الحقول المغناطيسية حول الهدف والأكسدة والاختزال
إن من الأمور الأساسية أيضاً للوصول للهدف المعدني المدفون هو معرفة خواص هذاالمعدن والعوامل والتغيرات التي تطرأ عليه نتيجة دخوله في الأرض .
عملية الأكسدة والاختزال :
المؤكسِد (يسمى أيضاً العامل المؤكسِد أو مادة مؤكسِدة) يمكن أن يعرف بشكل عام أنه مركب كيميائي قادر على منح ذرة أكسجين أو أكثر. وبشكل كيميائي أدق، المادة المؤكسِدة هي المادة التي تربح الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة-اختزال.
وفي كلا الحالتين فإن المادة المؤكسِدة هي التي تحصل عليها عملية اختزال.
تفاعلات أكسدة-اختزال أو أكسدة-إرجاع هي جميع التفاعلات الكيميائية التي يحدث فيها تغير في عدد أكسدة ذرات المواد المتفاعلة بسبب انتقال الإلكترونات فيما بينها.
يمكن أن تكون عملية الأكسدة-الاختزال عملية بسيطة مثل أكسدة الكربون ليعطي ثنائي أكسيد الكربون، أو إرجاع الكربون بالهيدروجين ليعطي الميثان، كما يمكن أن تكون عملية معقدة مثل أكسدة السكر في جسم الإنسان حيث تتضمن سلسلة معقدة من الانتقالات الإلكترونية.
الأكسدة هي عملية فقدان للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات .
الاختزال هي عملية ربح للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات او الأيونات .
وبتعريف أدق يمكن وصف عملية الأكسدة بالنسبة لعنصر ما (أو لجزيء يحوي عنصر تجري عليه هذه العملية) بأنها زيادة في عدد أكسدة هذا العنصر، في حين أن الاختزال (أو الإرجاع) هو النقصان في عدد الأكسدة.
مثال
وكمثال على هذه التفاعلات، التفاعل بين الحديد و كبريتات النحاس:
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
حيث ان التفاعل الأيوني هو:
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
حيث أن الحديد يتأكسد (عدد أكسدة الحديد ازداد من 0 إلى +2) :
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
والنحاس يختزل (عدد أكسدة النحاس تناقص من +2 إلى 0) :
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
وبفهم هذه التغيرات الطارئة على المعادن يمكن لمستخدم الأجهزة تطويرها لكي تفصل بين المعادن وتميز بينها .
ملاحظة : الذهب بطبيعته يكسب إلكترونات بعملية الاختزال وهذا يزيد من الأشعة الذرية الأيونية الصادرة منه ، أما باقي المعادن فهي تخسر إلكترونات أثناء تعرضها لعملية الأكسدة مما يكون حولها حقول مغناطيسية غير منتظمة .
الحقول المغناطيسية حول المعادن المدفونة :
المغناطيسية الأرضية (Earth Magnetism)
هناك نظريات عديدة منها التي تقول بأن الأرض تحتوي على رواسب كثيرة من خامات الحديد وبعض هذه الرواسب عبرة عن حديد نقي تقريبآ. ففي العصور القديمة تمغنطت جميع هذه الرواسب الحديدية تدريجيآ في أتحاه واحد, فكونت مغناطيس دائم كبير جدآ.
هناك نظرية أخرى أن المغنطيسية الأرضية ناشئة من التيارات الكهربائية الشديدة التي تسري حول الأرض وليس في القشرة الأرضية فقط بل وفي الهواء المحيط بها أيضآ, ويبدو بأن هناك علاقة بين هذة التيارات الأرضية وبين دوران الأرض, كما أن هذا يتفق مع الحقيقة بأن الأرض ممغنطة في أتجاه يوازي تقريبا المحور القطبي للأرض.
هناك زاوية بين المحورالمغناطيسي للأرض والمحور القطبي للأرض.
إحداثيات الأقطاب المغناطيسية
القطب المغناطيسي الشمالي[1] (2001) 81.3°ش 110.8°غ (2004 est) 82.3°ش 113.4°غ (2005 est) 82.7°ش 114.4°غ
القطب المغناطيسي الجنوبي[2] (1998) 64.6°ج 138.5°E. (2004 est) 63.5°ج 138.0°ق
وتتشكل خطوط مغناطيسية طولية مستقيمة غير محسوسة بين القطبين الشمالي والجنوبي لها جذب طفيف نحو الشمال مما يؤدي ميلان الحقول المغناطيسية نحو الشمال ( وليس الأيونات الخاصة بالذهب )
وعند دخول كتلة معدنية داخل هذه الخطوط الطولية بباطن الأرض يصبح هناك تشتيع وتعرجات في هذه الموجات مما يشكل حقل مغناطيسي غير منتظم قد يصل ارتفاعه فوق الأرض إلى مترين وهو يساعد أيضاً الأجهزة الاستشعارية ( ذات الموجات الجوية ) وأسياخ النحاس للوصول إلى الهدف بشكل دقيق .
وتتأثر الحقول المغناطيسية بالحواجز والموانع الصخرية وذلك حسب نفاذية المغناطيسية نفسها
النفاذية المغناطيسية هي قيمة مدى امكانية تدفق خطوط المجال المغناطيسي في وسط ما ، و تزداد سهولة تدفق خطوط المجال المغناطيسي بازدياد نفاذيته و العكس صحيح ، رياضيا تمثل النفاذية المغناطيسية نسبة كثافة التدفق المغناطيسي إلى شدة المجال المغناطيسي و وحدة النفاذية هي هنري(وحدة) لكل متر و نفاذية الفراغ تساوي ?0 = 4?×10?7 هنري لكل متر .
وتعتبر الحقول المغناطسية أفضل من الأيونات في تحديد الهدف ، حيث أن الحقول المغناطيسية تتكون على شكل دائرة بيضوية غير منتظمة حول الهدف المعدني
( إلا الذهب ) ويستطيع الصياد المتمرس من الوقوف فوق الهدف بشكل مباشر إذا أتقن التفريق بين الحقول المغناطيسية والأيونات المنبعثة والهالات الوهمية وتداخل الهالات
وبالنسبة للذهب فلا يتم الوصول إليه إلى بنظرية الحث النبضي ، بحيث يتم إرسال موجات نبضية مرتدة للأرض وعند اصطدامها ووصولها للذهب ترتد للجهاز وتعطي استجابة خاصة ومختلفة عن باقي المعادن ، وهذه تعود لمستوى وفاعلية الجهاز نفسه .
ملاحظة : تتأثر الحقول المغناطيسية بظاهرتي المد والجزر ، حيث أن المد والجزر يؤثر تأثير كبير بجاذبية الأرض مما يحدث تغيير بحجم واتجاه الحقول المغناطيسية .
إن من الأمور الأساسية أيضاً للوصول للهدف المعدني المدفون هو معرفة خواص هذاالمعدن والعوامل والتغيرات التي تطرأ عليه نتيجة دخوله في الأرض .
عملية الأكسدة والاختزال :
المؤكسِد (يسمى أيضاً العامل المؤكسِد أو مادة مؤكسِدة) يمكن أن يعرف بشكل عام أنه مركب كيميائي قادر على منح ذرة أكسجين أو أكثر. وبشكل كيميائي أدق، المادة المؤكسِدة هي المادة التي تربح الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة-اختزال.
وفي كلا الحالتين فإن المادة المؤكسِدة هي التي تحصل عليها عملية اختزال.
تفاعلات أكسدة-اختزال أو أكسدة-إرجاع هي جميع التفاعلات الكيميائية التي يحدث فيها تغير في عدد أكسدة ذرات المواد المتفاعلة بسبب انتقال الإلكترونات فيما بينها.
يمكن أن تكون عملية الأكسدة-الاختزال عملية بسيطة مثل أكسدة الكربون ليعطي ثنائي أكسيد الكربون، أو إرجاع الكربون بالهيدروجين ليعطي الميثان، كما يمكن أن تكون عملية معقدة مثل أكسدة السكر في جسم الإنسان حيث تتضمن سلسلة معقدة من الانتقالات الإلكترونية.
الأكسدة هي عملية فقدان للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات .
الاختزال هي عملية ربح للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات او الأيونات .
وبتعريف أدق يمكن وصف عملية الأكسدة بالنسبة لعنصر ما (أو لجزيء يحوي عنصر تجري عليه هذه العملية) بأنها زيادة في عدد أكسدة هذا العنصر، في حين أن الاختزال (أو الإرجاع) هو النقصان في عدد الأكسدة.
مثال
وكمثال على هذه التفاعلات، التفاعل بين الحديد و كبريتات النحاس:
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
حيث ان التفاعل الأيوني هو:
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
حيث أن الحديد يتأكسد (عدد أكسدة الحديد ازداد من 0 إلى +2) :
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
والنحاس يختزل (عدد أكسدة النحاس تناقص من +2 إلى 0) :
الحقول المغناطيسية الهدف والأكسدة والاختزال
وبفهم هذه التغيرات الطارئة على المعادن يمكن لمستخدم الأجهزة تطويرها لكي تفصل بين المعادن وتميز بينها .
ملاحظة : الذهب بطبيعته يكسب إلكترونات بعملية الاختزال وهذا يزيد من الأشعة الذرية الأيونية الصادرة منه ، أما باقي المعادن فهي تخسر إلكترونات أثناء تعرضها لعملية الأكسدة مما يكون حولها حقول مغناطيسية غير منتظمة .
الحقول المغناطيسية حول المعادن المدفونة :
المغناطيسية الأرضية (Earth Magnetism)
هناك نظريات عديدة منها التي تقول بأن الأرض تحتوي على رواسب كثيرة من خامات الحديد وبعض هذه الرواسب عبرة عن حديد نقي تقريبآ. ففي العصور القديمة تمغنطت جميع هذه الرواسب الحديدية تدريجيآ في أتحاه واحد, فكونت مغناطيس دائم كبير جدآ.
هناك نظرية أخرى أن المغنطيسية الأرضية ناشئة من التيارات الكهربائية الشديدة التي تسري حول الأرض وليس في القشرة الأرضية فقط بل وفي الهواء المحيط بها أيضآ, ويبدو بأن هناك علاقة بين هذة التيارات الأرضية وبين دوران الأرض, كما أن هذا يتفق مع الحقيقة بأن الأرض ممغنطة في أتجاه يوازي تقريبا المحور القطبي للأرض.
هناك زاوية بين المحورالمغناطيسي للأرض والمحور القطبي للأرض.
إحداثيات الأقطاب المغناطيسية
القطب المغناطيسي الشمالي[1] (2001) 81.3°ش 110.8°غ (2004 est) 82.3°ش 113.4°غ (2005 est) 82.7°ش 114.4°غ
القطب المغناطيسي الجنوبي[2] (1998) 64.6°ج 138.5°E. (2004 est) 63.5°ج 138.0°ق
وتتشكل خطوط مغناطيسية طولية مستقيمة غير محسوسة بين القطبين الشمالي والجنوبي لها جذب طفيف نحو الشمال مما يؤدي ميلان الحقول المغناطيسية نحو الشمال ( وليس الأيونات الخاصة بالذهب )
وعند دخول كتلة معدنية داخل هذه الخطوط الطولية بباطن الأرض يصبح هناك تشتيع وتعرجات في هذه الموجات مما يشكل حقل مغناطيسي غير منتظم قد يصل ارتفاعه فوق الأرض إلى مترين وهو يساعد أيضاً الأجهزة الاستشعارية ( ذات الموجات الجوية ) وأسياخ النحاس للوصول إلى الهدف بشكل دقيق .
وتتأثر الحقول المغناطيسية بالحواجز والموانع الصخرية وذلك حسب نفاذية المغناطيسية نفسها
النفاذية المغناطيسية هي قيمة مدى امكانية تدفق خطوط المجال المغناطيسي في وسط ما ، و تزداد سهولة تدفق خطوط المجال المغناطيسي بازدياد نفاذيته و العكس صحيح ، رياضيا تمثل النفاذية المغناطيسية نسبة كثافة التدفق المغناطيسي إلى شدة المجال المغناطيسي و وحدة النفاذية هي هنري(وحدة) لكل متر و نفاذية الفراغ تساوي ?0 = 4?×10?7 هنري لكل متر .
وتعتبر الحقول المغناطسية أفضل من الأيونات في تحديد الهدف ، حيث أن الحقول المغناطيسية تتكون على شكل دائرة بيضوية غير منتظمة حول الهدف المعدني
( إلا الذهب ) ويستطيع الصياد المتمرس من الوقوف فوق الهدف بشكل مباشر إذا أتقن التفريق بين الحقول المغناطيسية والأيونات المنبعثة والهالات الوهمية وتداخل الهالات
وبالنسبة للذهب فلا يتم الوصول إليه إلى بنظرية الحث النبضي ، بحيث يتم إرسال موجات نبضية مرتدة للأرض وعند اصطدامها ووصولها للذهب ترتد للجهاز وتعطي استجابة خاصة ومختلفة عن باقي المعادن ، وهذه تعود لمستوى وفاعلية الجهاز نفسه .
ملاحظة : تتأثر الحقول المغناطيسية بظاهرتي المد والجزر ، حيث أن المد والجزر يؤثر تأثير كبير بجاذبية الأرض مما يحدث تغيير بحجم واتجاه الحقول المغناطيسية .