Zakoni magneta

Zakoni magnetizma imali su dubok utjecaj na znanost i kulturu. Od ranih godina 19. stoljeća, znanstvenici su radili na identificiranju i objašnjenju različitih fizikalnih zakona koji upravljaju ponašanjem magneta u različitim kontekstima. Do 1905. znanstveno razumijevanje magnetizma evoluiralo je do te mjere da je pomoglo u stvaranju Einsteinove specijalne teorije relativnosti. Iako detaljno, dubinsko razumijevanje magnetizma zahtijeva opsežan trud, relativno brzo možete dobiti široki pregled ovih temeljnih zakona.

Zakoni magnetizma razvijeni su i opsežno rafinirani od pokusa Orsteda, Amperea i drugih danas poznatih znanstvenika ranih 1800-ih. Najosnovniji zakon uveden tijekom tog vremena je koncept da svaki polovi magneta imaju svoj poseban pozitivni ili negativni naboj i privlače samo suprotno nabijene polove. Na primjer, gotovo je nemoguće spriječiti da se dva pozitivno nabijena magnetska pola međusobno odbijaju. S druge strane, teško je spriječiti pozitivno nabijene i negativno nabijene magnetske polove da se pokušaju kretati jedan prema drugome.

Taj koncept postaje posebno zanimljiv kada se već postojeći magnet razreže na dva različita, manja magneta. Nakon rezanja, svaki od manjih magneta ima svoje pozitivne i negativno nabijene polove, bez obzira na to gdje je veći magnet izrezan.

Koncept suprotno nabijenih polova obično se naziva Prvi zakon magnetizma.

Drugi zakon magnetizma je malo složeniji i izravno se odnosi na elektromotornu silu samih magneta. Ovaj poseban zakon se obično naziva Coulombov zakon.

Coulombov zakon kaže da se sila koju pol magneta djeluje na dodatni pol pridržava niza strogih pravila, uključujući:

• Sila je u izravnom razmjeru s umnoškom sila pola.
• Sila postoji u obrnutom razmjeru s kvadratom srednje udaljenosti između polova.
• Sila ovisi o specifičnom mediju u kojem su magneti smješteni.

Matematička formula koja se obično koristi za predstavljanje ovih pravila je:

F =[K x M₁xM₂)/d²]

U formuli, M₁ i M₂ predstavljaju jakosti polova, D je jednak udaljenosti između polova, a K je matematički prikaz propusnosti medija u koji su magneti smješteni.

The Teorija domene magnetizma pruža dodatni uvid u ponašanje magneta. Prvi put koju je 1906. uveo Pierre-Ernest Weiss, teorija magnetskih domena nastoji objasniti promjene koje se događaju unutar tvari kada ona postane magnetizirana.

Velike magnetizirane tvari sastoje se od manjih područja magnetizma, koji se obično nazivaju domenama. Unutar svake domene nalaze se manje jedinice koje se nazivaju dipoli. Složena priroda magnetskog sastava omogućuje kontinuiranu prisutnost magnetizma kada su veće magnetske jedinice slomljene ili odvojene.

Magneti ne ostaju magnetizirani zauvijek. Namjerna demagnetizacija može se dogoditi reorganizacijom dipola unutar samog magneta. Da bi se to ostvarilo, mogu se koristiti različiti procesi. Zagrijavanje magneta iznad njegove Curiejeve točke, što je temperatura na kojoj je poznato da manipulira dipolima, jedna je popularna metoda. Druga metoda za demagnetizaciju tvari je primjena naizmjenične struje na magnet. Čak i bez primjene bilo koje od ovih metoda, magnet se s vremenom polako demagnetizira kao dio prirodnog procesa razgradnje.