные опилки, мы получили наглядное представление о магнитном поле постоянных магнитов. Магнитное поле окружает магнит, а также находится внутри него. Мы «увидели» невидимое.

Проблемный вопрос: какова причина намагниченности постоянных магнитов?

1. Вспомним, при каком условии может возникнуть постоянное магнитное поле?

2. А может ли постоянное магнитное поле возникать без движущихся зарядов?

3. Выскажите предположения (гипотезы) о причине намагниченности постоянных магнитов.

4.Какие частицы в телах могут создавать микроскопические токи?

Решение проблемы завершаем знакомством с гипотезой Ампера, объясняющей намагниченность железа?

Задание на дом: § 59 , ответить на вопросы 1 – 8.

Индивидуальные задания: подготовить сообщения

« История изобретения компаса», «Магнитное поле Земли», составить кроссворд по теме «Электромагнитные явления».

На вопросы

блиц — опроса отвечаем

кратко, лаконично.

Инструктаж:

ТБ при работе с железными опилками и заострёнными предметами.

Выполнение опытов

сопровождается

обсуждением

результатов

наблюдений и

формулировкой

выводов.

Выполнение фронтального эксперимента.

Выполнение зарисовок

в тетрадях.

Заключительные выводы формулируются по возможности

самостоятельно.

Также прошу детей написать, какое впечатление произвели на них проведённые наблюдения (что понравилось, что вызвало удивление).

Решаем проблемную ситуацию.

Работа с учебником:

чтение выдержки

из § 59 на стр.138.

Д.З. дифференцированно.

Инверсия и интерпретация магнитной аномалии при наличии значительной остаточной магнитной индукции и саморазмагничивания на основе амплитуды магнитного поля

1. Введение

Восприимчивость — это основной параметр, используемый для представления магнитных свойств горных пород и руд. Таким образом, многочисленные исследования инверсии магнитных данных были посвящены восстановлению распределений восприимчивости и выводу положений и форм магнитных источников. Например, Ли и Ольденбург представили методы взвешенного по глубине сжатия с вейвлет-преобразованием и совместной инверсии поверхностных и скважинных магнитных данных [1, 2, 3]; Пилкингтон использовал предварительно обусловленный алгоритм сопряженного градиента для решения матричного уравнения [4]; Портнягин и Жданов представили методы фокусировки изображений, основанные на функциях поддержки минимального градиента [5, 6]; Феди представил метод глубины от крайней точки, основанный на теории продолжения вверх [7], и так далее.Тем не менее, остаточная намагниченность также является важной частью магнитных свойств горных пород и руд. Это происходит из условий во время их формирования и широко присутствует во многих реальных примерах. Остаточная намагниченность изменяет силу и направление внутренней намагниченности и демонстрирует большую степень неопределенности и региональности, что затрудняет интерпретацию магнитных данных. Помимо остаточной намагниченности, эффект саморазмагничивания источников поля с высокой восприимчивостью также изменяет величину и направление внутренней намагниченности [8, 9, 10, 11].Инверсия магнитной аномалии при наличии остаточной намагниченности и саморазмагничивания стала актуальной темой в последние годы.

Некоторые стратегии были предложены для решения проблемы остаточной намагниченности, как резюмировал Кларк [12]. Первый вид подхода заключается в оценке направления намагничивания перед восстановлением распределений физических свойств с использованием стандартной магнитной инверсии. Методов оценки направления намагниченности много. Например, Fedi et al. предложил метод max-min приведенного к полюсу (RTP) для получения направления намагниченности [13]; Билим и Атес оценили направление намагниченности путем поиска максимальной корреляции между псевдогравитационными и гравитационными аномалиями [14].Филлипс использовал интегралы Хельбига для оценки компонент вектора магнитного дипольного момента по моментам первого порядка компонент вектора магнитного поля [15]. Николози и др. вычислил направление намагниченности структур земной коры, используя эквивалентный алгоритм источника [16]. Даннемиллер и Ли оценили общее направление намагниченности на основе корреляции между вертикальным градиентом и полным градиентом поля RTP [17]. Gerovska et al. инвертировал направление намагниченности путем корреляции RTP и магнитуды магнитных аномалий [18].Ли и др. оценили направление намагниченности магнитных аномалий через корреляцию между нормированной силой источника и RTP [19]. Вышеупомянутые подходы к оценке направления намагничивания больше подходят для простых и изолированных аномалий, поскольку обычно достигается уникальное направление намагничивания. В связи с тем, что может быть достигнуто только усредненное направление намагничивания, вышеуказанные методы более применимы для некоторых простых и изолированных аномалий.

Кроме того, предлагается альтернативный метод прямого инвертирования некоторых видов амплитудных аномалий, которые мало чувствительны к направлениям намагничивания, таких как данные полного градиента [20], магнитудные аномалии [21, 22, 23, 24, 25 ], нормализованная мощность источника [26, 27, 28] и аналитический сигнал [29, 30].Этот подход более эффективен, когда направление намагничивания сильно варьируется из-за таких факторов, как структурные изменения. Третий метод — это инверсия вектора намагниченности. Wang et al. восстановил трехкомпонентную модель декартовой намагниченности и инвертировал три составляющие полной намагниченности. Однако их подход был более применим при определении полной намагниченности разделенных однородных тел [31]. Лельевр и Ольденбург улучшили свои методы и вычислили три компонента намагниченности в декартовой и сферической системе координат, которые обслуживали более сложные сценарии и широко применялись в инверсии магнитных данных под влиянием значительной остаточной намагниченности [32].Точно так же Ellis et al. установил матричные уравнения между компонентами намагниченности и магнитными аномалиями, а затем оптимизировал целевую функцию для получения трех компонентов вектора намагниченности [33]. Эти предложенные методы больше применялись для инверсии при наличии остаточной намагниченности, но редко использовались для инверсии распределений с высокой восприимчивостью, когда рассматривается эффект саморазмагничивания. Лю и др. инвертировал двумерные распределения вектора намагниченности модели призмы с высокой восприимчивостью на основе магнитных аномалий магнитуды в стволе скважины [8].

Физические принципы саморазмагничивания различаются в зависимости от остаточной намагниченности, но они имеют схожий отклик, поскольку оба изменяют силу и направление векторов внутреннего намагничивания. В случаях, когда восприимчивость магнита <0,1 SI, эффекты размагничивания незначительны и им можно пренебречь при прямом моделировании. Однако такие эффекты важны при моделировании тел с высокой восприимчивостью [11]. Показано, что эффект саморазмагничивания имеет тенденцию к уменьшению величины и смещает направление внутренней намагниченности, тем самым искажая амплитуды и формы магнитных аномалий [34].Саморазмагничивание широко применяется в магниторазведке [10] и инженерных изысканиях [9, 35]. Было проведено большое количество исследований прямого моделирования в отношении саморазмагничивания [9, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50] , но по-прежнему трудно инвертировать распределения свойств, учитывая последствия саморазмагничивания. Более ранние подходы к решению этой проблемы включают исправление магнитной аномалии с помощью коэффициентов размагничивания для некоторых простых моделей, таких как трехмерная сфера и двумерный эллиптический цилиндр [10].Очевидно, что этот метод подходит только для некоторых простых геологических условий. Кроме того, будучи похожими на электрические методы, Лельевр и Ольденбург напрямую решили уравнения Максвелла, используя дискретизацию конечного объема для восстановления трехмерных распределений высокой восприимчивости [9]. Это эффективный способ решения проблемы саморазмагничивания, но алгоритмы решения уравнений в частных производных трудно реализовать в сложных граничных условиях и пересеченной местности.Крахенбуль и Ли предложили метод инверсии амплитуды, и исследование дало хорошие результаты под влиянием саморазмагничивания при высокой магнитной восприимчивости [35]. Лю и др. инвертировал двумерные распределения величины и направлений намагниченности модели дайки с высокой восприимчивостью, используя инверсию вектора намагниченности ствола скважины [8]. Крахенбуль и Ли реализовали инверсию множественных тел источников и сложных структур, демонстрирующих сильное саморазмагничивание, на основе данных магнитной амплитуды [50].

На примере двумерной магнитной аномалии мы обсуждаем характеристики магнитной аномалии магнитуды в зависимости от направления намагниченности и формы магнитных источников, а также вводим вычисления магнитудной магнитной аномалии в частотной области. Мы восстанавливаем распределения интенсивности намагниченности по магнитной аномалии. Затем вычисляются общие аномалии поля для оценки направления намагниченности. Мы моделируем отклики магнитного поля источника с высокой восприимчивостью под эффектом саморазмагничивания с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и используем синтетические модели призм со значительной остаточной намагниченностью и высокой восприимчивостью для проверки инверсии амплитуды соответственно.Наконец, амплитудная инверсия применяется к полевым данным железорудного месторождения в Южной Австралии.

Как проводить проверки с помощью видимых магнитных частиц [видео]

• Magnaflux
• Блог
• Как проводить проверки с помощью видимых магнитных частиц [видео]

Узнайте о методе неразрушающего контроля магнитопорошкового контроля, включая основные этапы неразрушающего контроля сухих видимых магнитных частиц с использованием электромагнитного ярма

В этом видеоролике Брайан Баттейгер из Magnaflux описывает стандартные этапы контроля магнитных частиц с использованием сухих видимых магнитных частиц на деталях из черных металлов, как указано в стандарте ASTM E1444: Стандартная практика для испытания магнитных частиц.Конкретная последовательность шагов может варьироваться в зависимости от метода нанесения частиц и техники намагничивания.

1. Подготовка поверхности: Важно, чтобы испытуемая поверхность была чистой, сухой и свободной от грязи, жира, окалины, краски или других материалов, которые могут помешать проверке, Брайан использует очиститель / удалитель на основе растворителя SKC-S .
2. Настройка намагничивания: Испытуемая деталь или область должны быть настроены так, чтобы к ней подавался ток намагничивания.Это будет отличаться для разных приложений. В видео Брайан продемонстрировал, как проверить сварной шов с помощью электромагнитного ярма.
   • Метод намагничивания: Существуют разные типы магнитного тока, способы подачи тока на деталь и направление магнитного поля, проверьте правильность процедуры намагничивания детали. Здесь Брайан использует ярмо переменного тока Y-1.
   • Сила тока: Обязательно ознакомьтесь с процедурой изготовления детали для правильной силы тока, которая будет варьироваться в зависимости от детали, типа металла и типа дефекта, который необходимо найти.
   • Напряженность магнитного поля: Проверьте напряженность магнитного поля с помощью кругового манометра, измерителя эффекта Холла, QQI, известного дефекта или полоски индикатора магнитного потока.

3. Подайте магнитный ток: Для сухого, непрерывного метода магнитный ток запускается до подачи магнитного порошка, а магнитный ток прекращается только после того, как приложение магнетической частицы завершено.

4. Нанесение магнитных частиц: Брайан демонстрирует нанесение сухих магнитных частиц, непрерывный метод, применяя магнитные частицы к детали при подаче тока, и осторожно удаляет излишки магнитного порошка, пока ток еще подается.

5. Осмотр: Оцените деталь в соответствующих условиях УФ-освещения, осмотрите деталь на предмет любых признаков и примите соответствующие меры для интерпретации и документирования любых результатов.

6. Дополнительное намагничивание: В зависимости от детали и процесса может потребоваться дополнительное намагничивание, чтобы найти признаки разной ориентации на детали или испытательной поверхности. В этом случае повторите шаги 2–5 для дополнительного намагничивания.

7. Размагничивание: Используя соответствующий магнитный ток, напряженность поля и направление, размагнитите деталь после завершения окончательной проверки и используйте измеритель поля для проверки остаточного магнетизма.
8. Последующая очистка: После осмотра детали очищаются от любых оставшихся магнитных частиц.

Преимущества использования магнитных частиц сухим методом

• Эффективен при низких температурах
• Эффективен при высоких температурах
• Легкое удаление, не такое грязное, как мокрым методом
• Хорошая подвижность частиц с AC и HWDC
• Оборудование может быть дешевле

Недостатки магнитного порошка сухим методом

• Не так чувствителен, как мокрый метод, для очень мелких и неглубоких трещин
• Сложно использовать при инспекциях над головой
• Трудно сказать, когда / достигается ли полное покрытие
• Не подходит для больших объемов
• Трудно приспособиться к любому типу автоматической системы

Использование частиц Mag для сухого метода

• Обнаружение больших неоднородностей трассы
• Обнаружение поверхностных и подземных неоднородностей
• Крупные объекты или для полевых проверок
• С переносным оборудованием
• Обнаружение относительно глубоких дефектов аппаратным выпрямленным током
• Испытания сварных швов
• Отливки

Посетите наш раздел «Контроль магнитных частиц» для получения дополнительной информации и образовательных ресурсов.

Как и все методы неразрушающего контроля, результаты магнитопорошкового контроля достоверны только в том случае, если контроль проводится точно и последовательно.

Это предназначено для предоставления общего обзора типичного процесса MT / MPI; все испытания неразрушающего контроля должны выполняться в соответствии с предписанными спецификациями или процедурами испытаний.

Подождите, пока мы соберем ваши результаты.

определение намагниченности по The Free Dictionary

Конечно, любой перегретый двигатель может «заклинивать» без предупреждения; но до нас дошло так много жалоб на несчастные случаи, подобные вашей, при съемке «Авроры», что мы склонны полагать вместе с Лавалле, что верхние слои северного сияния представляют собой практически одну большую электрическую «утечку», и что паралич ваших двигателей был вызван для полного намагничивания всех металлических деталей.Неожиданно было обнаружено, что намагниченность образца 4C была значительно ниже, чем у образца 2C, хотя содержание Co одинаково в каждом образце. STT MRAM использует элементы памяти, которые используют эффект, при котором ток проходит через магнитный материал. — например, магнитный туннельный переход (MTJ) (3) — меняет направление намагничивания (рис. 1). Первоначальные решения проблемы длительного времени сбора данных для трехмерной визуализации FSE были сосредоточены на получении большего количества эхо-сигналов на импульс намагничивания (т.е.е., увеличивая длину последовательности эхо-сигналов, ETL) и уменьшая время между последовательными импульсами намагничивания (уменьшая время повторения, TR). Хотя интенсивность намагничивания, необходимая для обоих, почти одинакова, направления намагничивания различаются: значения — 74 и 172 градуса соответственно. Хотя во многих случаях физическое моделирование ограничивалось свойствами, связанными с направлениями прокатки, использование вычислительных методов в магнитных сердечниках требует знания кривой намагничивания и петель гистерезиса в направлениях, отличных от направления прокатки. Направления возможности определения поведения собственной намагниченности в монокристалле [001] (110) Fe Si (GO) ограничены значениями [001] и [0 [бар.1] 0] направлений, поскольку на процесс намагничивания во всех других направлениях влияет геометрия образца (Fiorillo et al., 2002). Использование минимума математического «оборудования» покрывает классическое поле намагничивания, малые движения намагниченности, собственное демпфирование, флуктуации, реверсирование намагниченности в очень разреженном массиве мелких частиц и реверсирование намагниченности в массивах частиц и сплошных средах. Решатели для конкретных приложений могут использоваться для проектных работ на вращающемся оборудовании, сверхпроводящих магнитах, пучках частиц , диэлектрическая изоляция и процессы намагничивания или размагничивания.Решатель, получивший название DEMAG, позволяет разработчикам оптимизировать конструкцию оборудования, точно моделируя как процесс намагничивания, так и последующие эффекты размагничивания, которые могут возникнуть. Шаг 1: Низкое намагничивание. Сигнал слабого магнитного поля обеспечивает широкий спектр данных, содержащих информацию как о геометрической, так и о магнитной деформации трубы. Пластиковый сплав может быть намагничен с использованием различных методов намагничивания, включая обычные, двухполюсные с каждой стороны, многополюсные или индивидуальные решения для подходят для многих медицинских и стоматологических применений.Plastalloy [TM] от компании Electrodyne может быть намагничен с использованием различных методов намагничивания, включая обычные, двухполюсные с каждой стороны, многополюсные, или с использованием специальных шаблонов намагничивания.

Советы экспертов по борьбе со стрессом и тревогой во время пандемии

В рамках глобального ответа на пандемию гражданам многих стран приходится оставаться дома. Однако длительная изоляция может сказаться на психическом здоровье. В этой специальной статье сторонники психического благополучия делятся своими главными советами о том, что вы можете сделать, чтобы справиться с тревогой и стрессом, застряв дома.

Поделиться на PinterestЧто люди могут делать, чтобы заботиться о своем психическом здоровье, застряв дома?

Все данные и статистика основаны на общедоступных данных на момент публикации. Некоторая информация может быть устаревшей. Посетите наш центр по коронавирусу и следите за нашими обновлениями на странице , чтобы получить самую свежую информацию о пандемии COVID-19.

На брифинге для прессы 26 марта 2020 года официальные лица Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) обсудили проблемы, с которыми мир сталкивается в плане психического и психологического здоровья и благополучия во время пандемии COVID-19.

«Меры физического дистанцирования и изоляции, [и] закрытие школ и рабочих мест особенно [затрудняют] нас, поскольку они влияют на то, что мы любим делать, где мы хотим быть и с кем мы хотим быть, — сказал д-р Ханс Клюге, региональный директор ВОЗ в Европе, в своем вступительном слове.

«Для каждого из нас совершенно естественно испытывать стресс, тревогу, страх и одиночество в это время. В [ВОЗ] мы считаем [влияние на] наше психическое здоровье [и] психологическое благополучие очень важными последствиями COVID-19 », — добавил он.

По мере того, как люди во всем мире вынуждены работать из дома или получать домашнее образование — не имея возможности путешествовать даже по улице, чтобы навестить друзей или семью, — оставаться психически здоровым для многих становится все труднее.

Итак, что могут сделать отдельные люди, а также общество в целом, для сохранения психического благополучия и борьбы со стрессовыми факторами, такими как тревога и одиночество?

Чтобы узнать, Medical News Today обратились к двум защитникам психического здоровья: практикующему специалисту по бизнес-нейролингвистическому программированию и тренеру по психическому здоровью Тане Диггори, основателю и директору Calmer , а также тренеру по лидерству и инструктору по оказанию первой помощи в области психического здоровья Кэт Хаунселл. , основатель обычных людей .

В этой специальной статье представлены некоторые практические советы по поддержанию хорошего психического здоровья, которые предложили Диггори и Хаунселл, а также официальные советы экспертов ВОЗ.

Работа на дому для некоторых может показаться мечтой, поскольку она дает возможность задействовать скрытые творческие способности, не выходя из уютной, знакомой обстановки.

Однако это также может вызвать уникальный набор проблем — особенно в качестве принудительной меры.

«Хотя [возможность работать из дома] может расширить наши возможности и повысить уровень нашей трудовой жизни, если довести ее до крайности, мы в конечном итоге будем включены все время», — сказал Диггори MNT .

«Во многих случаях границы между семейной жизнью и работой могут стираться, и именно эти границы позволяют нам оставаться здоровыми и здоровыми», — предупредила она.

В условиях вынужденной «работы на дому» люди могут в конечном итоге постоянно делить пространство с другими членами семьи, и они могут начать чувствовать, что они должны одновременно выполнять и домашние дела, и рабочие задания.

Такое смешение дома и работы может также привести к увеличению продолжительности рабочего дня, чем обычно.

«Люди могут […] впасть в привычку переутомляться, испытывать чувство или чувство, что они« должны »работать сверхурочно, чтобы показать коллегам, что они работают продуктивно, даже если никто не может физически увидеть их работу», — сказал Диггори.

Чтобы помочь поддержать психическое благополучие вас и ваших близких в это трудное время, посетите наш специализированный центр, чтобы получить дополнительную информацию, подтвержденную исследованиями.

Итак, как люди могут решить эти проблемы и снизить уровень стресса, возникающего при работе исключительно в домашней обстановке?

«Во-первых, примите тот факт, что уровень стресса, вероятно, будет выше для многих в это время — все, что вы чувствуете, действительно с учетом текущего контекста», — сказал Хаунселл.

Вот почему «[когда] работая из дома, важно уделять первостепенное внимание своему мышлению и благополучию в начале дня», — сказал нам Диггори.

Один из полезных способов установить границы, чтобы человек не был перегружен конкурирующими задачами, — это создать физическое пространство, предназначенное только для работы, где человек не будет сталкиваться с перебоями и перерывами, не связанными с работой.

«Там, где это возможно, стоит выделить ваше пространство только для работы. Такое разделение может поддержать вас физически и морально и помочь вам занять нужное свободное пространство каждый раз, когда вы приступаете к работе.»

— Таня Диггори

« Если вы живете с семьей, партнером или соседями по дому, вы можете […] [поговорить] с ними о том, какие границы вам нужно установить, чтобы обеспечить здоровое и здоровое здоровье. продуктивное мышление, — предложила она.

Она также сказала, что люди, которые делят свои дома с другими, могут действительно извлечь выгоду из ситуации, кооптируя семью или соседей по дому, чтобы активно помогать им оставаться на правильном пути.

Например, Диггори сказал: «Если вы изо всех сил стараетесь делать перерывы в течение дня, вы могли бы использовать жизнь с другими в своих интересах — возможно, попросите их помощи, чтобы побудить вас отвлечься от рабочего стола во время обеда или на некоторое время. утренний / дневной перерыв.«

Ключевое значение имеет сотрудничество, — согласился Хаунселл. «Будьте добры и терпеливы по отношению к себе и окружающим», — посоветовала она.

Она также подчеркнула важность сохранения других здоровых привычек, таких как регулярное питание и соблюдение здоровой диеты, поскольку они сами по себе являются краеугольным камнем психического здоровья.

«Планируя свой день, составляйте график регулярного питания, […] обновляйтесь с помощью упражнений, выделяйте время для общения с другими людьми» и поддерживайте хорошую гигиену сна, — подчеркнул Хаунселл.

Она также отметила важность поддержания хорошего общения как с соседями по дому, так и с коллегами по работе в это время.

«Будьте открыты в своих планах с теми, с кем вы живете, и со своей командой — устанавливайте четкие границы с тем, что не подлежит обсуждению, и будьте готовы к гибкости, когда ваше расписание может потребовать адаптации для поддержки кого-то другого», — добавила она.

Есть также корректировки, которые работодатели могут внести, чтобы их сотрудники не перешли в режим выгорания в рекордно короткие сроки, работая из дома.

Хаунселл сказал, что есть несколько вопросов, которые работодатели должны задать себе, если они хотят помочь своим сотрудникам сохранить свое благополучие и оставаться продуктивными.

Вот эти вопросы:

1. Имеются ли у членов моей команды правильные физические настройки, [например] оборудование для удаленной работы, платформы для онлайн-общения (включая видеозвонки), а также удобный стул и стол. вверх?
2. [Есть ли у них] значимые возможности связи, помимо встреч, которые сосредоточены на работе? Людям нужно время, чтобы повеселиться и поболтать с коллегами, как в офисе.
3. [Имеют ли сотрудники] соответствующую рабочую нагрузку с учетом [их] изменения обстоятельств? Есть много людей, которые работают параллельно с домашним обучением, поддерживая других, находящихся в группе риска, [и] самоизолировавшись.

Если ответ на любой из этих вопросов — «нет», работодатели должны стремиться решить эти проблемы, чтобы поддержать своих сотрудников в достижении адекватного рабочего мышления вне офиса.

Hounsell также посоветовал «[r] регулярные проверки и указатели для доступных опор, чтобы каждый день заботился о благополучии», а также «[открытие] цикла обратной связи» для устранения любых «коммуникаций» проблемы », которые могут появиться из-за настройки удаленной работы.

Другой возможный камень преткновения, когда человеку приходится работать из дома в течение длительного времени, — это избавиться от этого «рабочего мышления», когда работа сделана в течение дня.

Это может быть сложно, особенно если у человека нет доступа к своим обычным «сигналам» о завершении работы — например, поездка из офиса на работу, регулярный пит-стоп в торговом центре после работы или быстрое занятие в тренажерном зале. .

Обращаясь к MNT , Диггори предложил один из способов отметить конец рабочего дня — хотя это также может относиться, например, к окончанию периода обучения — это установить что-то вроде школьного звонка.

«Попробуйте использовать будильник, чтобы подать сигнал об окончании рабочего дня — выберите час или даже минуту, когда вы можете нажать кнопку« выключить », отложить ручку и выйти из домашнего офиса», — предложила она. .

Также может помочь оформление начала и конца рабочего дня интересными мероприятиями.

«[П] дайте простой короткий ритуал, которого вы с нетерпением ждете, чтобы« заселиться »и« выписаться »в свой рабочий день», — посоветовал Хаунселл.

«Это может быть что угодно, например, начало дня с чашки чая и 10 минут записи вчерашних уроков или надежды на сегодняшний день.Тогда вашим выездом может быть короткий запланированный звонок с коллегой, другом [или] членом семьи, чтобы поделиться своими планами на вечер », — предложила она.

«[П] увлекательные занятия по вечерам могут быть хорошей наградой за всю вашу тяжелую работу и тем, чего можно ожидать каждый день», — отметил Диггори.

Однако Хаунселл также посоветовал нашим читателям быть осторожными с собой, если эта стратегия не всегда срабатывает идеально.

«[D] Не ругайте себя, если работа затянется до вечера — просто стоп », — сказала она.«Остановись, сделай вдох, с добротой понаблюдай за происходящим и продолжай с намерением в следующую часть вечера».

Исследования показали, что одиночество — один из самых значительных факторов риска преждевременной смерти в мире. Если это такая огромная проблема (в лучшие времена), что происходит сейчас, когда свобода передвижения многих людей сильно ограничена?

На брифинге для прессы от 26 марта 2020 г. д-р Айиша Малик, технический специалист ВОЗ в Департаменте психического здоровья и злоупотребления психоактивными веществами, отметила, что некоторые из людей, наиболее подверженных риску испытывать повышенное чувство одиночества и тревоги, пожилые люди, а также люди, уже живущие с проблемами психического здоровья.

Чтобы справиться с одиночеством в (относительной) физической изоляции, д-р Малик сказал, что есть некоторые «основные стратегии, которые [ВОЗ] пропагандирует среди населения, например, участие в некоторых [формах] физической активности, соблюдение распорядка или создание нового, участие в деятельности, [которая] дает ощущение достижения […] и, что важно, действительно поддержание социальных связей ».

Хотя сейчас оставаться на связи может быть труднее, чем когда-либо прежде, Dr.Малик отмечает, что сейчас самое время изучить весь потенциал цифровых технологий, которые помогут нам оставаться на связи с нашими близкими.

Обращаясь к MNT , Диггори согласился с этой точкой зрения. «Хотя чрезмерное использование цифровых технологий может нанести ущерб нашему благополучию, нам действительно повезло, что мы живем в цифровую эпоху, когда никогда не было так легко оставаться на связи с людьми, которые для нас важнее всего».

«По возможности, — сказала она, — видеозвонки необходимы; [они помогают] создать иллюзию близости и почувствовать, что человек или люди, с которыми вы разговариваете, находятся поблизости.

Кроме того, во время виртуального брифинга для прессы доктор Малик неоднократно подчеркивал важность соблюдения старых процедур и создания новых. По ее словам, это может помочь структурировать нашу повседневную жизнь в то время, когда наша нормальная деятельность нарушена.

И снова Диггори согласился:

«Распорядок […] очень важен для благополучия, поэтому, если вы живете один, напишите список людей и занятий, которые поднимают вам настроение; не забывайте уделять приоритетное время общению с другими людьми и занятиям тем, что вам нравится каждый день.«

Для тех, кто живет самостоятельно и обнаруживает, что принудительная изоляция сильно ударила по ним, Диггори также предложил« [учитывая] то, что вам нравится делать самому, но у вас нет времени посвятить им ».

«[Ч] книги вы любите читать? Какой режим ухода за собой вы можете ввести, чтобы поддержать свой разум и тело? Какие питательные продукты вы можете приготовить, чтобы укрепить свою иммунную систему? »

Люди должны задать себе эти вопросы и попытаться использовать это неожиданное время для себя, чтобы сосредоточиться на аспектах своей жизни, на которые они, возможно, не обращали особого внимания раньше.

На брифинге для прессы от 26 марта 2020 года представители ВОЗ также говорили о том, как люди могут начать испытывать повышенный уровень беспокойства в это неопределенное время.

Д-р Клюге сказал, что «наши тревоги и страхи следует осознавать, а не игнорировать, а лучше понимать и решать отдельными лицами, сообществами и правительствами».

«Проблема, которая заставляет всех нас нервничать, заключается в том, как мы справляемся и реагируем на стрессовые ситуации, так быстро развивающиеся в нашей жизни и в обществе», — продолжил он.Затем он поделился несколькими личными стратегиями борьбы со стрессом и тревогой:

«Лично я пытаюсь придерживаться того, что работало для меня в прошлом, когда я хочу быть спокойным, — например, изучая и практикуя простые техники релаксации. , такие как дыхательные упражнения, расслабление мышц, внимательность и медитация, [которые] могут быть очень полезны для облегчения психического расстройства ».

Когда MNT разговаривал с Диггори, она также предположила, что такие практики, как осознанность и медитация, могут помочь избавиться от тревожных мыслей.

«Одним из ключевых факторов беспокойства является чувство потери контроля», — объяснила она. Тем не менее, «[т] практики осознанности и медитации, как было научно доказано, снижают стресс и тревогу, а при регулярной практике могут помочь вам лучше контролировать свое состояние».

«Мы не всегда можем контролировать внешние обстоятельства; однако мы можем научиться развивать [здоровые] привычки, при которых мы чувствуем, что контролируем свое личное благополучие, и такие упражнения, как медитативное дыхание [являются] примером этого.

— Таня Диггори

Диггори объяснил, что с начала пандемии количество онлайн-занятий по оздоровлению увеличилось, и люди могут легко присоединиться к ним, не выходя из собственного дома.

Хаунселл также подчеркнул тот факт, что онлайн-классы и другие ресурсы приносят веселые и расслабляющие занятия прямо в дома людей.

«Было так удивительно наблюдать, как быстро растет количество онлайн-ресурсов для поддержки [людей].Вы можете посещать виртуальные художественные галереи, смотреть онлайн-видео о театре и танцах, устраивать видео-ужины с друзьями (это я испытал и проверил), викторины в онлайн-пабах, йога и тренировки в прямом эфире [и] даже Открытый университет выпустил множество бесплатных курсов для продолжения обучения … такой возможности для творчества », — сказала она.

«И, — добавила она, — что действительно здорово, [что] мы также можем восстановить связь с теми хобби и техниками релаксации, которые не требуют экрана — чтение, принятие ванны, садоводство, прослушивание музыки, воспроизведение музыки. , ведение дневника, письмо, искусство и рукоделие, приготовление новых рецептов, […] гладить вашего питомца, мечтать… так много, чтобы смаковать и получать удовольствие.”

В свою очередь, директор Европейского регионального бюро ВОЗ также отметил важность серьезного общения в это время.

«Я сам также стараюсь признавать неприятные мысли, когда они возникают, и обсуждать их с окружающими меня людьми.