Magnetų dėsniai

Magnetizmo dėsniai padarė didelę įtaką mokslui ir kultūrai. Nuo ankstyvųjų XIX amžiaus metų mokslininkai stengėsi nustatyti ir paaiškinti įvairius fizinius dėsnius, reguliuojančius magnetų elgesį įvairiuose kontekstuose. Iki 1905 m. mokslinis magnetizmo supratimas išsivystė tiek, kad jis padėjo sukurti Einšteino specialiosios reliatyvumo teoriją. Nors išsamus ir nuodugnus magnetizmo supratimas reikalauja didelių pastangų, galite palyginti greitai gauti plačią šių pagrindinių dėsnių apžvalgą.

Magnetizmo dėsniai buvo plačiai plėtojami ir tobulinami nuo Orstedo, Ampere'o ir kitų dabar žinomų mokslininkų eksperimentų 1800-ųjų pradžioje. Svarbiausias per tą laiką įvestas dėsnis yra koncepcija, kad kiekvienas magneto polius turi savo teigiamą arba neigiamą krūvį ir traukia tik priešingai įkrautus polius. Pavyzdžiui, beveik neįmanoma užtikrinti, kad du teigiamai įkrauti magnetiniai poliai neatstumtų vienas kito. Kita vertus, sunku išlaikyti teigiamą ir neigiamą krūvį įkrautą magnetinį polių, kad jis nebandytų judėti vienas kito link.

Ši koncepcija tampa ypač įdomi tada, kai jau buvęs magnetas supjaustomas į du skirtingus, mažesnius magnetus. Po pjūvio kiekvienas mažesnis magnetas turi savo teigiamą ir neigiamą krūvį įkrautus polius, neatsižvelgiant į tai, kur buvo nupjautas didesnis magnetas.

Priešingai įkrautų polių sąvoka paprastai vadinama Pirmasis magnetizmo dėsnis.

Antrasis magnetizmo dėsnis yra šiek tiek sudėtingesnis ir tiesiogiai susijęs su pačių magnetų elektrovaros jėga. Šis konkretus įstatymas paprastai vadinamas Kulono dėsnis.

Kulono dėsnis teigia, kad jėga, kurią magneto polius veikia į papildomą polių, atitinka daugybę griežtų taisyklių, įskaitant:

• Jėga yra tiesiogiai proporcinga ašigalio jėgų sandaugai.
• Jėga egzistuoja atvirkščiai proporcinga vidutinio atstumo tarp polių kvadratui.
• Jėga priklauso nuo konkrečios terpės, kurioje yra magnetai.

Šioms taisyklėms pavaizduoti dažniausiai naudojama matematinė formulė:

F =[K x M₁xM₂)/d²]

Formulėje M₁ ir M₂ reiškia polių stiprumą, D yra lygus atstumui tarp polių, o K yra matematinis terpės, kurioje yra magnetai, pralaidumo atvaizdas.

The Domeno magnetizmo teorija suteikia papildomos informacijos apie magnetų elgesį. Pirmą kartą 1906 m. Pierre'as-Ernestas Weissas pristatė magnetinių domenų teoriją, kuria siekiama paaiškinti pokyčius, vykstančius medžiagos viduje, kai ji įmagnetinama.

Didelės įmagnetintos medžiagos susideda iš mažesnių magnetizmo sričių, paprastai vadinamų domenais. Kiekvienoje srityje yra mažesni vienetai, vadinami dipoliais. Sudėtingas magnetinės kompozicijos pobūdis leidžia tęsti magnetizmo buvimą, kai sulaužomi arba atskiriami didesni magnetiniai vienetai.

Magnetai nelieka įmagnetinti amžinai. Sąmoningas išmagnetinimas gali įvykti pertvarkant dipolius pačiame magnete. Tam gali būti naudojami įvairūs procesai. Magneto kaitinimas virš Curie taško, ty temperatūros, kurioje jis manipuliuoja dipoliais, yra vienas populiarus metodas. Kitas medžiagos išmagnetinimo būdas yra magnetui pritaikyti kintamąją srovę. Net ir netaikant nė vieno iš šių metodų, laikui bėgant magnetas lėtai demagnetizuojasi dėl natūralaus skilimo proceso.