चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है? पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र स्रोत

चुंबकीय क्षेत्र एक बहुत ही रोचक घटना है।वर्तमान में, इसके गुणों को कई क्षेत्रों में आवेदन मिला है। क्या आप जानते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है? लेख को पढ़ने के बाद आपको इसके बारे में पता चल जाएगा। साथ ही हम आपको चुंबकत्व से जुड़े कुछ फैक्ट्स के बारे में बताएंगे। आइए पहले इतिहास की ओर मुड़ें।

इतिहास का थोड़ा सा

चुंबकत्व और बिजली किसी भी तरह से दो नहीं हैंअलग-अलग घटनाएं, क्योंकि यह गलती से लंबे समय तक माना जाता था। उनका रिश्ता 1820 में ही स्पष्ट हो गया, जब डेनिश वैज्ञानिक हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (1777-1851) ने दिखाया कि एक तार से बहने वाली विद्युत धारा कम्पास की सुई को विक्षेपित कर देती है। करंट हमेशा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कहाँ बहती है - बिजली के रूप में या हमारे शरीर की मांसपेशियों में बादल और जमीन के बीच।

प्राचीन काल में भी लोगों ने यह जानने का प्रयास किया किचुंबकीय क्षेत्र का स्रोत है। इसके अलावा, की गई खोजों को व्यवहार में लागू किया गया था। बिजली की प्रकृति की खोज और व्यावहारिक उपयोग पाए जाने से हजारों साल पहले चुंबकत्व को देखा और इस्तेमाल किया गया था (विशेषकर नेविगेशन उद्देश्यों के लिए)। जब यह ज्ञात हुआ कि पदार्थ परमाणुओं से बना है तो यह अंततः स्थापित हो गया कि चुंबकत्व और बिजली परस्पर जुड़े हुए हैं। जहां भी चुंबकत्व देखा जाता है, वहां हमेशा किसी न किसी प्रकार का विद्युत प्रवाह होना चाहिए। हालाँकि, यह खोज केवल नए शोध की शुरुआत थी।

चुंबकीय गुणों की अभिव्यक्ति क्या निर्धारित करती हैकिसी बाहरी शक्ति स्रोत की अनुपस्थिति में सामग्री? इलेक्ट्रॉनों की गति, परमाणुओं के अंदर विद्युत धाराएँ बनाना। इस प्रकार के चुंबकत्व पर हम यहां विचार करेंगे। हमने भंवर चुंबकीय क्षेत्र (वैकल्पिक धारा) के स्रोत का संक्षेप में वर्णन किया है।

मैग्नेटाइट और अन्य सामग्री

लोहे और लौह युक्त को आकर्षित करने का गुणएक दिलचस्प खनिज में प्रकृति में देखी गई सामग्री। हम बात कर रहे हैं मैग्नेटाइट की, जो लोहे के रासायनिक यौगिकों में से एक है। संभवतः इसका किसी प्रकार का उपयोग चीनियों द्वारा आविष्कार किए गए पहले कम्पास में किया गया था। यह खनिज चुंबकीय क्षेत्र का एकमात्र स्रोत नहीं है। कुछ सामग्री जानबूझकर वांछित गुण प्रदान करने के लिए अपेक्षाकृत आसान हैं। उनमें से सबसे प्रसिद्ध लोहा और इस्पात हैं। एक और दूसरी सामग्री दोनों आसानी से चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत बन जाते हैं।

स्थायी चुम्बक

लोहे को आकर्षित करने वाले पदार्थ विशेष बनाते हैंकक्षा। उन्हें स्थायी चुंबक कहा जाता है। नाम के बावजूद, वे सीमित समय के लिए ही आवश्यक संपत्तियों को बनाए रखने में सक्षम हैं। बार के आकार का स्थायी चुंबक सांसारिक चुंबकत्व की शक्ति को प्रदर्शित करता है। यदि यह स्वतंत्र रूप से चल सकता है, तो इसका एक सिरा हमेशा पृथ्वी के उत्तरी ध्रुव की दिशा में और दूसरा दक्षिणी ध्रुव की दिशा में मुड़ जाता है। चुम्बक के दोनों सिरों को क्रमशः उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव कहते हैं।

चुंबक लगभग किसी भी आकार में हो सकते हैं:बार, घोड़े की नाल, अंगूठी या अधिक जटिल। इनका उपयोग विद्युत माप उपकरणों में किया जाता है। चुम्बकों के ध्रुवों को निम्नानुसार नामित किया गया है: एन (उत्तर) और एस (दक्षिण)। आइए बात करते हैं कि वे कैसे बातचीत करते हैं।

आकर्षण और प्रतिकर्षण

विपरीत चुंबकीय ध्रुव आकर्षित करते हैं।यह हम स्कूल से जानते हैं। चुम्बक किसी अन्य पदार्थ को आकर्षित करके सबसे पहले उसे दुर्बल चुम्बक में बदल देता है। एक ही नाम के डंडे पीछे हटते हैं (हालाँकि यह आकर्षण जितना स्पष्ट नहीं है)। एक चुंबक के प्रभाव में, लोहा और इस्पात स्वयं विपरीत ध्रुवता प्राप्त करते हुए चुंबक बन जाते हैं। इसलिए वे उसकी ओर आकर्षित होते हैं। लेकिन यदि समान "आवेशों" वाले दो समान चुम्बकों को समान ध्रुवों के साथ एक-दूसरे के पास स्थापित किया जाए, तो क्या होगा? प्रेक्षित प्रतिकर्षण बल आकर्षण बल के बराबर होगा जो एक दूसरे से समान दूरी पर स्थित दो विपरीत ध्रुवों के बीच कार्य करता है।

यह न केवल लौह सामग्री है जो चुंबकत्व से प्रभावित होती है। हालांकि, शुद्ध धातुओं में चुंबकीय घटनाएं सबसे आसानी से देखी जाती हैं। ये हैं, उदाहरण के लिए, लोहा, निकल, कोबाल्ट।

डोमेन

धातुएँ जो एक स्रोत हो सकती हैंचुंबकीय क्षेत्र, पदार्थ के अंदर बेतरतीब ढंग से स्थित छोटे चुम्बकों से मिलकर बनता है। वे केवल डोमेन नामक छोटे क्षेत्रों में समान रूप से उन्मुख होते हैं, जिन्हें इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखा जा सकता है। गैर-चुंबकीय पदार्थ में - चूंकि डोमेन स्वयं भी अलग-अलग दिशाओं में उन्मुख होते हैं - चुंबकीय क्षेत्र शून्य होता है। नतीजतन, इस मामले में कोई चुंबकीय गुण नहीं देखा जाता है। इस प्रकार, कोई पदार्थ कुछ शर्तों के तहत ही आवश्यक गुण प्राप्त करता है।

चुंबकत्व की प्रक्रिया यह है कि सब कुछडोमेन को एक दिशा में लाइन अप करने के लिए मजबूर किया जाता है। जब उन्हें ठीक से घुमाया जाता है, तो उनकी हरकतें जुड़ जाती हैं। पदार्थ समग्र रूप से चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत बन जाता है। यदि सभी डोमेन बिल्कुल एक ही दिशा में संरेखित हैं, तो सामग्री अपनी चुंबकीय सीमा तक पहुंच जाती है। एक महत्वपूर्ण पैटर्न पर ध्यान दिया जाना चाहिए। किसी सामग्री का चुंबकीयकरण अंततः डोमेन के चुंबकीयकरण पर निर्भर करता है। और यह, बदले में, इस बात से निर्धारित होता है कि डोमेन के भीतर व्यक्तिगत परमाणु कैसे स्थित हैं।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को लंबे समय से सटीक रूप से मापा गया है औरवर्णित है, लेकिन अभी तक इसे पूरी तरह से समझाया नहीं गया है। बहुत ही सरल तरीके से इसका प्रतिनिधित्व इस तरह किया जा सकता है जैसे उत्तर और दक्षिण भौगोलिक ध्रुवों के बीच कोई साधारण सपाट चुंबक स्थित हो। यह वही है जो कुछ देखे गए प्रभावों का कारण बनता है। लेकिन यह तीव्रता में बहुत ही असामान्य परिवर्तन और यहां तक ​​कि पृथ्वी की सतह के ऊपर बल की चुंबकीय रेखाओं की दिशा की व्याख्या नहीं करता है, न ही लाखों साल पहले चुंबकीय ध्रुवों का स्थान वर्तमान के विपरीत क्यों था, न ही वे क्यों, यद्यपि धीरे-धीरे, लगातार चल रहे हैं। इस प्रकार, सब कुछ कुछ अधिक जटिल है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र मॉडल

आइए इसके सरलीकृत संस्करण का कुछ और विस्तार से वर्णन करें।पृथ्वी के केंद्र में एक लंबे सपाट चुंबक की कल्पना करें जो चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत होगा। और क्या विचार करने की आवश्यकता है? ग्लोब की सतह पर चुंबकीय पदार्थों को रखा जाना चाहिए ताकि उनका ध्रुव, उत्तर की ओर इशारा करते हुए, उस दिशा में मुड़ जाए जिसे हम उत्तर कहते हैं (वास्तव में एक काल्पनिक चुंबक का दक्षिणी ध्रुव), और दूसरा ध्रुव दक्षिण की ओर (एक का उत्तरी ध्रुव) है। चुंबक)।

जटिल शारीरिक प्रक्रियाओं को समझना कारणकुछ कठिनाइयाँ। स्थलीय चुंबकत्व और लोहे के छोटे टुकड़ों के चुंबकत्व दोनों को यह मानकर समझाना आसान है कि बल की चुंबकीय रेखाएं (जिसे अक्सर चुंबकीय प्रवाह रेखाएं कहा जाता है) चुंबक के उत्तरी छोर से निकलती हैं और दक्षिण छोर में प्रवेश करती हैं। यह एक बहुत ही मनमाना प्रतिनिधित्व है, जिसका उपयोग केवल सुविधा के लिए किया जाता है, ठीक उसी तरह जैसे किसी मानचित्र पर खींची गई अक्षांश और देशांतर की रेखाओं का उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह हमें यह समझने में मदद करता है कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है।

एक साधारण फ्लैट चुंबक के बल की रेखाएं से गुजरती हैंएक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक और पूरे चुम्बक को ढँककर वे एक बेलन की तरह कुछ बनाते हैं। एक ही दिशा की बल रेखाएं प्रतिकर्षित प्रतीत होती हैं। वे हमेशा एक प्रकार के ध्रुव से शुरू होते हैं और दूसरे प्रकार के ध्रुव पर समाप्त होते हैं और कभी भी प्रतिच्छेद नहीं करते हैं।

अंत में

इसलिए, हमने "चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत" विषय खोला है। जैसा कि आप देख सकते हैं, यह काफी व्यापक है। हमने इस विषय से संबंधित केवल मूल अवधारणाओं पर विचार किया है।