Legile magneților

Legile magnetismului au avut un efect profund asupra științei și culturii. Încă de la începutul secolului al XIX-lea, oamenii de știință au lucrat pentru a identifica și explica diferitele legi fizice care guvernează comportamentul magneților într-o varietate de contexte. Până în 1905, înțelegerea științifică a magnetismului a evoluat până la punctul în care a contribuit la crearea teoriei relativității speciale a lui Einstein. Deși o înțelegere detaliată și aprofundată a magnetismului necesită un efort amplu, puteți obține o privire de ansamblu amplă a acestor legi fundamentale relativ rapid.

Legile magnetismului au fost dezvoltate și rafinate extensiv de la experimentele lui Orsted, Ampere și alți oameni de știință acum celebri, la începutul anilor 1800. Cea mai fundamentală lege introdusă în acest timp este conceptul că polii unui magnet au fiecare sarcină pozitivă sau negativă distinctă și atrag doar poli încărcați opus. De exemplu, este aproape imposibil să împiedici doi poli magnetici încărcați pozitiv să se respingă unul pe altul. Pe de altă parte, este dificil să împiedici un pol magnetic încărcat pozitiv și negativ să încerce să se miște unul spre celălalt.

Unde acest concept devine deosebit de interesant este atunci când un magnet preexistent este tăiat în doi magneți diferiți, mai mici. După tăiere, fiecare dintre magneții mai mici are propriii poli încărcați pozitiv și negativ, indiferent de locul în care a fost tăiat magnetul mai mare.

Conceptul de poli încărcați opus este denumit în mod obișnuit ca Prima lege a magnetismului.

A doua lege a magnetismului este puțin mai complexă și se referă direct la forța electromotoare a magneților înșiși. Această lege specială este denumită în mod obișnuit ca Legea lui Coulomb.

Legea lui Coulomb afirmă că forța exercitată de polul unui magnet asupra unui pol suplimentar respectă o serie de reguli stricte, inclusiv:

• Forța este direct proporțională cu produsul forțelor polului.
• Forța există invers proporțional cu pătratul distanței mijlocii dintre poli.
• Forța depinde de mediul specific în care sunt plasați magneții.

Formula matematică folosită în mod obișnuit pentru a reprezenta aceste reguli este:

F =[K x M₁XM₂)/d²]

În formula, M₁ si m₂ reprezintă puterile polilor, D este egală cu distanța dintre poli, iar K este o reprezentare matematică a permeabilității mediului în care sunt plasați magneții.

The Teoria domeniului magnetismului oferă o perspectivă suplimentară asupra comportamentului magneților. Introdusă pentru prima dată în 1906 de Pierre-Ernest Weiss, teoria domeniilor magnetice încearcă să explice schimbările care au loc în interiorul unei substanțe atunci când aceasta devine magnetizată.

Substanțele magnetizate mari constau din zone mai mici de magnetism, denumite în mod obișnuit domenii. În fiecare domeniu sunt unități mai mici denumite dipoli. Natura complexă a compoziției magnetice permite prezența continuă a magnetismului atunci când unitățile magnetice mai mari sunt sparte sau separate.

Magneții nu rămân magnetizați pentru totdeauna. Demagnetizarea deliberată poate apărea prin reorganizarea dipolilor în interiorul magnetului însuși. O varietate de procese pot fi utilizate pentru a face acest lucru. Încălzirea unui magnet dincolo de punctul său Curie, care este temperatura la care se știe că manipulează dipolii, este o metodă populară. O altă metodă de demagnetizare a unei substanțe este aplicarea unui curent alternativ magnetului. Chiar și fără aplicarea vreuneia dintre aceste metode, un magnet se demagnetizează încet în timp, ca parte a unui proces natural de degradare.