Czym są linie pola magnetycznego

Bez wątpienia linie pola magnetycznegoteraz znany wszystkim. Przynajmniej w szkole ich manifestacja jest pokazana na lekcjach fizyki. Pamiętasz, jak nauczyciel umieścił stały magnes (lub nawet dwa, łącząc orientację ich biegunów) pod kartką papieru, a metalowe trociny, pobrane z pracowni, zostały wylane na wierzch? Zrozumiałe jest, że metal musiał być trzymany na prześcieradle, ale zaobserwowano coś dziwnego - wyraźnie widać było linie, wzdłuż których budowano trociny. Uwaga - nierównomiernie, ale w paski. Są to linie siły pola magnetycznego. Raczej ich manifestacja. Co się wtedy stało i jak możesz to wyjaśnić?

Zacznijmy od daleka. Razem z nami w fizycznym świecie widzialnym współistnieje szczególny rodzaj materii - pole magnetyczne. Zapewnia interakcję ruchomych cząstek elementarnych lub większych ciał, które mają ładunek elektryczny lub naturalny moment magnetyczny. Zjawiska elektryczne i magnetyczne są nie tylko wzajemnie powiązane, ale często generują się same. Na przykład przewód, przez który przepływa prąd elektryczny, tworzy wokół siebie linie pola magnetycznego. Odwrotność jest również prawdziwa: wpływ zmiennych pól magnetycznych na zamknięty obwód przewodzący tworzy ruch nośników ładunku w nim. Ta druga właściwość używana jest w generatorach dostarczających energię elektryczną wszystkim odbiorcom. Jasnym przykładem pól elektromagnetycznych jest światło.

Linie pola wokół przewodnikalub, co też jest prawdą, charakteryzuje się ukierunkowanym wektorem indukcji magnetycznej. Kierunek obrotów jest określony przez regułę wiercenia. Wskazane linie są konwencjonalne, ponieważ pole rozciąga się równomiernie we wszystkich kierunkach. Chodzi o to, że można go przedstawić w postaci nieskończonej liczby linii, z których niektóre mają bardziej wyraźne napięcie. Dlatego w doświadczeniu z magnesem i trocinami pewne "linie" są wyraźnie śledzone. Co ciekawe, linie pola magnetycznego nigdy nie są przerywane, więc nie można jednoznacznie powiedzieć, gdzie jest początek i gdzie się kończy.

W przypadku magnesu stałego (lub podobnegoelektromagnes), zawsze są dwa bieguny, które mają konwencjonalne nazwy Północy i Południa. Linie wspomniane w tym przypadku to pierścienie i owale łączące oba bieguny. Czasami jest to opisane z punktu widzenia współpracujących monopoli, ale wtedy powstaje sprzeczność, zgodnie z którą niemożliwe jest rozdzielenie monopolu. Oznacza to, że każda próba podzielenia magnesu doprowadzi do pojawienia się kilku bipolarnych części.

Duże zainteresowanie mają właściwości mocylinie. Z ciągłości już zostało powiedziane, ale praktyczne zainteresowanie jest możliwość tworzenia w przewodzie siły elektromotorycznej (EMF), czego konsekwencją jest prąd elektryczny. Znaczenie tego jest następujący: gdy przewodzące przewody obwodu przecinają natężenia pola magnetycznego (lub przemieszcza się przewodów w pole magnetyczne), elektrony na orbicie zewnętrznych atomów materiału łączy się dodatkowej energii, co umożliwia im uruchomić niezależne kierunkowy ruchu. Można powiedzieć, że pole magnetyczne "odpycha" naładowane cząstki z sieci krystalicznej. Zjawisko to otrzymało nazwę indukcji elektromagnetycznej i jest obecnie głównym sposobem pozyskiwania pierwotnej energii elektrycznej. Został odkryty eksperymentalnie w 1831 roku przez angielskiego fizyka Michaela Faradaya.

Badanie pól magnetycznych rozpoczęło się w 1269 rokurok, kiedy P. Peregrin odkrył interakcję magnesu sferycznego ze stalowymi igłami. Niemal 300 lat później Colchester zasugerował, że sama Ziemia jest wielkim magnesem z dwoma biegunami. Co więcej, zjawiska magnetyczne badali tak znani naukowcy, jak Lorentz, Maxwell, Ampere, Einstein i inni.