Magnetno polje je vrlo zanimljiv fenomen. Trenutno su njegova svojstva našla primjenu u mnogim područjima. Znate li koji je izvor magnetskog polja? Nakon što pročitate članak, znat ćete o tome. Osim toga, govorit ćemo o nekim činjenicama vezanim uz magnetizam. Počnimo s poviješću.
Malo povijesti
Magnetizam i elektricitet nikako nisu dva različita fenomena, kako se dugo vremena pogrešno vjerovalo. Njihov odnos postao je jasan tek 1820. godine, kada je danski znanstvenik Hans Christian Oersted (1777.-1851.) pokazao da električna struja koja teče žicom odbija iglu kompasa. Struja uvijek stvara magnetsko polje. Nije važno gdje teče - između oblaka i zemlje u obliku munje ili u mišiću našeg tijela.
Čak iu davna vremena ljudi su pokušavali otkriti što je izvor magnetskog polja. Štoviše, postignuta otkrića primijenjena su u praksi. Magnetizam je promatran i korišten (posebno u navigacijske svrhe) tisućama godina prije nego što je razjašnjen.prirode električne energije, te je našla praktičnu primjenu. Tek kada se doznalo da se materija sastoji od atoma, konačno je ustanovljeno da su magnetizam i elektricitet međusobno povezani. Gdje god se promatra magnetizam, uvijek mora postojati neka vrsta električne struje. Međutim, ovo otkriće bilo je samo početak novog istraživanja.
Što određuje manifestaciju magnetskih svojstava materijala u odsutnosti bilo kakvog vanjskog izvora struje? Kretanje elektrona koji stvaraju električne struje unutar atoma. Ovdje ćemo razmotriti ovu vrstu magnetizma. Ukratko smo opisali izvor vrtložnog magnetskog polja (izmjenične struje).
Magnetit i drugi materijali
Sposobnost privlačenja željeza i materijala koji sadrže željezo uočena je u prirodi u jednom zanimljivom mineralu. Govorimo o magnetitu, jednom od kemijskih spojeva željeza. Vjerojatno je neka vrsta toga korištena u prvim kompasima koje su izumili Kinezi. Izvor magnetskog polja nije samo ovaj mineral. Nekim je materijalima također relativno lako namjerno prenijeti željena svojstva. Među njima su najpoznatiji željezo i čelik. Oba materijala lako postaju izvor magnetskog polja.
Trajni magneti
Tvari koje privlače željezo čine posebnu klasu. Zovu se trajni magneti. Unatoč imenu, oni su u mogućnosti zadržati potrebna svojstva samo ograničeno vrijeme. u obliku trajnog magnetabar pokazuje moć zemaljskog magnetizma. Ako se može slobodno kretati, tada se jedan kraj uvijek okreće u smjeru sjevernog pola Zemlje, a drugi - u smjeru južnog. Dva kraja magneta nazivaju se sjeverni, odnosno južni pol.
Magneti mogu imati gotovo bilo koji oblik: šipku, potkovicu, prsten ili složenije. Koriste se u električnim mjernim instrumentima. Polovi magneta označeni su kako slijedi: N (sjeverni) i S (južni). Razgovarajmo o tome kako su u interakciji.
Privlačnost i odbojnost
Suprotni magnetski polovi se privlače. To znamo još od škole. Privlačeći neki drugi materijal, magnet ga prvo pretvara u slab magnet. Polovi istog imena međusobno se odbijaju (iako to nije tako očito kao privlačnost). Kada su izloženi magnetu, željezo i čelik sami postaju magneti, stječući suprotan polaritet. Zato ga i privlače. Ali ako se dva identična magneta s jednakim "nabojima" postave blizu jedan drugom s istim polovima, što će se dogoditi? Promatrana sila odbijanja bit će jednaka sili privlačnosti koja djeluje između dva suprotna pola postavljena na istoj udaljenosti jedan od drugog.
Magnetizam ne utječe samo na materijale koji sadrže željezo. Međutim, magnetske pojave najlakše se promatraju u čistim metalima. To su, na primjer, željezo, nikal, kob alt.
Domene
Metali koji mogupostaju izvor magnetskog polja, sastoje se od malih magneta smještenih nasumično unutar tvari. Jednako su orijentirane samo u malim područjima, nazvanim domenama, koja se mogu vidjeti kroz elektronski mikroskop. U nemagnetiziranoj materiji - budući da su i same domene tamo također orijentirane u različitim smjerovima - magnetsko polje je nula. Stoga se u ovom slučaju ne primjećuju nikakva magnetska svojstva. Dakle, tvar dobiva potrebna svojstva samo pod određenim uvjetima.
Proces magnetizacije je da su sve domene prisiljene da se poredaju u istom smjeru. Kada se pravilno rotiraju, njihova djelovanja se slažu. Tvar kao cjelina postaje izvor magnetskog polja. Ako se sve domene poredaju u potpuno istom smjeru, materijal doseže svoju magnetsku granicu. Treba napomenuti jedan važan obrazac. Magnetizacija materijala u konačnici ovisi o magnetizaciji domena. A ono je, pak, određeno kako se pojedinačni atomi nalaze unutar domena.
Zemljino magnetsko polje
Zemljino magnetsko polje odavno je točno izmjereno i opisano, ali do sada nije u potpunosti objašnjeno. Na vrlo pojednostavljen način, može se predstaviti kao da se prosti ravni magnet nalazi između sjevernog i južnog zemljopisnog pola. To je ono što uzrokuje neke od uočenih učinaka. Ali to ne objašnjava ni vrlo neobične promjene u intenzitetu, pa čak ni smjer linija magnetskog polja iznad Zemlje.površine, niti zašto je prije milijune godina položaj magnetskih polova bio suprotan današnjem, niti zašto se oni, iako sporo, neprestano kreću. Dakle, stvari su nešto složenije.
Model Zemljinog magnetskog polja
Opišimo detaljnije njegovu pojednostavljenu verziju. Zamislite dugi ravni magnet u središtu Zemlje, koji će biti izvor magnetskog polja. Što još treba uzeti u obzir? Magnetske tvari na površini globusa moraju biti raspoređene tako da se njihov pol usmjeren na sjever okreće u smjeru koji nazivamo sjever (zapravo južni pol imaginarnog magneta), a drugi pol usmjeren na jug (sjeverni pol magneta).
Razumijevanje složenih fizičkih procesa uzrokuje određene poteškoće. I zemaljski magnetizam i magnetizam malih komada željeza lakše je objasniti uz pretpostavku da magnetske linije sile (često se nazivaju linijama magnetskog toka) izlaze iz sjevernog kraja magneta i ulaze u južni kraj. Ovo je vrlo proizvoljan prikaz, koji se koristi samo radi praktičnosti, sličan načinu na koji se koriste linije zemljopisne širine i dužine nacrtane na karti. Međutim, pomaže nam razumjeti koji je izvor Zemljinog magnetskog polja.
Linije sile jednostavnog ravnog magneta, prolazeći s jednog pola na drugi i pokrivajući cijeli magnet, tvore nešto poput cilindra. Čini se da se linije sile u istom smjeru međusobno odbijaju. Uvijek počinju na jednom tipu stupa i završavaju na drugom tipu stupa i nikada se ne sijeku.
Bzaključak
Dakle, otvorili smo temu "Izvor magnetskog polja". Kao što vidite, prilično je opsežna. Razmotrili smo samo osnovne koncepte vezane uz ovu temu.
