Законите на магнитите

Законите на магнетизма са имали дълбок ефект върху науката и културата. От първите години на 19-ти век учените са работили, за да идентифицират и обяснят различните физически закони, управляващи поведението на магнитите в различни контексти. До 1905 г. научното разбиране за магнетизма еволюира до степен, че помага за създаването на специалната теория на относителността на Айнщайн. Въпреки че подробното, задълбочено разбиране на магнетизма изисква големи усилия, можете сравнително бързо да получите широк преглед на тези фундаментални закони.

Законите на магнетизма са разработени и усъвършенствани широко след експериментите на Орстед, Ампер и други вече известни учени в началото на 1800-те. Най-фундаменталният закон, въведен през това време, е концепцията, че полюсите на магнита имат свой собствен положителен или отрицателен заряд и привличат само противоположно заредени полюси. Например, почти невъзможно е да се предпазят два положително заредени магнитни полюса да не се отблъскват един друг. От друга страна е трудно да се задържи положително заредени и отрицателно заредени магнитни полюси от опити да се движат един към друг.

Когато тази концепция става особено интересна, е когато вече съществуващ магнит се нарязва на два различни, по-малки магнита. След разрязването всеки от по-малките магнити има свои собствени положителни и отрицателно заредени полюси, независимо къде е бил срязан по-големият магнит.

Концепцията за противоположно заредени полюси обикновено се нарича Първи закон на магнетизма.

Вторият закон на магнетизма е малко по-сложен и се отнася пряко до електродвижещата сила на самите магнити. Този конкретен закон обикновено се нарича Законът на Кулон.

Законът на Кулон гласи, че силата, упражнявана от полюса на магнит върху допълнителен полюс, се придържа към серия от строги правила, включително:

• Силата е право пропорционална на произведението на силите на полюса.
• Силата съществува обратно пропорционална на квадрата на средното разстояние между полюсите.
• Силата зависи от конкретната среда, в която са поставени магнитите.

Математическата формула, която обикновено се използва за представяне на тези правила, е:

F =[К х М₁хМ₂)/д²]

Във формулата М₁ и М₂ представляват силите на полюсите, D е равно на разстоянието между полюсите, а K е математическо представяне на проницаемостта на средата, в която са поставени магнитите.

В Доменна теория на магнетизма дава допълнителна представа за поведението на магнитите. За първи път въведена през 1906 г. от Пиер-Ернест Вайс, теорията за магнитните домейни се стреми да обясни промените, които настъпват вътре в веществото, когато то стане магнетизирано.

Големите магнетизирани вещества се състоят от по-малки области на магнетизъм, обикновено наричани домейни. Във всеки домейн има по-малки единици, наречени диполи. Сложната природа на магнитния състав позволява продължаващото присъствие на магнетизъм, когато по-големите магнитни единици са счупени или разделени.

Магнитите не остават намагнетизирани завинаги. Умишлено размагнитване може да се случи чрез реорганизиране на диполите в самия магнит. Могат да се използват различни процеси, за да се случи това. Нагряването на магнит над неговата точка на Кюри, което е температурата, при която е известно, че манипулира диполи, е един популярен метод. Друг метод за демагнетизиране на вещество е прилагането на променлив ток към магнита. Дори и без да се прилага нито един от тези методи, магнитът бавно се демагнетизира с течение на времето като част от естествен процес на разграждане.