Magnetisch veld is een zeer interessant fenomeen. Momenteel zijn de eigenschappen ervan op veel gebieden toegepast. Weet jij wat de bron van het magnetische veld is? Na het lezen van het artikel weet je het. Daarnaast zullen we het hebben over enkele feiten met betrekking tot magnetisme. Laten we beginnen met de geschiedenis.
Een beetje geschiedenis
Magnetisme en elektriciteit zijn geenszins twee verschillende fenomenen, zoals lange tijd ten onrechte werd gedacht. Hun relatie werd pas in 1820 duidelijk, toen de Deense wetenschapper Hans Christian Oersted (1777-1851) aantoonde dat een elektrische stroom die door een draad vloeit, een kompasnaald afbuigt. Stroom creëert altijd een magnetisch veld. Het maakt niet uit waar het stroomt - tussen de wolk en de aarde in de vorm van bliksem of in de spier van ons lichaam.
Zelfs in de oudheid probeerden mensen erachter te komen wat de bron van het magnetische veld is. Bovendien werden de ontdekkingen toegepast in de praktijk. Magnetisme werd waargenomen en gebruikt (vooral voor navigatiedoeleinden) duizenden jaren voordat het werd opgehelderd.aard van elektriciteit, en heeft praktische toepassingen gevonden. Pas toen bekend werd dat materie uit atomen bestond, werd uiteindelijk vastgesteld dat magnetisme en elektriciteit met elkaar verbonden waren. Overal waar magnetisme wordt waargenomen, moet er altijd een soort elektrische stroom aanwezig zijn. Deze ontdekking was echter slechts het begin van nieuw onderzoek.
Wat bepa alt de manifestatie van de magnetische eigenschappen van materialen bij afwezigheid van een externe stroombron? De beweging van elektronen die elektrische stromen binnen atomen creëren. Het is dit type magnetisme dat we hier zullen beschouwen. We hebben de bron van het magnetische wervelveld (wisselstroom) kort beschreven.
Magnetiet en andere materialen
Het vermogen om ijzer en ijzerhoudende materialen aan te trekken wordt in de natuur waargenomen in één interessant mineraal. We hebben het over magnetiet, een van de chemische verbindingen van ijzer. Waarschijnlijk werd er een soort van gebruikt in de eerste kompassen die door de Chinezen waren uitgevonden. De bron van het magnetische veld is niet alleen dit mineraal. Ook is het voor sommige materialen relatief eenvoudig om de gewenste eigenschappen bewust over te brengen. Onder hen zijn ijzer en staal de meest bekende. Beide materialen worden gemakkelijk een bron van een magnetisch veld.
Permanente magneten
Stoffen die ijzer aantrekken, vormen een speciale klasse. Ze worden permanente magneten genoemd. Ondanks de naam kunnen ze de benodigde eigenschappen slechts voor een beperkte tijd behouden. permanente magneet gevormdbar demonstreert de kracht van aards magnetisme. Als het vrij kan bewegen, draait het ene uiteinde altijd in de richting van de noordpool van de aarde en het andere - in de richting van het zuiden. De twee uiteinden van een magneet worden respectievelijk de noord- en zuidpool genoemd.
Magneten kunnen bijna elke vorm hebben: staaf, hoefijzer, ring of complexer. Ze worden gebruikt in elektrische meetinstrumenten. De polen van de magneten zijn als volgt aangeduid: N (noord) en S (zuid). Laten we het hebben over hoe ze met elkaar omgaan.
Attractie en afstoting
Tegenovergestelde magnetische polen trekken elkaar aan. Dat weten we al sinds school. Door een ander materiaal aan te trekken, verandert de magneet het eerst in een zwakke magneet. Polen met dezelfde naam stoten elkaar af (hoewel dit niet zo vanzelfsprekend is als aantrekkingskracht). Bij blootstelling aan een magneet worden ijzer en staal zelf magneten en krijgen ze de tegenovergestelde polariteit. Daarom voelen ze zich tot hem aangetrokken. Maar als twee identieke magneten met gelijke "ladingen" dicht bij elkaar worden geplaatst met dezelfde polen, wat gebeurt er dan? De waargenomen afstotende kracht zal gelijk zijn aan de aantrekkingskracht die werkt tussen twee tegengestelde polen die op dezelfde afstand van elkaar staan.
Het zijn niet alleen ijzerhoudende materialen die worden beïnvloed door magnetisme. Magnetische verschijnselen worden echter het gemakkelijkst waargenomen in zuivere metalen. Dit zijn bijvoorbeeld ijzer, nikkel, kob alt.
Domeinen
Metalen die kunneneen bron van een magnetisch veld worden, bestaan uit kleine magneten die willekeurig in de substantie zijn geplaatst. Ze zijn alleen even georiënteerd in kleine gebieden, domeinen genaamd, die door een elektronenmicroscoop kunnen worden gezien. In niet-gemagnetiseerde materie - aangezien de domeinen zelf daar ook in verschillende richtingen zijn georiënteerd - is het magnetische veld nul. Daarom worden in dit geval geen magnetische eigenschappen waargenomen. Zo verkrijgt de stof alleen onder bepaalde voorwaarden de noodzakelijke eigenschappen.
Het proces van magnetisatie is dat alle domeinen gedwongen worden om in dezelfde richting uit te lijnen. Als ze op de juiste manier worden geroteerd, stapelen hun acties zich op. De substantie als geheel wordt een bron van een magnetisch veld. Als alle domeinen in precies dezelfde richting liggen, bereikt het materiaal zijn magnetische limiet. Een belangrijk patroon moet worden opgemerkt. De magnetisatie van het materiaal hangt uiteindelijk af van de magnetisatie van de domeinen. En het wordt op zijn beurt bepaald door hoe individuele atomen zich binnen de domeinen bevinden.
Het magnetische veld van de aarde
Het magnetisch veld van de aarde is lang nauwkeurig gemeten en beschreven, maar tot nu toe is het niet volledig verklaard. Op een zeer vereenvoudigde manier kan het worden weergegeven alsof een eenvoudige platte magneet zich tussen de geografische noord- en zuidpool bevindt. Dit is de oorzaak van enkele van de waargenomen effecten. Maar dit verklaart niet de hoogst ongebruikelijke veranderingen in de intensiteit of zelfs de richting van de magnetische veldlijnen boven de aarde.oppervlak, noch waarom miljoenen jaren geleden de locatie van de magnetische polen tegengesteld was aan het heden, noch waarom ze, zij het langzaam, constant in beweging zijn. De zaken zijn dus wat gecompliceerder.
Model van het aardmagnetisch veld
Laten we de vereenvoudigde versie ervan in meer detail beschrijven. Stel je een lange platte magneet voor in het centrum van de aarde, die de bron van het magnetische veld zal zijn. Waar moet nog aan gedacht worden? De magnetische substanties op het aardoppervlak moeten zo worden gerangschikt dat hun naar het noorden gerichte pool draait in de richting die we het noorden noemen (eigenlijk de zuidpool van de denkbeeldige magneet), en de andere pool naar het zuiden wijst (de noordpool van de magneet
Het begrijpen van complexe fysieke processen veroorzaakt enkele problemen. Zowel aardmagnetisme als het magnetisme van kleine stukjes ijzer zijn gemakkelijker te verklaren door aan te nemen dat magnetische krachtlijnen (vaak magnetische fluxlijnen genoemd) afkomstig zijn van het noordelijke uiteinde van de magneet en het zuidelijke uiteinde binnenkomen. Dit is een zeer willekeurige weergave, die alleen voor het gemak wordt gebruikt, vergelijkbaar met de manier waarop breedte- en lengtegraden op een kaart worden gebruikt. Het helpt ons echter te begrijpen wat de bron van het aardmagnetisch veld is.
De krachtlijnen van een eenvoudige platte magneet, die van de ene pool naar de andere gaan en de hele magneet bedekken, vormen zoiets als een cilinder. Krachtlijnen in dezelfde richting lijken elkaar af te stoten. Ze beginnen altijd bij het ene type paal en eindigen bij een ander type paal en kruisen elkaar nooit.
Bconclusie
Dus we hebben het onderwerp "De bron van het magnetische veld" geopend. Zoals je kunt zien, is het behoorlijk uitgebreid. We hebben alleen de basisconcepten met betrekking tot dit onderwerp overwogen.
