Zákony magnetů

Zákony magnetismu měly hluboký vliv na vědu a kulturu. Od prvních let 19. století vědci pracovali na identifikaci a vysvětlení různých fyzikálních zákonů, kterými se řídí chování magnetů v různých kontextech. V roce 1905 se vědecké chápání magnetismu vyvinulo do té míry, že pomohlo vytvořit Einsteinovu teorii speciální relativity. Přestože podrobné a hluboké pochopení magnetismu vyžaduje značné úsilí, můžete poměrně rychle získat široký přehled o těchto základních zákonech.

Od experimentů Orsteda, Ampera a dalších dnes již slavných vědců na počátku 19. století byly zákony magnetismu rozsáhle vyvinuty a zdokonalovány. Nejzákladnějším zákonem zavedeným během této doby je koncept, že každý pól magnetu má svůj vlastní zřetelný kladný nebo záporný náboj a přitahuje pouze opačně nabité póly. Například je téměř nemožné zabránit tomu, aby se dva kladně nabité magnetické póly vzájemně odpuzovaly. Na druhou stranu je obtížné udržet kladně nabitý a záporně nabitý magnetický pól, aby se nepokoušel pohybovat směrem k sobě.

Tento koncept se stává obzvláště zajímavým, když je již existující magnet rozřezán na dva různé, menší magnety. Po řezu má každý z menších magnetů své vlastní kladné a záporné nabité póly, bez ohledu na to, kde byl větší magnet uříznut.

Koncept opačně nabitých pólů se běžně nazývá První zákon magnetismu.

Druhý zákon magnetismu je o něco složitější a souvisí přímo s elektromotorickou silou magnetů samotných. Tento konkrétní zákon je běžně označován jako Coulombův zákon.

Coulombův zákon uvádí, že síla vyvíjená pólem magnetu na přídavný pól se řídí řadou přísných pravidel, včetně:

• Síla je přímo úměrná součinu sil pólu.
• Síla existuje nepřímo úměrná druhé mocnině střední vzdálenosti mezi póly.
• Síla závisí na konkrétním médiu, ve kterém jsou magnety umístěny.

Matematický vzorec běžně používaný k vyjádření těchto pravidel je:

F =[K x M₁XM₂)/d²]

Ve vzorci M₁ a M₂ představují síly pólů, D se rovná vzdálenosti mezi póly a K je matematické vyjádření propustnosti prostředí, ve kterém jsou magnety umístěny.

The Teorie domén magnetismu poskytuje další pohled na chování magnetů. Teorie magnetických domén, kterou poprvé představil v roce 1906 Pierre-Ernest Weiss, se snaží vysvětlit změny, ke kterým dochází uvnitř látky, když se zmagnetizuje.

Velké magnetizované látky se skládají z menších oblastí magnetismu, běžně označovaných jako domény. V každé doméně jsou menší jednotky označované jako dipóly. Složitá povaha magnetické kompozice umožňuje trvalou přítomnost magnetismu, když jsou větší magnetické jednotky rozbity nebo odděleny.

Magnety nezůstanou zmagnetizované navždy. K záměrné demagnetizaci může dojít přes reorganizaci dipólů v magnetu samotném. K tomu lze použít různé procesy. Zahřívání magnetu za jeho Curieův bod, což je teplota, při které je známo, že manipuluje s dipóly, je jednou z populárních metod. Další metodou demagnetizace látky je přivedení střídavého proudu na magnet. I bez použití některé z těchto metod se magnet v průběhu času pomalu demagnetizuje jako součást přirozeného degradačního procesu.