Das Magnetfeld ist ein sehr interessantes Phänomen. Derzeit haben seine Eigenschaften in vielen Bereichen Anwendung gefunden. Wissen Sie, woher das Magnetfeld stammt? Nachdem Sie den Artikel gelesen haben, werden Sie davon erfahren. Darüber hinaus werden wir Ihnen einige Fakten zum Magnetismus erläutern. Wenden wir uns zuerst der Geschichte zu.
Ein wenig Geschichte
Magnetismus und Elektrizität sind keineswegs zweiverschiedene Phänomene, wie man lange Zeit fälschlicherweise glaubte. Ihre Beziehung wurde erst 1820 klar, als der dänische Wissenschaftler Hans Christian Oersted (1777-1851) zeigte, dass ein durch einen Draht fließender elektrischer Strom die Kompassnadel ablenkt. Der Strom erzeugt immer ein Magnetfeld. Es spielt keine Rolle, wo es fließt - zwischen der Wolke und dem Boden in Form eines Blitzes oder im Muskel unseres Körpers.
Schon in der Antike haben die Menschen versucht, das herauszufindenist eine Magnetfeldquelle. Darüber hinaus wurden die gemachten Entdeckungen in die Praxis umgesetzt. Der Magnetismus wurde Tausende von Jahren beobachtet und verwendet (insbesondere für Navigationszwecke), bevor die Natur der Elektrizität entdeckt und praktische Anwendungen gefunden wurden. Erst als bekannt wurde, dass Materie aus Atomen besteht, wurde schließlich festgestellt, dass Magnetismus und Elektrizität miteinander verbunden sind. Überall dort, wo Magnetismus beobachtet wird, muss immer elektrischer Strom vorhanden sein. Diese Entdeckung war jedoch nur der Beginn neuer Forschungen.
Was bestimmt die Manifestation magnetischer Eigenschaften?Materialien ohne externe Stromquelle? Die Bewegung von Elektronen, die elektrische Ströme in Atomen erzeugen. Wir werden diese Art von Magnetismus hier betrachten. Wir haben kurz die Quelle des Wirbelmagnetfeldes (Wechselstrom) beschrieben.
Magnetit und andere Materialien
Die Eigenschaft, Eisen und eisenhaltige anzuziehenMaterialien in der Natur in einem interessanten Mineral beobachtet. Wir sprechen von Magnetit, einer der chemischen Verbindungen von Eisen. Wahrscheinlich wurde eine Art davon in den ersten von den Chinesen erfundenen Kompassen verwendet. Dieses Mineral ist nicht die einzige Quelle des Magnetfeldes. Einige Materialien sind auch relativ leicht, absichtlich gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Unter ihnen sind Eisen und Stahl die bekanntesten. Beide Materialien werden leicht zu einer Quelle eines Magnetfeldes.
Permanentmagnete
Substanzen, die Eisen anziehen, bilden eine besondereKlasse. Sie werden Permanentmagnete genannt. Trotz des Namens können sie die erforderlichen Eigenschaften nur für eine begrenzte Zeit behalten. Der stabförmige Permanentmagnet demonstriert die Kraft des Erdmagnetismus. Wenn es sich frei bewegen kann, dreht sich ein Ende immer in Richtung des Nordpols der Erde und das andere in Richtung des Südpols. Die beiden Enden eines Magneten werden als Nord- bzw. Südpol bezeichnet.
Magnete können in nahezu jeder Form vorliegen: Bar, Hufeisen, Ring oder komplexer. Sie werden in elektrischen Messgeräten eingesetzt. Die Pole der Magnete sind wie folgt bezeichnet: N (Nord) und S (Süd). Lassen Sie uns darüber sprechen, wie sie interagieren.
Anziehung und Abstoßung
Gegenüberliegende Magnetpole ziehen an.Das wissen wir seit der Schule. Durch Anziehen eines anderen Materials verwandelt der Magnet es zunächst in einen schwachen Magneten. Gleichnamige Polen stoßen ab (obwohl dies nicht so offensichtlich ist wie Anziehung). Unter dem Einfluss eines Magneten werden Eisen und Stahl selbst zu Magneten, die die entgegengesetzte Polarität annehmen. Deshalb fühlen sie sich von ihm angezogen. Aber was passiert, wenn zwei identische Magnete mit gleichen "Ladungen" mit denselben Polen nahe beieinander installiert werden? Die beobachtete Abstoßungskraft ist gleich der Anziehungskraft, die zwischen zwei entgegengesetzten Polen wirkt, die im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind.
Es sind nicht nur Eisenmaterialien, die vom Magnetismus betroffen sind. Magnetische Phänomene lassen sich jedoch am leichtesten in reinen Metallen beobachten. Dies sind beispielsweise Eisen, Nickel, Kobalt.
Domänen
Metalle, die eine Quelle sein könnenMagnetfelder bestehen aus kleinen Magneten, die sich zufällig in der Substanz befinden. Sie sind gleichermaßen nur in kleinen Bereichen ausgerichtet, die als Domänen bezeichnet werden und durch ein Elektronenmikroskop sichtbar sind. In nicht magnetisierter Materie ist das Magnetfeld Null, da die Domänen selbst dort auch in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind. Folglich werden in diesem Fall keine magnetischen Eigenschaften beobachtet. Somit erhält ein Stoff nur unter bestimmten Bedingungen die notwendigen Eigenschaften.
Der Prozess der Magnetisierung ist das allesDomänen sind gezwungen, sich in eine Richtung auszurichten. Wenn sie richtig gedreht werden, summieren sich ihre Aktionen. Die Substanz als Ganzes wird zur Quelle des Magnetfeldes. Wenn alle Domänen genau in die gleiche Richtung ausgerichtet sind, erreicht das Material seine magnetische Grenze. Ein wichtiges Muster sollte beachtet werden. Die Magnetisierung eines Materials hängt letztendlich von der Magnetisierung der Domänen ab. Und es wird wiederum davon bestimmt, wie sich einzelne Atome innerhalb der Domänen befinden.
Erdmagnetfeld
Das Erdmagnetfeld wurde lange Zeit genau gemessen undbeschrieben, aber bisher wurde es nicht vollständig erklärt. Auf sehr vereinfachte Weise kann es so dargestellt werden, als ob sich ein einfacher flacher Magnet zwischen dem geografischen Nord- und Südpol befindet. Dies ist der Grund für einige der beobachteten Effekte. Dies erklärt jedoch nicht die sehr ungewöhnlichen Änderungen der Intensität und sogar der Richtung der magnetischen Kraftlinien über der Erdoberfläche, noch warum vor Millionen von Jahren die Position der Magnetpole der aktuellen entgegengesetzt war oder warum sie wenn auch langsam, bewegen sich ständig. Somit ist alles etwas komplizierter.
Erdmagnetfeldmodell
Lassen Sie uns die vereinfachte Version etwas genauer beschreiben.Stellen Sie sich einen langen flachen Magneten im Erdmittelpunkt vor, der die Quelle des Magnetfelds sein wird. Was muss noch beachtet werden? Magnetische Substanzen auf der Oberfläche des Globus sollten so positioniert werden, dass sich ihr nach Norden zeigender Pol in die Richtung dreht, die wir Nord nennen (eigentlich der Südpol eines imaginären Magneten), und der andere Pol nach Süden zeigt (Nordpol eines Magnet).
Komplexe physikalische Prozessursachen versteheneinige Schwierigkeiten. Sowohl der Erdmagnetismus als auch der Magnetismus kleiner Eisenstücke lassen sich leichter erklären, wenn man annimmt, dass die magnetischen Kraftlinien (oft als magnetische Flusslinien bezeichnet) vom Nordende des Magneten ausgehen und in das Südende eintreten. Dies ist eine sehr willkürliche Darstellung, die nur der Einfachheit halber verwendet wird, ähnlich wie die auf einer Karte gezeichneten Längen- und Breitengrade verwendet werden. Es hilft uns jedoch zu verstehen, woher das Erdmagnetfeld stammt.
Die Kraftlinien eines einfachen flachen Magneten, der durchläuftVon einem Pol zum anderen und über den gesamten Magneten hinweg bilden sie so etwas wie einen Zylinder. Kraftlinien derselben Richtung scheinen abgestoßen zu sein. Sie beginnen immer an einer Stange eines Typs und enden an einer Stange eines anderen Typs und kreuzen sich nie.
Abschließend
Also haben wir das Thema "Die Quelle des Magnetfeldes" eröffnet. Wie Sie sehen können, ist es ziemlich umfangreich. Wir haben nur die grundlegenden Konzepte zu diesem Thema betrachtet.
