A mágneses tér nagyon érdekes jelenség. Jelenleg tulajdonságai számos területen alkalmazásra találtak. Tudod, mi a mágneses mező forrása? A cikk elolvasása után tudni fog róla. Ezen kívül szót ejtünk néhány, a mágnesességgel kapcsolatos tényről. Kezdjük a történelemmel.
Egy kis történelem
A mágnesesség és az elektromosság semmiképpen sem két különböző jelenség, ahogyan azt sokáig tévesen hitték. Kapcsolatuk csak 1820-ban vált világossá, amikor a dán tudós, Hans Christian Oersted (1777-1851) kimutatta, hogy a vezetéken átfolyó elektromos áram eltéríti az iránytűt. Az áram mindig mágneses teret hoz létre. Nem számít, hol folyik – a felhő és a föld között villám formájában vagy testünk izmában.
Még az ókorban is megpróbálták kideríteni, mi a mágneses mező forrása. Sőt, a felfedezéseket a gyakorlatban is alkalmazták. A mágnesességet megfigyelték és használták (különösen navigációs célokra) évezredekkel azelőtt, hogy kiderült volna.és gyakorlati alkalmazásra talált. Csak amikor kiderült, hogy az anyag atomokból áll, végül kiderült, hogy a mágnesesség és az elektromosság összefügg egymással. Ahol mágnesességet észlelünk, mindig jelen kell lennie valamilyen elektromos áramnak. Ez a felfedezés azonban csak az új kutatás kezdete volt.
Mi határozza meg az anyagok mágneses tulajdonságainak megnyilvánulását külső áramforrás hiányában? Az elektronok mozgása, amelyek elektromos áramot hoznak létre az atomokon belül. Ezt a mágnesesség típusát fogjuk itt figyelembe venni. Röviden leírtuk az örvényes mágneses tér (váltakozó áram) forrását.
Magnetit és egyéb anyagok
A természetben egy érdekes ásványban figyelhető meg a vas és a vastartalmú anyagok vonzásának képessége. Magnetitről, a vas egyik kémiai vegyületéről beszélünk. Valószínűleg valami ilyesmit használtak az első kínaiak által feltalált iránytűben. A mágneses tér forrása nem csak ez az ásvány. Az is viszonylag könnyen előfordulhat, hogy egyes anyagok szándékosan kommunikálják a kívánt tulajdonságokat. Közülük a vas és az acél a leghíresebb. Mindkét anyag könnyen mágneses mező forrásává válik.
Állandó mágnesek
A vasat vonzó anyagok egy speciális osztályt alkotnak. Ezeket állandó mágneseknek nevezik. A név ellenére a szükséges tulajdonságokat csak korlátozott ideig tudják megőrizni. állandó mágnes alakúbar bemutatja a földi mágnesesség erejét. Ha szabadon mozoghat, akkor az egyik vége mindig a Föld északi sarka felé fordul, a másik pedig a déli irányba. A mágnes két végét északi és déli pólusnak nevezzük.
A mágnesek szinte bármilyen alakúak lehetnek: rúd, patkó, gyűrű vagy bonyolultabb. Elektromos mérőműszerekben használják. A mágnesek pólusait a következőképpen jelöljük: N (északi) és S (déli). Beszéljünk arról, hogyan hatnak egymásra.
Vonzás és taszítás
Az ellentétes mágneses pólusok vonzzák egymást. Iskola óta tudjuk ezt. Más anyagok vonzásával a mágnes először gyenge mágnessé változtatja. Az azonos nevű lengyelek taszítják egymást (bár ez nem olyan nyilvánvaló, mint a vonzás). Mágnes hatásának kitéve a vas és az acél maguk is mágnesekké válnak, ellentétes polaritást kölcsönözve. Ezért vonzódnak hozzá. De ha két azonos "töltésű" mágnest egymáshoz közel helyezünk, azonos pólusokkal, mi fog történni? A megfigyelt taszító erő egyenlő lesz azzal a vonzó erővel, amely két, egymástól azonos távolságra lévő ellentétes pólus között hat.
Nem csak a vastartalmú anyagokat érinti a mágnesesség. A mágneses jelenségek azonban legkönnyebben tiszta fémekben figyelhetők meg. Ilyenek például a vas, nikkel, kob alt.
Domainek
Fémek, amelyek képesekmágneses mező forrásává válik, az anyag belsejében véletlenszerűen elhelyezkedő kis mágnesekből áll. Egyformán orientáltak csak kis területeken, úgynevezett doméneken, amelyek elektronmikroszkóppal láthatók. A nem mágnesezett anyagban - mivel maguk a tartományok is ott vannak különböző irányban orientálva - a mágneses tér nulla. Ezért ebben az esetben nem figyelhető meg mágneses tulajdonság. Így az anyag csak bizonyos feltételek mellett szerzi meg a szükséges tulajdonságokat.
A mágnesezés folyamata az, hogy minden tartományt kénytelenek ugyanabban az irányban felsorakoztatni. Ha megfelelően elforgatják, a tevékenységeik halmozódnak. Az anyag egésze mágneses mező forrásává válik. Ha az összes tartomány pontosan ugyanabban az irányban sorakozik, az anyag eléri a mágneses határát. Egy fontos mintát meg kell jegyezni. Az anyag mágnesezettsége végső soron a tartományok mágnesezettségétől függ. Ezt pedig az határozza meg, hogy az egyes atomok hogyan helyezkednek el a tartományokon belül.
A Föld mágneses tere
A Föld mágneses terét régóta pontosan mérték és leírták, de ez idáig nem sikerült teljesen megmagyarázni. Nagyon leegyszerűsítve úgy ábrázolható, mintha egy egyszerű lapos mágnes helyezkedne el az északi és déli földrajzi pólus között. Ez okozza a megfigyelt hatások egy részét. De ez nem magyarázza sem a rendkívül szokatlan változásokat a Föld feletti mágneses erővonalak intenzitásában, de még csak irányában sem.felszínre, sem arra, hogy évmilliókkal ezelőtt a mágneses pólusok elhelyezkedése miért volt ellentétes a jelennel, sem azt, hogy – ha lassan is – miért mozognak folyamatosan. Így a dolgok valamivel bonyolultabbak.
A Föld mágneses mezejének modellje
Írjuk le részletesebben az egyszerűsített változatát. Képzeljünk el egy hosszú lapos mágnest a Föld közepén, amely a mágneses mező forrása lesz. Mit kell még figyelembe venni? A földgömb felszínén lévő mágneses anyagokat úgy kell elhelyezni, hogy az északi pólusuk abba az irányba forduljon, amelyet északnak nevezünk (valójában a képzeletbeli mágnes déli pólusa), a másik pólus pedig délre (a mágnes északi pólusa)).
Az összetett fizikai folyamatok megértése nehézségeket okoz. Mind a földi mágnesesség, mind a kis vasdarabok mágnesessége könnyebben megmagyarázható, ha feltételezzük, hogy a mágneses erővonalak (gyakran mágneses fluxusvonalakként emlegetve) a mágnes északi végéből erednek, és belépnek a déli végébe. Ez egy nagyon tetszőleges ábrázolás, amelyet csak kényelmi okokból használnak, hasonlóan a térképre rajzolt szélességi és hosszúsági vonalak használatához. Azonban segít megérteni, mi a Föld mágneses mezejének forrása.
Egy egyszerű lapos mágnes erővonalai, amelyek egyik pólusról a másikra haladnak át, és az egész mágnest lefedik, egy hengerszerűséget alkotnak. Az azonos irányú erővonalak mintha taszítanák egymást. Mindig egy típusú oszlopnál kezdődnek, és egy másik típusú oszlopnál végződnek, és soha nem metszik egymást.
Bkövetkeztetés
Tehát megnyitottuk a "A mágneses mező forrása" témát. Amint látja, meglehetősen kiterjedt. Csak a témához kapcsolódó alapfogalmakat vettük figyelembe.
