Magnetické pole je velmi zajímavý fenomén. V současné době našly jeho vlastnosti uplatnění v mnoha oblastech. Víte, co je zdrojem magnetického pole? Po přečtení článku o tom budete vědět. Kromě toho si povíme o některých skutečnostech souvisejících s magnetismem. Začněme historií.
Trocha historie
Magnetismus a elektřina nejsou v žádném případě dva různé jevy, jak se mylně věřilo po dlouhou dobu. Jejich vztah se vyjasnil až v roce 1820, kdy dánský vědec Hans Christian Oersted (1777-1851) ukázal, že elektrický proud protékající drátem vychyluje střelku kompasu. Proud vždy vytváří magnetické pole. Nezáleží na tom, kde proudí - mezi mrakem a zemí ve formě blesku nebo ve svalu našeho těla.
Už v dávných dobách se lidé snažili zjistit, co je zdrojem magnetického pole. Dosažené objevy byly navíc aplikovány v praxi. Magnetismus byl pozorován a používán (zejména pro navigační účely) tisíce let předtím, než byl objasněn.povahy elektřiny a našel praktické využití. Teprve když bylo známo, že hmota se skládá z atomů, bylo konečně zjištěno, že magnetismus a elektřina jsou vzájemně propojeny. Všude tam, kde je pozorován magnetismus, musí být vždy přítomen nějaký druh elektrického proudu. Tento objev byl však pouze začátkem nového výzkumu.
Co určuje projev magnetických vlastností materiálů v nepřítomnosti jakéhokoli vnějšího zdroje proudu? Pohyb elektronů, které vytvářejí elektrické proudy uvnitř atomů. Právě o tomto typu magnetismu zde budeme uvažovat. Stručně jsme popsali zdroj vířivého magnetického pole (střídavý proud).
Magnet a další materiály
Schopnost přitahovat železo a materiály obsahující železo je v přírodě pozorována u jednoho zajímavého minerálu. Mluvíme o magnetitu, jedné z chemických sloučenin železa. Pravděpodobně nějaký druh byl použit v prvních kompasech vynalezených Číňany. Zdrojem magnetického pole není pouze tento minerál. U některých materiálů je také poměrně snadné záměrně sdělovat požadované vlastnosti. Mezi nimi je nejznámější železo a ocel. Oba materiály se snadno stanou zdrojem magnetického pole.
Permanentní magnety
Látky, které přitahují železo, tvoří zvláštní třídu. Říká se jim permanentní magnety. Navzdory názvu si dokážou uchovat potřebné vlastnosti pouze po omezenou dobu. ve tvaru permanentního magnetubar demonstruje sílu zemského magnetismu. Pokud se může volně pohybovat, pak se jeden konec vždy otočí ve směru k severnímu pólu Země a druhý - ve směru na jih. Dva konce magnetu se nazývají severní a jižní pól.
Magnety mohou mít téměř jakýkoli tvar: tyč, podkova, prsten nebo složitější. Používají se v elektrických měřicích přístrojích. Póly magnetů jsou označeny následovně: N (severní) a S (jižní). Pojďme si promluvit o tom, jak se vzájemně ovlivňují.
Přitažlivost a odpor
Opačné magnetické póly se přitahují. Víme to už od školy. Přitahováním nějakého jiného materiálu z něj magnet nejprve udělá slabý magnet. Poláci stejného jména se odpuzují (ačkoli to není tak zřejmé jako přitažlivost). Když jsou vystaveny magnetu, železo a ocel se samy stanou magnety a získají opačnou polaritu. Proto ho přitahují. Ale pokud jsou dva stejné magnety se stejnými "náboji" umístěny blízko sebe se stejnými póly, co se stane? Pozorovaná odpudivá síla se bude rovnat přitažlivé síle, která působí mezi dvěma protilehlými póly umístěnými ve stejné vzdálenosti od sebe.
Magnetismus neovlivňuje pouze materiály obsahující železo. Magnetické jevy však lze nejsnáze pozorovat v čistých kovech. Jedná se například o železo, nikl, kob alt.
Domény
Kovy, které umíse stávají zdrojem magnetického pole, sestávají z malých magnetů umístěných náhodně uvnitř látky. Jsou stejně orientované pouze v malých oblastech, nazývaných domény, které lze vidět elektronovým mikroskopem. V nezmagnetizované hmotě - protože domény samotné jsou tam také orientovány v různých směrech - je magnetické pole nulové. V tomto případě tedy nejsou pozorovány žádné magnetické vlastnosti. Látka tak získává potřebné vlastnosti pouze za určitých podmínek.
Proces magnetizace spočívá v tom, že všechny domény jsou nuceny seřadit ve stejném směru. Při správném otočení se jejich akce skládají. Látka jako celek se stává zdrojem magnetického pole. Pokud se všechny domény seřadí přesně stejným směrem, materiál dosáhne svého magnetického limitu. Je třeba poznamenat jeden důležitý vzorec. Magnetizace materiálu nakonec závisí na magnetizaci domén. A to je zase určeno tím, jak jsou jednotlivé atomy umístěny uvnitř domén.
magnetické pole Země
Magnetické pole Země bylo dlouho přesně změřeno a popsáno, ale dosud nebylo plně vysvětleno. Velmi zjednodušeně to lze znázornit tak, jako by se jednoduchý plochý magnet nacházel mezi severním a jižním geografickým pólem. To způsobuje některé pozorované efekty. To však nevysvětluje ani velmi neobvyklé změny intenzity nebo dokonce směru magnetických siločar nad zemí.povrchu, ani proč před miliony let umístění magnetických pólů bylo opačné než v současnosti, ani proč se, i když pomalu, neustále pohybují. Věci jsou tedy poněkud složitější.
Model magnetického pole Země
Popišme si jeho zjednodušenou verzi podrobněji. Představte si dlouhý plochý magnet ve středu Země, který bude zdrojem magnetického pole. Co dalšího je třeba zvážit? Magnetické látky na povrchu zeměkoule musí být uspořádány tak, aby se jejich severní pól otáčel ve směru, který nazýváme sever (ve skutečnosti jižní pól pomyslného magnetu), a druhý pól míří na jih (severní pól magnetu).).
Porozumění složitým fyzikálním procesům způsobuje určité potíže. Pozemský magnetismus i magnetismus malých kousků železa lze snáze vysvětlit za předpokladu, že magnetické siločáry (často označované jako magnetické siločáry) vycházejí ze severního konce magnetu a vstupují na jižní konec. Toto je velmi libovolná reprezentace, která se používá pouze pro pohodlí, podobně jako se používají čáry zeměpisné šířky a délky nakreslené na mapě. Pomáhá nám však pochopit, co je zdrojem zemského magnetického pole.
Siločáry jednoduchého plochého magnetu, přecházející z jednoho pólu na druhý a pokrývající celý magnet, tvoří něco jako válec. Zdá se, že siločáry ve stejném směru se navzájem odpuzují. Vždy začínají na jednom typu pólu a končí na jiném typu pólu a nikdy se neprotínají.
Bzávěr
Takže jsme otevřeli téma "Zdroj magnetického pole". Jak vidíte, je poměrně rozsáhlý. Zvážili jsme pouze základní pojmy související s tímto tématem.
