Prawa magnesów
Źródło obrazu: Tomas Rodriguez/Corbis/GettyImages
Prawa magnetyzmu wywarły głęboki wpływ na naukę i kulturę. Od wczesnych lat XIX wieku naukowcy pracowali nad zidentyfikowaniem i wyjaśnieniem różnych praw fizycznych rządzących zachowaniem magnesów w różnych kontekstach. Do 1905 roku naukowe zrozumienie magnetyzmu ewoluowało do tego stopnia, że pomogło w stworzeniu szczególnej teorii względności Einsteina. Chociaż szczegółowe, dogłębne zrozumienie magnetyzmu wymaga dużego wysiłku, stosunkowo szybko można uzyskać szeroki przegląd tych podstawowych praw.
Odkrywanie pierwszego prawa magnetyzmu
Prawa magnetyzmu zostały rozwinięte i udoskonalone od czasu eksperymentów Orsteda, Ampere'a i innych znanych obecnie naukowców na początku XIX wieku. Najbardziej podstawowym prawem wprowadzonym w tym czasie jest koncepcja, że każdy z biegunów magnesu ma swój odrębny ładunek dodatni lub ujemny i przyciąga tylko przeciwnie naładowane bieguny. Na przykład prawie niemożliwe jest powstrzymanie dwóch dodatnio naładowanych biegunów magnetycznych przed odpychaniem się. Z drugiej strony trudno jest powstrzymać dodatnio i ujemnie naładowany biegun magnetyczny przed próbami zbliżenia się do siebie.
Wideo dnia
Ta koncepcja staje się szczególnie interesująca, gdy istniejący magnes zostaje pocięty na dwa różne, mniejsze magnesy. Po przecięciu każdy z mniejszych magnesów ma swoje własne dodatnie i ujemnie naładowane bieguny, niezależnie od tego, gdzie został przecięty większy magnes.
Pojęcie przeciwnie naładowanych biegunów jest powszechnie określane jako Pierwsze prawo magnetyzmu.
Zdefiniowanie drugiego prawa magnetyzmu
Drugie prawo magnetyzmu jest nieco bardziej złożone i odnosi się bezpośrednio do siły elektromotorycznej samych magnesów. To konkretne prawo jest powszechnie określane jako Prawo Coulomba.
Prawo Coulomba mówi, że siła wywierana przez biegun magnesu na dodatkowy biegun podlega szeregowi ścisłych reguł, w tym:
- Siła jest wprost proporcjonalna do iloczynu sił bieguna.
- Siła istnieje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości środkowej między biegunami.
- Siła zależy od konkretnego medium, w którym umieszczone są magnesy.
Wzór matematyczny powszechnie używany do reprezentowania tych zasad to:
F =[K x M1xm2)/D2]
We wzorze M1 oraz m2 reprezentują siły biegunów, D jest równe odległości między biegunami, a K jest matematycznym przedstawieniem przepuszczalności ośrodka, w którym umieszczone są magnesy.
Dodatkowe uwagi dotyczące magnesów
ten Domenowa teoria magnetyzmu zapewnia dodatkowy wgląd w zachowanie magnesów. Wprowadzona po raz pierwszy w 1906 roku przez Pierre-Ernesta Weissa teoria domen magnetycznych ma na celu wyjaśnienie zmian zachodzących wewnątrz substancji podczas jej namagnesowania.
Duże namagnesowane substancje składają się z mniejszych obszarów magnetyzmu, potocznie zwanych domenami. W każdej domenie znajdują się mniejsze jednostki zwane dipolami. Złożona natura składu magnetycznego pozwala na ciągłą obecność magnetyzmu, gdy większe jednostki magnetyczne są łamane lub rozdzielane.
Zrozumienie, jak zachodzi demagnetyzacja
Magnesy nie pozostają namagnesowane na zawsze. Celowa demagnetyzacja może nastąpić poprzez reorganizację dipoli w samym magnesie. Aby tak się stało, można zastosować różne procesy. Jedną z popularnych metod jest podgrzewanie magnesu poza jego punkt Curie, czyli temperaturę, w której znane jest manipulowanie dipolami. Inną metodą rozmagnesowania substancji jest przyłożenie do magnesu prądu przemiennego. Nawet bez zastosowania którejkolwiek z tych metod magnes powoli się rozmagnesowuje w czasie w ramach naturalnego procesu degradacji.
