Магнитното поле е много интересно явление. В момента неговите свойства са намерили приложение в много области. Знаете ли какъв е източникът на магнитното поле? След като прочетете статията, ще разберете за нея. Освен това ще говорим за някои факти, свързани с магнетизма. Да започнем с историята.
Малко история
Магнитизмът и електричеството в никакъв случай не са две различни явления, както погрешно се смяташе дълго време. Връзката им става ясна едва през 1820 г., когато датският учен Ханс Кристиан Ерстед (1777-1851) показва, че електрически ток, протичащ през проводник, отклонява стрелката на компаса. Токът винаги създава магнитно поле. Няма значение къде тече - между облака и земята под формата на мълния или в мускула на тялото ни.
Дори в древни времена хората се опитваха да разберат какъв е източникът на магнитното поле. Освен това направените открития бяха приложени на практика. Магнетизмът е наблюдаван и използван (особено за навигационни цели) хиляди години преди да бъде изяснен.природата на електричеството и е намерила практически приложения. Едва когато стана известно, че материята се състои от атоми, най-накрая се установи, че магнетизмът и електричеството са взаимосвързани. Където и да се наблюдава магнетизъм, винаги трябва да има някакъв вид електрически ток. Това откритие обаче беше само началото на нови изследвания.
Какво определя проявата на магнитните свойства на материалите при липса на външен източник на ток? Движението на електроните, които създават електрически токове в атомите. Именно този тип магнетизъм ще разгледаме тук. Описахме накратко източника на вихровото магнитно поле (променлив ток).
Магнит и други материали
Способността за привличане на желязо и желязо-съдържащи материали се наблюдава в природата в един интересен минерал. Говорим за магнетит, едно от химическите съединения на желязото. Вероятно някакъв вид от него е бил използван в първите компаси, изобретени от китайците. Източникът на магнитното поле не е само този минерал. Също така е относително лесно за някои материали умишлено да предадат желаните свойства. Сред тях желязото и стоманата са най-известни. И двата материала лесно се превръщат в източник на магнитно поле.
Постоянни магнити
Веществата, които привличат желязото, образуват специален клас. Те се наричат постоянни магнити. Въпреки името, те са в състояние да запазят необходимите свойства само за ограничен период от време. с форма на постоянен магнитбар демонстрира силата на земния магнетизъм. Ако може да се движи свободно, тогава единият край винаги се върти в посока на северния полюс на Земята, а другият - в посока на юг. Двата края на магнита се наричат съответно северен и южен полюс.
Манитите могат да имат почти всякаква форма: пръчка, подкова, пръстен или по-сложна. Използват се в електрически измервателни уреди. Полюсите на магнитите са обозначени, както следва: N (северен) и S (юг). Нека поговорим за това как си взаимодействат.
Привличане и отблъскване
Противоположните магнитни полюси се привличат. Това го знаем още от училище. Привличайки друг материал, магнитът първо го превръща в слаб магнит. Едноименните полюси се отблъскват (въпреки че това не е толкова очевидно, колкото привличането). Когато са изложени на магнит, желязото и стоманата сами се превръщат в магнити, придобивайки противоположния полярност. Ето защо те са привлечени от него. Но ако два еднакви магнита с еднакви „заряди“се поставят близо един до друг с еднакви полюси, какво ще се случи? Наблюдаваната сила на отблъскване ще бъде равна на силата на привличане, която действа между два противоположни полюса, разположени на същото разстояние един от друг.
Не само материалите, съдържащи желязо, са засегнати от магнетизма. Въпреки това, най-лесно се наблюдават магнитни явления в чистите метали. Това са например желязо, никел, кобалт.
Домейни
Метали, които могатстават източник на магнитно поле, състоят се от малки магнити, разположени произволно вътре в веществото. Те са еднакво ориентирани само в малки области, наречени домейни, които могат да се видят през електронен микроскоп. В немагнетизираната материя - тъй като самите домейни също са ориентирани там в различни посоки - магнитното поле е нула. Следователно в този случай не се наблюдават магнитни свойства. По този начин веществото придобива необходимите свойства само при определени условия.
Процесът на намагнитване е, че всички домейни са принудени да се подредят в една и съща посока. Когато се въртят правилно, техните действия се подреждат. Веществото като цяло се превръща в източник на магнитно поле. Ако всички домейни се подредят точно в една и съща посока, материалът достига своята магнитна граница. Трябва да се отбележи един важен модел. Намагнитването на материала в крайна сметка зависи от намагнитването на домейните. А то от своя страна се определя от това как отделните атоми са разположени вътре в домейните.
Магнитното поле на Земята
Магнитното поле на Земята отдавна е точно измерено и описано, но досега не е напълно обяснено. По много опростен начин може да се представи така, сякаш обикновен плосък магнит се намира между Северния и Южния географски полюс. Това е причината за някои от наблюдаваните ефекти. Но това не обяснява нито изключително необичайните промени в интензитета, нито дори посоката на линиите на магнитното поле над земята.повърхност, нито защо преди милиони години местоположението на магнитните полюси е било противоположно на настоящето, нито защо те, макар и бавно, се движат непрекъснато. Така нещата са малко по-сложни.
Модел на магнитното поле на Земята
Нека опишем опростената му версия по-подробно. Представете си дълъг плосък магнит в центъра на Земята, който ще бъде източникът на магнитното поле. Какво друго трябва да се има предвид? Магнитните вещества на повърхността на земното кълбо трябва да бъдат подредени така, че техните северни полюси да се въртят в посоката, която наричаме север (всъщност южният полюс на въображаемия магнит), а другият полюс да сочи на юг (северният полюс на магнита).
Разбирането на сложни физически процеси причинява известни трудности. Както земният магнетизъм, така и магнетизмът на малки парчета желязо са по-лесни за обяснение, като се приеме, че магнитните силови линии (често наричани линии на магнитен поток) излизат от северния край на магнита и влизат в южния край. Това е много произволно представяне, използвано само за удобство, подобно на това как се използват линиите на географска ширина и дължина, начертани на карта. Това обаче ни помага да разберем какъв е източникът на магнитното поле на Земята.
Силовите линии на обикновен плосък магнит, преминаващи от един полюс към друг и покриващи целия магнит, образуват нещо като цилиндър. Силовите линии в една и съща посока изглежда се отблъскват. Те винаги започват от един тип полюс и завършват при друг тип полюс и никога не се пресичат.
Bзаключение
И така, отворихме темата "Източникът на магнитното поле". Както можете да видите, тя е доста обширна. Разгледахме само основните понятия, свързани с тази тема.
