Manyetik alan çok ilginç bir olgudur. Şu anda, özellikleri birçok alanda uygulama bulmuştur. Manyetik alanın kaynağının ne olduğunu biliyor musunuz? Makaleyi okuduktan sonra, bunu bileceksiniz. Ayrıca manyetizma ile ilgili bazı gerçeklerden bahsedeceğiz. Tarihle başlayalım.
Biraz tarih
Manyetizma ve elektrik, uzun zamandır yanlışlıkla inanıldığı gibi kesinlikle iki farklı fenomen değildir. Aralarındaki ilişki ancak 1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted (1777-1851) bir telden geçen elektrik akımının pusula iğnesini saptırdığını gösterdiğinde netlik kazandı. Akım her zaman bir manyetik alan oluşturur. Nerede aktığı önemli değil - bulut ve dünya arasında şimşek şeklinde veya vücudumuzun kasında.
Eski zamanlarda bile insanlar manyetik alanın kaynağının ne olduğunu bulmaya çalıştılar. Ayrıca yapılan keşifler pratikte uygulandı. Manyetizma, aydınlatılmadan binlerce yıl önce gözlemlenmiş ve (özellikle seyir amaçlı) kullanılmıştır.elektriğin doğası ve pratik uygulamalar bulmuştur. Manyetizma ve elektriğin birbirine bağlı olduğu ancak maddenin atomlardan oluştuğu bilindiği zaman ortaya çıktı. Manyetizmanın gözlemlendiği her yerde, her zaman bir tür elektrik akımı mevcut olmalıdır. Ancak bu keşif, yeni araştırmaların yalnızca başlangıcıydı.
Herhangi bir harici akım kaynağının yokluğunda malzemelerin manyetik özelliklerinin tezahürünü ne belirler? Atomlar içinde elektrik akımları oluşturan elektronların hareketi. Burada ele alacağımız şey bu tür bir manyetizmadır. Girdap manyetik alanının (alternatif akım) kaynağını kısaca tanımladık.
Manyetit ve diğer malzemeler
Demir ve demir içeren malzemeleri çekme yeteneği doğada ilginç bir mineralde gözlemlenir. Demirin kimyasal bileşiklerinden biri olan manyetitten bahsediyoruz. Muhtemelen bir çeşit Çinliler tarafından icat edilen ilk pusulalarda kullanılmıştır. Manyetik alanın kaynağı sadece bu mineral değildir. Ayrıca, bazı malzemelerin istenen özellikleri kasıtlı olarak iletmesi nispeten kolaydır. Bunlar arasında en ünlüsü demir ve çeliktir. Her iki malzeme de kolayca bir manyetik alan kaynağı haline gelir.
Kalıcı mıknatıslar
Demir çeken maddeler özel bir sınıf oluşturur. Bunlara kalıcı mıknatıslar denir. Adına rağmen, gerekli özellikleri yalnızca sınırlı bir süre için koruyabilirler. kalıcı mıknatıs şekillibar, karasal manyetizmanın gücünü gösterir. Serbestçe hareket edebiliyorsa, bir ucu her zaman Dünya'nın Kuzey Kutbu yönünde, diğeri ise Güney yönünde döner. Bir mıknatısın iki ucuna sırasıyla kuzey ve güney kutbu denir.
Mıknatıslar hemen hemen her şekle sahip olabilir: çubuk, at nalı, halka veya daha karmaşık. Elektrikli ölçü aletlerinde kullanılırlar. Mıknatısların kutupları şu şekilde gösterilir: N (kuzey) ve S (güney). Nasıl etkileşimde bulundukları hakkında konuşalım.
Çekici ve itici
Karşıt manyetik kutuplar birbirini çeker. Bunu okuldan beri biliyoruz. Mıknatıs başka bir maddeyi çekerek önce onu zayıf bir mıknatısa dönüştürür. Aynı adı taşıyan kutuplar birbirini iter (bu, çekim kadar açık olmasa da). Bir mıknatısa maruz kaldığında, demir ve çelik, zıt kutupları elde ederek mıknatıs haline gelir. Bu yüzden ona ilgi duyuyorlar. Fakat eşit "yüklü" iki özdeş mıknatıs, aynı kutuplarla birbirine yakın yerleştirilirse ne olur? Gözlenen itme kuvveti, birbirinden aynı uzaklıkta bulunan iki zıt kutup arasında etki eden çekici kuvvete eşit olacaktır.
Manyetizma tarafından etkilenen sadece demir içeren malzemeler değildir. Bununla birlikte, manyetik fenomenler en kolay saf metallerde gözlemlenir. Bunlar örneğin demir, nikel, kob alttır.
Etki Alanları
Yapabilecek metallermaddenin içine rastgele yerleştirilmiş küçük mıknatıslardan oluşan bir manyetik alan kaynağı haline gelir. Sadece bir elektron mikroskobu ile görülebilen, alan adı verilen küçük alanlarda eşit olarak yönlendirilirler. Manyetize olmayan maddede - alanların kendileri de orada farklı yönlerde yönlendirildiğinden - manyetik alan sıfırdır. Bu nedenle, bu durumda hiçbir manyetik özellik gözlenmez. Böylece madde gerekli özellikleri ancak belirli koşullar altında kazanır.
Mıknatıslanma süreci, tüm alanların aynı yönde sıraya girmeye zorlanmasıdır. Düzgün bir şekilde döndürüldüğünde, eylemleri yığınlanır. Madde bir bütün olarak bir manyetik alan kaynağı haline gelir. Tüm alanlar tam olarak aynı yönde sıralanırsa, malzeme manyetik sınırına ulaşır. Önemli bir modele dikkat edilmelidir. Malzemenin manyetizasyonu nihai olarak alanların manyetizasyonuna bağlıdır. Ve sırayla, tek tek atomların etki alanları içinde nasıl yer aldığına göre belirlenir.
Dünya'nın manyetik alanı
Dünya'nın manyetik alanı uzun zamandır doğru bir şekilde ölçülmekte ve tanımlanmakta, ancak şu ana kadar tam olarak açıklanamamıştır. Çok basitleştirilmiş bir şekilde, Kuzey ve Güney coğrafi kutupları arasına basit bir düz mıknatıs yerleştirilmiş gibi gösterilebilir. Gözlenen bazı etkilerin nedeni budur. Ancak bu, yeryüzündeki manyetik alan çizgilerinin yoğunluğundaki ve hatta yönündeki son derece olağandışı değişiklikleri açıklamaz.ne milyonlarca yıl önce manyetik kutupların konumlarının şimdikiyle zıt olduğu, ne de yavaş da olsa sürekli hareket ettikleri. Böylece işler biraz daha karmaşık.
Dünya'nın manyetik alan modeli
Basitleştirilmiş versiyonunu daha detaylı anlatalım. Dünyanın merkezinde, manyetik alanın kaynağı olacak uzun, düz bir mıknatıs hayal edin. Başka ne düşünülmeli? Dünyanın yüzeyindeki manyetik maddeler, kuzeyi gösteren kutbu kuzey dediğimiz yöne (aslında hayali mıknatısın güney kutbu) ve diğer kutbu güneye (mıknatısın kuzey kutbu) dönecek şekilde düzenlenmelidir.).
Karmaşık fiziksel süreçleri anlamak bazı zorluklara neden olur. Hem karasal manyetizma hem de küçük demir parçalarının manyetizması, manyetik kuvvet çizgilerinin (genellikle manyetik akı çizgileri olarak adlandırılır) mıknatısın kuzey ucundan çıkıp güney ucuna girdiği varsayılarak daha kolay açıklanabilir. Bu, bir harita üzerinde çizilen enlem ve boylam çizgilerinin nasıl kullanıldığına benzer şekilde, yalnızca kolaylık sağlamak için kullanılan çok keyfi bir temsildir. Ancak, Dünya'nın manyetik alanının kaynağının ne olduğunu anlamamıza yardımcı olur.
Basit bir düz mıknatısın bir kutuptan diğerine geçen ve tüm mıknatısı kaplayan kuvvet çizgileri silindir gibi bir şey oluşturur. Aynı yöndeki kuvvet çizgileri birbirini itiyor gibi görünüyor. Her zaman bir tür direkle başlarlar ve başka bir tip direkle biterler ve asla kesişmezler.
Bsonuç
Yani, "Manyetik alanın kaynağı" konusunu açtık. Gördüğünüz gibi oldukça kapsamlı. Sadece bu konuyla ilgili temel kavramları ele aldık.
