Magneternes love

Magnetismens love har haft en dyb indvirkning på videnskab og kultur. Siden de tidlige år af det 19. århundrede har videnskabsmænd arbejdet på at identificere og forklare de forskellige fysiske love, der styrer magneters opførsel i en række forskellige sammenhænge. I 1905 udviklede den videnskabelige forståelse af magnetisme sig til det punkt, at den var med til at drive skabelsen af ​​Einsteins specielle relativitetsteori. Selvom en detaljeret, dybdegående forståelse af magnetisme kræver en omfattende indsats, kan du relativt hurtigt få et bredt overblik over disse grundlæggende love.

Magnetismens love er blevet udviklet og forfinet i vid udstrækning siden Ørsted, Amperes og andre nu kendte videnskabsmænds eksperimenter i begyndelsen af ​​1800-tallet. Den mest fundamentale lov, der blev introduceret i løbet af denne tid, er konceptet om, at polerne på en magnet hver har deres egen særskilte positive eller negative ladning og kun tiltrækker modsat ladede poler. For eksempel er det næsten umuligt at forhindre to positivt ladede magnetiske poler i at frastøde hinanden. På den anden side er det svært at forhindre, at en positivt ladet og negativt ladet magnetisk pol forsøger at bevæge sig mod hinanden.

Hvor dette koncept bliver særligt interessant, er når en allerede eksisterende magnet skæres i to forskellige, mindre magneter. Efter snittet har hver af de mindre magneter sine egne positive og negativt ladede poler, uanset hvor den større magnet blev skåret.

Begrebet modsat ladede poler omtales almindeligvis som Magnetismens første lov.

Den anden magnetismelov er lidt mere kompleks og relaterer direkte til magneternes elektromotoriske kraft. Denne særlige lov omtales almindeligvis som Coulombs lov.

Coulombs lov siger, at kraften, som en magnets pol udøver på en ekstra pol, overholder en række strenge regler, herunder:

• Kraften er i direkte proportion til produktet af stangens kræfter.
• Kraften eksisterer i omvendt proportion til kvadratet på mellemafstanden mellem polerne.
• Kraften er afhængig af det specifikke medium, som magneterne er placeret i.

Den matematiske formel, der almindeligvis bruges til at repræsentere disse regler, er:

F =[K x M₁xM₂)/d²]

I formlen, M₁ og M₂ repræsenterer styrkerne af polerne, D er lig med afstanden mellem polerne, og K er en matematisk repræsentation af permeabiliteten af ​​det medium, hvori magneterne er placeret.

Det Domæneteori om magnetisme giver yderligere indsigt i magneters opførsel. Først introduceret i 1906 af Pierre-Ernest Weiss, søger teorien om magnetiske domæner at forklare de ændringer, der sker inde i et stof, når det bliver magnetiseret.

Store magnetiserede stoffer består af mindre områder af magnetisme, almindeligvis omtalt som domæner. Inden for hvert domæne er mindre enheder kaldet dipoler. Den komplekse karakter af magnetisk sammensætning tillader den fortsatte tilstedeværelse af magnetisme, når større magnetiske enheder brydes eller adskilles.

Magneter forbliver ikke magnetiserede for evigt. Bevidst afmagnetisering kan forekomme gennem reorganisering af dipoler i selve magneten. En række forskellige processer kan bruges til at få dette til at ske. Opvarmning af en magnet forbi dens Curie-punkt, som er den temperatur, hvor den er kendt for at manipulere dipoler, er en populær metode. En anden metode til at afmagnetisere et stof er at påføre vekselstrøm til magneten. Selv uden at anvende nogen af ​​disse metoder, afmagnetiserer en magnet langsomt over tid som en del af en naturlig nedbrydningsproces.