Lodestone - Lodestone
.jpg)
Magnetyt jest naturalnie namagnesowany kawałek mineralnej magnetytu . Są to naturalnie występujące magnesy , które mogą przyciągać żelazo . Własność magnetyzmu została po raz pierwszy odkryta w starożytności za pomocą lodestone. Kawałki lodu zawieszone tak, aby mogły się obracać, były pierwszymi kompasami magnetycznymi , a o ich znaczeniu dla wczesnej nawigacji wskazuje nazwa Lodestone , która w języku średnioangielskim oznacza „kamień kursowy” lub „kamień prowadzący”, od przestarzałego już znaczenia z lode jako "podróż, droga".
Lodestone jest jednym z niewielu minerałów, które są naturalnie namagnesowane. Magnetyt jest czarny lub brązowo-czarny, z metalicznym połyskiem , twardością Mohsa 5,5-6,5 i czarną smugą .
Początek
Proces powstawania kamienia lodowego od dawna pozostaje kwestią otwartą w geologii. Tylko niewielka ilość magnetytu na Ziemi jest namagnesowana jako kamień. Zwykły magnetyt jest przyciągany do pola magnetycznego, takiego jak żelazo i stal, ale sam nie ma tendencji do namagnesowania; ma zbyt niską koercję magnetyczną (odporność na rozmagnesowanie), aby pozostać namagnesowanym przez długi czas. Badanie mikroskopowe lodestones znalazła ich wytwarzanie magnetytu (Fe 3 O 4 ) z wtrąceniami w maghemite (sześcienny Fe 2 O 3 ), często z zanieczyszczeń metalicznych jonów z tytanu , glinu i manganu . Ta niejednorodna struktura krystaliczna nadaje tej odmianie magnetytu wystarczającą koercję, aby pozostać namagnesowanym i tym samym być magnesem trwałym .
Drugim pytaniem jest, w jaki sposób magnesy się magnesują . Przez ziemskie pole magnetyczne na poziomie 0,5 Gaussa jest zbyt słaby, aby namagnesować magnes sama. Wiodąca teoria głosi, że kamienie magnetyczne są namagnesowane przez silne pola magnetyczne otaczające pioruny . Potwierdza to obserwacja, że w większości znajdują się one blisko powierzchni Ziemi, a nie zakopane na dużej głębokości.
Historia
Jednym z pierwszych znanych odniesień do właściwości magnetycznych magnesu została wykonana przez 6 wieku pne grecki filozof Tales z Miletu , którego starożytni Grecy kredytowanego z odkrywania atrakcji Lodestone do żelaza i innych lodestones. Nazwa magnes może pochodzić z lodestones znalezionych w Magnesia , Anatolii .
Najwcześniejsze chińskie odniesienia literackie do magnetyzmu pojawiają się w IV wieku p.n.e. Księdze Mistrza Doliny Diabła ( Guiguzi ). W kronice Lüshi Chunqiu z II wieku p.n.e. jest wyraźnie stwierdzone, że „lodokamień sprawia, że żelazo przychodzi lub je przyciąga”. Najwcześniejsze wzmianki o przyciąganiu igły pojawia się w dziele skomponowanym między 20 a 100 rokiem naszej ery, Lunheng ( Zrównoważone Dociekania ): „Kamień przyciąga igłę”. W II wieku p.n.e. chińscy geomanci eksperymentowali z magnetycznymi właściwościami lodestone, aby stworzyć „łyżkę skierowaną na południe” do wróżenia. Po umieszczeniu na gładkiej brązowej płycie łyżka niezmiennie obracałaby się w kierunku północ-południe. Chociaż wykazano, że to działa, archeolodzy nie odkryli jeszcze prawdziwej łyżki wykonanej z magnetytu w grobowcu Han.
Opierając się na swoim odkryciu artefaktu Olmeków (ukształtowanego i rowkowanego pręta magnetycznego) w Ameryce Północnej, astronom John Carlson sugeruje, że Lodestone mógł być używany przez Olmeków ponad tysiąc lat przed chińskim odkryciem. Carlson spekuluje, że Olmekowie do celów astrologicznych lub geomantycznych używali podobnych artefaktów jako urządzeń kierunkowych lub do orientacji swoich świątyń, mieszkań żywych lub pochówków zmarłych. Szczegółowa analiza artefaktu Olmeków wykazała, że „sztabka” składała się z hematytu z tytanowymi płytkami Fe 2–x Ti x O 3, które odpowiadały za anomalny szczątkowy magnetyzm artefaktu.
„ Sto lat badań przesunął pierwszą wzmiankę o kompasie magnetycznym w Europie do Alexandra Neckama około 1190, a wkrótce potem Guyot de Provins w +1205 i Jacques de Vitry w +1269. Wszystkie inne europejskie twierdzenia zostały wykluczone przez szczegółowe studium..."
Lodestones były często wystawiane jako przedmioty wartościowe lub prestiżowe. Ashmolean Museum w Oksfordzie zawiera magnes ozdobioną koroną złocone, który został podarowany przez Mary Cavendish w 1756, ewentualnie zabezpieczyć spotkanie męża jako kanclerza Uniwersytetu Oxford. Sygnet Isaaca Newtona zawierał podobno kamień, który był w stanie unieść ponad 200-krotność swojego ciężaru. A w XVII-wiecznym Londynie Towarzystwo Królewskie pokazało sześciocalowy sferyczny lodestone ( terrella lub „mała Ziemia”), który był używany do zilustrowania ziemskich pól magnetycznych i funkcji kompasów marynarzy. Jeden współczesny pisarz, satyryk Ned Ward , zauważył jak Terrella „made papier opiłków stalowych kłuć się prowadzenia na plecach drugiej, że stanęli wskazując jak włosie zabezpieczających hog ; i dał takiego życia i wesołość do Paczkę Igieł, którą tańczyli [...] tak, jakby był w nich diabeł."