Історія вивчення магнітних властивостей
Магнітні властивості мінералів і гірських порід використовують з давніх часів. Здатність деяких мінералів притягувати і відштовхувати залізо була відома ще задовго до нашої ери. Перші наукові дослідження магнітних властивостей були проведені у Китаї та Індії в II ст. н.е. У Європі вивченням цієї теми почали займатися в ХІІІ ст. Серйозний внесок у розвиток теорії магнітних властивостей мінералів зробив П'єр Кюрі у ХІХ ст. Сучасні дослідження в цій галузі спрямовані на пошук нових магнітних матеріалів для різних сфер застосування.
Що таке магнітні властивості?
Магнітні властивості мінералів і гірських порід є сукупністю властивостей, що характеризують здатність цих речовин намагнічуватися у зовнішньому магнітному полі. Ці властивості визначаються видом і концентрацією магнітних мінералів, а також структурно-текстурними особливостями. Магнітні властивості є важливим інструментом для вивчення геофізичних процесів, пошуку корисних копалин, а також для вирішення задач інженерної геології.
Види магнітних властивостей
За характером магнітної сприйнятливості розрізняють такі магнітні властивості мінералів і гірських порід:
- Діамагнетизм — властивість речовин створювати магнітне поле, протилежне напрямку намагнічуючого зовнішнього поля. Магнітна сприйнятливість діамагнетиків негативна. До діамагнетиків належать кварц, кальцит, галіт, вуглеводи.
- Парамагнетизм — властивість речовин створювати магнітне поле, напрямок якого збігається з напрямком намагнічуючого зовнішнього поля. Магнітна сприйнятливість парамагнетиків позитивна, але дуже мала. До парамагнетиків належать алюмосилікати, гранат, воластоніт, магнетит.
- Феромагнетизм (ферримагнетизм) — властивість речовин створювати магнітне поле, значно сильніше зовнішнього намагнічуючого поля. Магнітна сприйнятливість феромагнетиків має великі позитивні значення. До феромагнетиків належать залізо, нікель, магнетит, піротин, маггеміт.
- Антиферомагнетизм — властивість речовин створювати магнітне поле, напрямки полів сусідніх магнітних моментів яких протилежні. Результуюче магнітне поле речовини дорівнює нулю.
- Феримагнетизм — властивість речовин створювати магнітне поле, напрямки полів сусідніх магнітних моментів яких некомпенсовано, внаслідок чого речовина має відмінний від нуля магнітний момент. Феримагнетики є перехідною формою між феромагнетиками та антиферомагнетиками. До феримагнетиків належить магнетит.
Магнітні властивості мінералів
Магнітні властивості мінералів визначаються в першу чергу хімічним складом та структурою їхніх кристалічних ґраток. До магнітних мінералів належать ті, що містять у своєму складі залізо та мають відповідну кристалічну структуру. Зазвичай магнітними є мінерали з іонами Fe2+ і Fe3+. Найбільш магнітним мінералом є магнетит (Fe3O4).
Магнітні властивості гірських порід
Магнітні властивості гірських порід залежать від вмісту магнітних мінералів, їхніх розмірів, форми і розподілу в породі. Найбільш магнітними є магматичні та метаморфічні гірські породи, що містять магнетит, піротин, гемітит та інші магнітні мінерали.
Використання магнітних властивостей
Магнітні властивості мінералів і гірських порід мають широке практичне застосування в різних галузях науки і техніки. Найбільш важливі сфери використання:
- Геофізика — магнітні властивості гірських порід використовуються для вивчення внутрішньої будови Землі, пошуку корисних копалин та вирішення інших геофізичних задач.
- Інженерна геологія — магнітні властивості гірських порід застосовуються для оцінки стійкості та безпеки інженерних споруд, що будуються на різних магнітних породах.
- Матеріалознавство — магнітні властивості мінералів і гірських порід використовуються для розробки нових магнітних матеріалів для різних сфер застосування, таких як пристрої пам'яті, датчики, акумулятори та ін.
Магнітні властивості мінералів і гірських порід є важливим інструментом для вивчення геофізичних процесів, пошуку корисних копалин, вирішення задач інженерної геології та розробки нових матеріалів для різних сфер застосування.
Часті запитання
- Що таке діамагнетизм?
- Які речовини є феромагнетиками?
- Які фактори впливають на магнітні властивості гірських порід?
- Назвіть галузі науки і техніки, в яких використовуються магнітні властивості.
- Який мінерал є найбільш магнітним?