Закони магнітів

Закони магнетизму справили глибокий вплив на науку і культуру. З перших років 19-го століття вчені працювали над визначенням і поясненням різних фізичних законів, що керують поведінкою магнітів у різних контекстах. До 1905 року наукове розуміння магнетизму розвинулося до такої міри, що воно допомогло створенню спеціальної теорії відносності Ейнштейна. Хоча детальне, глибоке розуміння магнетизму вимагає великих зусиль, ви можете отримати широкий огляд цих фундаментальних законів відносно швидко.

Закони магнетизму були розроблені та уточнювані значно після експериментів Орстеда, Ампера та інших нині відомих вчених на початку 1800-х років. Найосновнішим законом, запровадженим у цей час, є концепція, що кожен полюс магніту має власний позитивний або негативний заряд і притягує лише протилежно заряджені полюси. Наприклад, майже неможливо утримати два позитивно заряджені магнітні полюси від відштовхування один від одного. З іншого боку, важко утримати позитивно заряджений і негативно заряджений магнітні полюси від спроби рухатися назустріч один одному.

Ця концепція стає особливо цікавою, коли вже існуючий магніт розрізають на два різних, менших магнітів. Після розрізу кожен з менших магнітів має свої позитивні та негативно заряджені полюси, незалежно від того, де був розрізаний більший магніт.

Концепцію протилежно заряджених полюсів зазвичай називають Перший закон магнетизму.

Другий закон магнетизму трохи складніший і безпосередньо пов’язаний з електрорушійною силою самих магнітів. Цей конкретний закон зазвичай називають Закон Кулона.

Закон Кулона стверджує, що сила, яка діє полюсом магніту на додатковий полюс, дотримується ряду суворих правил, у тому числі:

• Сила прямо пропорційна добутку сил полюса.
• Сила існує в оберненій пропорції до квадрата середньої відстані між полюсами.
• Сила залежить від конкретного середовища, в яке розміщені магніти.

Математична формула, яка зазвичай використовується для представлення цих правил:

F =[К х М₁xМ₂)/d²]

У формулі М₁ і М₂ представляють сили полюсів, D дорівнює відстані між полюсами, а K — математичне уявлення про проникність середовища, в яке розміщені магніти.

The Доменна теорія магнетизму дає додаткове уявлення про поведінку магнітів. Вперше введена в 1906 році П’єром-Ернестом Вейсом теорія магнітних доменів намагається пояснити зміни, які відбуваються всередині речовини, коли вона стає намагніченою.

Великі намагнічені речовини складаються з менших областей магнетизму, які зазвичай називають доменами. У кожній області є менші одиниці, які називаються диполями. Складна природа магнітного складу дозволяє продовжувати присутність магнетизму, коли більші магнітні блоки розбиваються або відокремлюються.

Магніти не залишаються намагніченими вічно. Навмисне розмагнічування може відбуватися шляхом реорганізації диполів всередині самого магніту. Для цього можна використовувати різноманітні процеси. Нагрівання магніту понад точку Кюрі, яка є температурою, при якій, як відомо, маніпулює диполями, є одним із популярних методів. Іншим методом розмагнічування речовини є застосування змінного струму до магніту. Навіть без застосування жодного з цих методів, магніт повільно розмагнічується з часом як частина природного процесу деградації.