자석의 법칙

자기 법칙은 과학과 문화에 지대한 영향을 미쳤습니다. 19세기 초반부터 과학자들은 다양한 맥락에서 자석의 행동을 지배하는 다양한 물리 법칙을 확인하고 설명하기 위해 노력해 왔습니다. 1905년까지 자기에 대한 과학적 이해는 그것이 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 만드는 데 도움이 될 정도로 발전했습니다. 자기에 대한 상세하고 심도 있는 이해에는 광범위한 노력이 필요하지만 이러한 기본 법칙에 대한 광범위한 개요를 비교적 빨리 얻을 수 있습니다.

자기 법칙은 1800년대 초 Orsted, Ampere 및 기타 현재 유명한 과학자들의 실험 이후 광범위하게 개발되고 개선되었습니다. 이 시기에 도입된 가장 기본적인 법칙은 자석의 극이 각각 고유한 양전하 또는 음전하를 가지며 반대 전하를 띤 극만 끌어당긴다는 개념입니다. 예를 들어, 양으로 대전된 두 자극이 서로 반발하는 것을 방지하는 것은 거의 불가능합니다. 한편, 양전하를 띤 자극과 음전하를 띤 자극이 서로를 향해 움직이지 않도록 하는 것은 어렵다.

이 개념이 특히 흥미로운 곳은 기존 자석을 두 개의 서로 다른 더 작은 자석으로 절단할 때입니다. 절단 후, 더 큰 자석이 절단된 위치에 관계없이 각각의 더 작은 자석에는 고유한 양극 및 음극이 있습니다.

반대로 대전된 극의 개념은 일반적으로 자기의 제1법칙.

자기의 두 번째 법칙은 약간 더 복잡하며 자석 자체의 기전력과 직접 관련됩니다. 이 특정 법률은 일반적으로 쿨롱의 법칙.

쿨롱의 법칙에 따르면 자석의 극이 추가 극에 가하는 힘은 다음을 포함한 일련의 엄격한 규칙을 따릅니다.

• 힘은 극의 힘의 곱에 정비례합니다.
• 힘은 극 사이의 중간 거리의 제곱에 반비례하여 존재합니다.
• 힘은 자석이 배치되는 특정 매체에 따라 다릅니다.

이러한 규칙을 나타내는 데 일반적으로 사용되는 수학 공식은 다음과 같습니다.

에프 =[케이×엠₁엑스중₂)/디²]

공식에서 M₁ 그리고 엠₂ 는 극의 강도를 나타내고, D는 극 사이의 거리와 같으며, K는 자석이 배치된 매질의 투자율을 수학적으로 표현한 것입니다.

그만큼 자기 영역 이론 자석의 동작에 대한 추가 통찰력을 제공합니다. 1906년 Pierre-Ernest Weiss에 의해 처음 소개된 자기 도메인 이론은 물질이 자화될 때 물질 내부에서 발생하는 변화를 설명하려고 합니다.

큰 자화 물질은 일반적으로 도메인이라고 하는 더 작은 자기 영역으로 구성됩니다. 각 도메인 내에는 쌍극자라고 하는 더 작은 단위가 있습니다. 자기 구성의 복잡한 특성은 더 큰 자기 단위가 파손되거나 분리될 때 자기가 계속 존재하도록 합니다.

자석은 영원히 자화된 상태를 유지하지 않습니다. 의도적인 자기 소거는 자석 자체 내에서 쌍극자의 재구성을 통해 발생할 수 있습니다. 이를 위해 다양한 프로세스를 사용할 수 있습니다. 자석이 쌍극자를 조작하는 것으로 알려진 온도인 퀴리점 이상으로 자석을 가열하는 것은 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 물질의 자기를 제거하는 또 다른 방법은 자석에 교류를 적용하는 것입니다. 이러한 방법을 적용하지 않더라도 자석은 자연 분해 과정의 일부로 시간이 지남에 따라 천천히 자기를 잃습니다.