Магнитното поле е много интересно явление. В момента свойствата му са намерили приложение в много области. Знаете ли какъв е източникът на магнитното поле? След като прочетете статията, ще знаете за нея. Освен това ще ви разкажем за някои от фактите, свързани с магнетизма. Нека първо да се обърнем към историята.
Малко история
Магнетизмът и електричеството в никакъв случай не са дверазлични явления, както погрешно се смяташе дълго време. Връзката им стана ясна едва през 1820 г., когато датският учен Ханс Кристиан Ерстед (1777-1851) показа, че електрически ток, преминаващ през тел, отклонява иглата 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.
Още в древността хората са се опитвали да разберат товае източник на магнитно поле. Освен това направените открития бяха приложени на практика. Магнетизмът се наблюдава и използва (особено за целите на навигацията) хиляди години преди природата на електричеството да бъде открита и да намери практически приложения. Едва когато стана известно, че материята се състои от атоми, най-накрая беше установено, че магнетизмът и електричеството са взаимосвързани. Навсякъде, където се наблюдава магнетизъм, винаги трябва да има някакъв вид електрически ток. Това откритие обаче е само началото на нови изследвания.
Какво определя проявата на магнитни свойстваматериали при липса на външен източник на захранване? Движението на електроните, създаващо електрически токове вътре в атомите. Тук ще разгледаме този вид магнетизъм. Накратко описахме източника на вихровото магнитно поле (променлив ток).
Магнетит и други материали
Свойството да привлича желязо и съдържащо желязоматериали, наблюдавани в природата в един интересен минерал. Говорим за магнетит, едно от химичните съединения на желязото. Вероятно някакъв вид е бил използван в първите компаси, измислени от китайците. Този минерал не е единственият източник на магнитно поле. Някои материали също са относително лесни за умишлено придаване на желани 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 желязо, образуват специалнаклас. Те се наричат постоянни магнити. Въпреки името, те са в състояние да запазят необходимите свойства само за ограничен период от време. Постоянният магнит с форма на пръчка демонстрира силата на земния магнетизъм. Ако може да се движи свободно, тогава единият му край винаги се обръща в посока към Северния полюс на Земята, а другият - към южния полюс. Двата края на магнита се наричат съответно северния и южния полюс.
Магнитите могат да бъдат в почти всякаква форма: бар, подкова, пръстен или по-сложен. Те се използват в електрически измервателни уреди. Полюсите на магнитите са обозначени както следва: N (север) и S (юг). Нека да поговорим за това как си взаимодействат.
Привличане и отблъскване
Противоположните магнитни полюси се привличат. Това го знаем от училище. Привличайки някакъв друг материал, магнитът първо го превръща в слаб магнит. Поляци със същото име отблъскват (въпреки че това не е толкова очевидно, колкото привличането). Когато са изложени на магнит, желязото и стоманата се превръщат в магнити, придобивайки противоположната полярност. Ето защо те са привлечени от него. Но ако два еднакви магнита с еднакви "заряди" са инсталирани близо един до друг с еднакви полюси, какво ще се случи? Наблюдаваната отблъскваща сила ще бъде равна на силата на привличане, която действа между два противоположни полюса, разположени на еднакво разстояние един от друг.
Не само материалите, съдържащи желязо, са засегнати от магнетизма. Магнитните явления обаче се наблюдават най-лесно в чистите метали. Това са например желязо, никел, кобалт.
Домейни
Метали, които могат да бъдат източникмагнитните полета се състоят от малки магнити, произволно поставени във веществото. Те са еднакво ориентирани само в малки области, наречени домейни, които могат да се видят чрез 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 всичкодомейните са принудени да се подредят в една посока. Когато се завъртят правилно, действията им се подреждат. Веществото като цяло става източник на магнитно поле. Ако всички домейни са подравнени в една и съща посока, материалът достига своята магнитна граница. Трябва да се отбележи един важен модел. Намагнитването на даден материал в крайна сметка зависи от намагнитването на домейните. И това от своя страна се определя от това как отделните атоми са разположени в домейните.
Магнитното поле на Земята
Магнитното поле на Земята отдавна е точно измерено иописано, но досега не е напълно обяснено. По много опростен начин може да бъде представен така, сякаш някакъв прост плосък магнит е разположен между Северния и Южния географски полюс. Това е, което причинява някои от наблюдаваните ефекти. Но това не обяснява много необичайните промени в интензивността и дори посоката на магнитните силови линии над земната повърхност, нито защо преди милиони години местоположението на магнитните полюси е било противоположно на сегашния, нито защо те, макар и бавно, непрекъснато се движат. По този начин всичко е малко по-сложно.
Модел на земното магнитно поле
Нека опишем по-подробно неговата опростена версия.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 разположени така, че северният им полюс да се обърне в посоката, която наричаме север (всъщност южният полюс на въображаем магнит), а другият полюс да е обърнат на юг (северният полюс на магнита).
Разбиране на причините за сложни физически процесинякои трудности. И земният магнетизъм, и магнетизмът на малки парчета желязо са по-лесни за обяснение, като приемем, че магнитните силови линии (често наричани магнитни потокови линии) произхождат от северния край на магнита и навлизат в южния край. Това е много произволно представяне, използвано само за удобство, подобно на използваните линии 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, преминаващ презот единия полюс до другия и покривайки целия магнит, те образуват нещо като цилиндър. Силовите линии от същата посока изглеждат отблъснати. Те винаги започват от полюс от един тип и завършват при полюс от друг тип и никога не се пресичат.
В заключение
И така, отворихме темата "Източникът на магнитното поле". Както можете да видите, той е доста обширен. Разгледахме само основните понятия, свързани с тази тема.
