Законы магнитов
Кредит изображения: Томас Родригес / Corbis / GettyImages
Законы магнетизма оказали глубокое влияние на науку и культуру. С начала XIX века ученые работали над выявлением и объяснением различных физических законов, управляющих поведением магнитов в различных контекстах. К 1905 году научное понимание магнетизма развилось до такой степени, что помогло создать специальную теорию относительности Эйнштейна. Хотя подробное и глубокое понимание магнетизма требует значительных усилий, вы можете относительно быстро получить общий обзор этих фундаментальных законов.
Изучение первого закона магнетизма
Законы магнетизма были разработаны и тщательно уточнены после экспериментов Орстеда, Ампера и других ныне известных ученых в начале 1800-х годов. Самый фундаментальный закон, введенный в это время, - это концепция, согласно которой каждый полюс магнита имеет свой собственный положительный или отрицательный заряд и притягивает только противоположно заряженные полюса. Например, почти невозможно удержать два положительно заряженных магнитных полюса от отталкивания друг друга. С другой стороны, трудно удержать положительно заряженный и отрицательно заряженный магнитный полюс от попытки двигаться навстречу друг другу.
Видео дня
Эта концепция становится особенно интересной, когда уже существующий магнит разрезается на два разных, меньших магнита. После разреза каждый из меньших магнитов имеет свои положительные и отрицательно заряженные полюса, независимо от того, где был разрезан больший магнит.
Концепция противоположно заряженных полюсов обычно упоминается как Первый закон магнетизма.
Определение второго закона магнетизма
Второй закон магнетизма немного сложнее и напрямую связан с электродвижущей силой самих магнитов. Этот конкретный закон обычно называют Закон Кулона.
Закон Кулона гласит, что сила, прилагаемая полюсом магнита к дополнительному полюсу, подчиняется ряду строгих правил, в том числе:
- Сила прямо пропорциональна произведению сил полюса.
- Сила существует обратно пропорционально квадрату среднего расстояния между полюсами.
- Сила зависит от конкретной среды, в которой размещены магниты.
Математическая формула, обычно используемая для представления этих правил:
F =[К х М1ИксM2) / d2]
В формуле M1 И м2 представляют силу полюсов, D равно расстоянию между полюсами, а K представляет собой математическое представление проницаемости среды, в которой размещены магниты.
Дополнительные соображения по поводу магнитов
В Доменная теория магнетизма обеспечивает дополнительную информацию о поведении магнитов. Теория магнитных доменов, впервые представленная в 1906 году Пьером-Эрнестом Вайсом, пытается объяснить изменения, происходящие внутри вещества, когда оно намагничивается.
Большие намагниченные вещества состоят из меньших областей магнетизма, обычно называемых доменами. Внутри каждого домена есть более мелкие единицы, называемые диполями. Сложная природа магнитного состава позволяет продолжать присутствие магнетизма, когда более крупные магнитные блоки сломаны или разделены.
Понимание того, как происходит размагничивание
Магниты не остаются намагниченными навсегда. Преднамеренное размагничивание может происходить за счет реорганизации диполей внутри самого магнита. Для этого можно использовать самые разные процессы. Нагревание магнита выше точки Кюри, то есть температуры, при которой он, как известно, манипулирует диполями, является одним из популярных методов. Другой метод размагничивания вещества - подача переменного тока на магнит. Даже без применения любого из этих методов магнит со временем медленно размагничивается как часть естественного процесса деградации.
