Magnetisk felt er et meget interessant fænomen. I øjeblikket har dens egenskaber fundet anvendelse på mange områder. Ved du, hvad kilden til magnetfeltet er? Efter at have læst artiklen, vil du vide om det. Derudover vil vi tale om nogle fakta relateret til magnetisme. Lad os starte med historien.
Lidt historie
Magnetisme og elektricitet er på ingen måde to forskellige fænomener, som man fejlagtigt troede i lang tid. Deres forhold blev først klart i 1820, da den danske videnskabsmand Hans Christian Ørsted (1777-1851) viste, at en elektrisk strøm, der strømmer gennem en ledning, afbøjer en kompasnål. Strøm skaber altid et magnetfelt. Det er lige meget, hvor det flyder - mellem skyen og jorden i form af lyn eller i vores krops muskel.
Selv i oldtiden forsøgte folk at finde ud af, hvad der er kilden til magnetfeltet. Desuden blev de opdagelser, der blev gjort, anvendt i praksis. Magnetisme blev observeret og brugt (især til navigationsformål) tusinder af år før det blev belyst.elektricitets natur, og den har fundet praktiske anvendelser. Det var først, da det blev kendt, at stof var sammensat af atomer, at det endelig blev fastslået, at magnetisme og elektricitet var forbundet med hinanden. Hvor som helst magnetisme observeres, skal der altid være en eller anden form for elektrisk strøm til stede. Denne opdagelse var dog kun begyndelsen på ny forskning.
Hvad bestemmer manifestationen af materialers magnetiske egenskaber i fravær af nogen ekstern strømkilde? Bevægelsen af elektroner, der skaber elektriske strømme i atomer. Det er denne type magnetisme, vi vil overveje her. Vi har kort beskrevet kilden til det hvirvelmagnetiske felt (vekselstrøm).
Magnetit og andre materialer
Evnen til at tiltrække jern og jernholdige materialer er observeret i naturen i et interessant mineral. Vi taler om magnetit, en af de kemiske forbindelser af jern. Sandsynligvis blev en slags det brugt i de første kompasser, der blev opfundet af kineserne. Kilden til det magnetiske felt er ikke kun dette mineral. Det er også relativt nemt for nogle materialer med vilje at kommunikere de ønskede egenskaber. Blandt dem er jern og stål de mest berømte. Begge materialer bliver let en kilde til et magnetfelt.
Permanente magneter
Stoffer, der tiltrækker jern, udgør en særlig klasse. De kaldes permanente magneter. På trods af navnet er de kun i stand til at beholde de nødvendige egenskaber i en begrænset periode. permanent magnet formetbar demonstrerer kraften i jordisk magnetisme. Hvis den kan bevæge sig frit, vender den ene ende altid i retning af Jordens nordpol, og den anden - i retning mod syd. De to ender af en magnet kaldes henholdsvis nord- og sydpolen.
Magneter kan have næsten enhver form: stang, hestesko, ring eller mere kompleks. De bruges i elektriske måleinstrumenter. Magneternes poler er betegnet som følger: N (nordlig) og S (syd). Lad os tale om, hvordan de interagerer.
Traktion og frastødning
Modsatte magnetiske poler tiltrækker. Det har vi vidst siden skolen. Ved at tiltrække noget andet materiale, forvandler magneten den først til en svag magnet. Polakker af samme navn frastøder hinanden (selvom dette ikke er så indlysende som tiltrækning). Når de udsættes for en magnet, bliver jern og stål selv til magneter og får den modsatte polaritet. Det er derfor, de er tiltrukket af ham. Men hvis to identiske magneter med lige store "ladninger" placeres tæt på hinanden med de samme poler, hvad sker der så? Den observerede frastødende kraft vil være lig med den tiltrækningskraft, der virker mellem to modsatte poler sat i samme afstand fra hinanden.
Det er ikke kun jernholdige materialer, der påvirkes af magnetisme. Imidlertid observeres magnetiske fænomener lettest i rene metaller. Disse er f.eks. jern, nikkel, kobolt.
Domæner
Metaler der kanblive en kilde til et magnetfelt, bestå af små magneter placeret tilfældigt inde i stoffet. De er kun lige orienteret i små områder, kaldet domæner, som kan ses gennem et elektronmikroskop. I ikke-magnetiseret stof - da selve domænerne også er orienteret der i forskellige retninger - er magnetfeltet nul. Derfor observeres ingen magnetiske egenskaber i dette tilfælde. Stoffet opnår således kun de nødvendige egenskaber under visse betingelser.
Processen med magnetisering er, at alle domæner er tvunget til at stille op i samme retning. Når de roteres korrekt, stables deres handlinger. Stoffet som helhed bliver en kilde til et magnetfelt. Hvis alle domænerne stiller op i nøjagtig samme retning, når materialet sin magnetiske grænse. Et vigtigt mønster skal bemærkes. Magnetiseringen af materialet afhænger i sidste ende af magnetiseringen af domænerne. Og det er til gengæld bestemt af, hvordan individuelle atomer er placeret inde i domænerne.
Jordens magnetfelt
Jordens magnetfelt er længe blevet målt og beskrevet nøjagtigt, men indtil videre er det ikke blevet fuldstændig forklaret. På en meget forenklet måde kan det repræsenteres, som om en simpel flad magnet er placeret mellem den nordlige og sydlige geografiske pol. Det er det, der forårsager nogle af de observerede effekter. Men dette forklarer hverken de højst usædvanlige ændringer i intensiteten eller endda retningen af de magnetiske feltlinjer over jorden.overflade, og heller ikke hvorfor placeringen af de magnetiske poler for millioner af år siden var modsat nutiden, og heller ikke hvorfor de, omend langsomt, konstant bevæger sig. Derfor er tingene noget mere komplicerede.
Model af jordens magnetfelt
Lad os beskrive dens forenklede version mere detaljeret. Forestil dig en lang flad magnet i midten af Jorden, som vil være kilden til det magnetiske felt. Hvad skal der ellers overvejes? De magnetiske stoffer på klodens overflade skal arrangeres, så deres nord-pegende pol drejer i den retning, vi kalder nord (egentlig sydpolen på den imaginære magnet), og den anden pol peger mod syd (magnetens nordpol).).
Forståelse af komplekse fysiske processer giver nogle vanskeligheder. Både terrestrisk magnetisme og magnetismen af små stykker jern er lettere at forklare ved at antage, at magnetiske kraftlinjer (ofte omt alt som magnetiske fluxlinjer) udgår fra den nordlige ende af magneten og kommer ind i den sydlige ende. Dette er en meget vilkårlig repræsentation, der kun bruges for nemheds skyld, svarende til hvordan linjer af bredde- og længdegrad tegnet på et kort bruges. Det hjælper os dog med at forstå, hvad kilden til Jordens magnetfelt er.
Kraftlinjerne for en simpel flad magnet, der går fra en pol til en anden og dækker hele magneten, danner noget som en cylinder. Kraftlinjer i samme retning ser ud til at frastøde hinanden. De starter altid ved én type pæl og slutter ved en anden type pæl og krydser aldrig hinanden.
Bkonklusion
Så vi har åbnet emnet "Kilden til det magnetiske felt". Som du kan se, er den ret omfattende. Vi har kun overvejet de grundlæggende begreber relateret til dette emne.
