Manyetik alanın kaynağı nedir? Dünyanın manyetik alanının kaynağı

Bir manyetik alan çok ilginç bir olaydır. Şu anda özellikleri bir çok alanda kullanılmaktadır. Manyetik alanın kaynağı nedir biliyor musunuz ? Makaleyi okuduktan sonra bunu öğreneceksiniz. Buna ek olarak, manyetizma ile ilgili bazı olgular hakkında konuşacağız. Tarihten başlayalım.

Biraz tarih

Manyetizma ve elektrik iki farklı fenomen değildir, çünkü uzun süredir yanılıyorlar. İlişkileri ancak Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted'in (1777-1851) tel boyunca akan akımın pusula iğnesini saptıracağını gösterdiği 1820'de anlaşılabilir hale geldi. Akım daima bir manyetik alan oluşturur . Bulut ile zemin arasında yıldırım formunda veya vücudumuzun kasında nereden akar olduğu önemli değildir.

Antik çağlarda bile insanlar manyetik alanın kaynağı ne olduğunu bulmaya çalıştı. Üstelik, yapılan keşifler uygulamada da uygulanmıştır. Manyetizma, elektrik doğasının aydınlatılmasından binlerce yıl önce gözlemlendi ve (özellikle navigasyon amaçlı olarak) kullanıldı ve pratik bir uygulama buldu. Ancak maddenin atomlardan oluştuğu bilinene kadar manyetizmanın ve elektriğin birbiriyle ilişkili olduğu tespit edildi. Manyetizma gözlemlendiği her yerde, bir çeşit elektrik akımı olmalıdır. Bununla birlikte, bu keşif sadece yeni araştırmaların başlangıcıydı.

Herhangi bir harici kaynak yokluğunda malzemelerin manyetik özelliklerinin tezahürünü belirleyen nedir ? Atomlar içinde elektrik akımları yaratan elektronların hareketi. Burada bu manyetizma türlerini değerlendireceğiz. Vorteks manyetik alanının kaynağı (alternatif akım) kısaca karakterize edildi.

Magnetit ve diğer malzemeler

Demir ve demir içeren malzemeleri çekme özelliği, ilginç bir mineralde doğada görülür. Demirin kimyasal bileşiklerinden biri olan manyetit hakkında. Muhtemelen, çeşitli çeşitleri Çinliler tarafından icat edilen ilk pusulalarda kullanılmıştır. Manyetik alanın kaynağı sadece bu mineral değildir. Bazı malzemelerin kasıtlı olarak gerekli özellikleri iletmesi de oldukça kolaydır. Bunların arasında demir ve çelik en çok biliniyor. Bu materyallerin her ikisi de kolayca manyetik alan kaynağı haline gelir.

Daimi Mıknatıslar

Demir çeken malzemeler özel bir sınıf oluşturmaktadır. Bunlara daimi mıknatıslar denir. İsmine rağmen, gerekli özellikleri yalnızca sınırlı bir süre için koruyabiliyorlar. Çubuk şeklinde kalıcı bir mıknatıs karasal manyetizmanın gücünü gösterir. Eğer serbestçe hareket edebiliyorsa, bunun bir ucu daima Dünya Kuzey Kutbu yönünde, diğeri - Güney Kutbu yönünde döner. Mıknatısın iki ucu sırasıyla kuzey ve güney kutupları olarak adlandırılır.

Mıknatıslar hemen hemen her şekle sahip olabilir: bir çubuk, at nalı, bir yüzük veya daha karmaşık bir mıknatıs. Elektrikli ev aletlerinde kullanılırlar. Mıknatısların kutupları N (kuzey) ve S (güney) 'dir. Nasıl etkileşim kurdukları hakkında konuşalım.

Çekim ve itme

Farklı manyetik kutuplar çekilmektedir. Bunu zaten okuldan biliyoruz. Başka bir malzemeyi çektiğinizde, mıknatıs onu önce zayıf mıknatısa çevirir. Aynı ismin kutupları itilir (cazibe kadar o kadar açık değildir). Mıknatısın etkisini test ederken, demir ve çelik kendileri mıknatıs haline gelir ve ters kutupsallık kazanırlar. Bu yüzden kendilerine çekici geliyorlar. Fakat aynı "yüklü" iki özdeş mıknatıs aynı kutupla birbirine yakınsa, ne olacak? Gözlenen itme kuvveti birbirinden aynı uzaklığa ayarlanan iki karşı kutup arasında çalışan cazibe kuvvetine eşit olacaktır.

Demir içeren malzemeler manyetizmanın etkisinden etkilenmez. Bununla birlikte, manyetik olgular, saf metallerde en kolay şekilde gözlenmektedir. Bu, örneğin, demir, nikel, kobalt.

etki

Manyetik alan kaynağı olabilen metaller, maddenin içinde rasgele yer alan küçük mıknatıslardan oluşur. Eşit bir şekilde yalnızca alanlar olarak adlandırılan ve elektron mikroskopu ile görülebilen küçük alanlara yönlendirilirler. Mıknatısız bir maddede - alanların kendileri de farklı yönlerde yönlendirildiklerinden - manyetik alan sıfırdır. Sonuç olarak, bu durumda hiçbir manyetik özellik gözlemlenmemektedir. Böylece, madde gerekli özellikleri yalnızca belirli koşullar altında edinir.

Mıknatıslanma süreci, tüm alanların bir yönde hizalanması zorunda kalması gerçeğinden oluşur. Doğru döndürüldüklerinde, eylemleri eklenir. Bir bütün olarak madde manyetik alanın kaynağı olur. Tüm alanlar tam bir yönde sıralanırsa, malzeme manyetik yeteneklerin sınırına ulaşır. Önemli bir düzenlilik belirtilmelidir. Materyalin manyetizasyonu sonuç olarak alanların manyetizasyonuna bağlıdır. Ve bu da, alanlar içinde ayrı atomların nasıl bulunduğu tarafından belirlenir.

Dünyanın manyetik alanı

Dünyanın manyetik alanı uzun zamandır doğru ölçülmüş ve açıklanmıştır, ancak şu ana kadar tam olarak açıklanamamıştır. Çok basit bir şekilde, Kuzey ve Güney coğrafi kutupları arasında basit düz bir mıknatıs varmış gibi düşünülür. Bu, gözlemlenen bazı etkilere neden olur. Ancak bu, ya dünyanın yüzeyi üzerindeki manyetik alan çizgilerinin yoğunluğundaki ya da yönündeki olağan dışı değişiklikleri, ne de milyonlarca yıl önce manyetik kutupların yerini şu andaki ile tersyüz eden neden açıklamaktadır ve ne kadar yavaş da olsa sürekli hareket ettiklerini açıklamaktadır. Yani, her şey biraz daha karmaşıktır.

Dünyanın manyetik alanının modeli

Basitleştirilmiş versiyonunu biraz ayrıntılı olarak açıklayalım. Dünyanın merkezinde, manyetik alanın kaynağı olacak uzun, düz bir mıknatıs düşünelim. Başka ne düşünülmeli? Dünyanın yüzeyindeki manyetik maddeler, kuzey yönelimli kutup kenarı (aslında sanal mıknatısın güney kutbuna) ve güney kutbu (mıknatısın kuzey kutbu) olarak adlandırdığımız tarafa dönecek şekilde konumlandırılmalıdır.

Karmaşık fiziksel süreçleri anlamak bazı zorluklara neden olur. Hem karasal manyetizma hem de küçük demir parçalarının manyetizması, manyetik hatların (genellikle manyetik akış çizgileri olarak da adlandırılır ) mıknatısın kuzey ucundan dışarıya yayıldığını ve mıknatısın güney ucuna girdiğini açıklamak daha kolaydır. Bu, haritadaki çizilen enlem ve boylam çizgileri kullanıldığı gibi kolaylık sağlamak amacıyla uygulanan çok keyfi bir gösterimdir. Bununla birlikte, Dünya'nın manyetik alanının kaynağı ne olduğunu anlamamıza yardımcı oluyor.

Basit bir düz mıknatısın çizgileri, bir kutbundan diğerine geçerek mıknatısın tamamını kapsayan bir silindir gibi bir şey oluşturur. Aynı yöndeki kuvvet çizgileri itilir gibi görünüyor. Her zaman bir kutup başlığından başlar ve başka bir kutup halinde biter ve asla kesişirler.

Sonuç olarak

Böylece, "Manyetik alanın kaynağı" konusunu açtık. Gördüğünüz gibi oldukça geniştir. Bu konuyla ilgili yalnızca temel kavramları değerlendirdik.