المحتوى
- كيف يحدث المغناطيسية
- لا المواد المغناطيسية بشكل طبيعي
- كيف يتم قياس القوة المغناطيسية
- لماذا الأرض مغناطيسية
- جذب الأضداد
ليس فقط أي مادة يمكن أن تكون مغناطيسية. في الواقع ، من بين جميع العناصر المعروفة ، فقط حفنة تمتلك القدرة المغناطيسية وتختلف حسب الدرجة. أقوى المغناطيس هي المغناطيس الكهربائي ، الذي لا يكتسب قوة جذابة إلا عندما يمر التيار من خلالها. الحالية هي حركة الإلكترونات ، والإلكترونات هي التي تجعل المواد مغناطيسية. هناك مواد مركبة مغناطيسية ، يشار إليها عادة بالمواد الحديدية ، على الرغم من أنها ليست قوية مثل المغناطيسات الكهربائية.
كيف يحدث المغناطيسية
بعبارات بسيطة ، فإن المغناطيسية تدور حول الإلكترونات. الإلكترونات أصغر من الجزيئات المجهرية التي تدور حول نواة الذرة. يتصرف كل إلكترون مثل المغناطيس الصغير الخاص به مع القطب الشمالي والجنوبي. عندما تصطف إلكترونات الذرة في نفس الاتجاه ، إما في اتجاه الشمال أو في اتجاه الجنوب كله ، تصبح الذرة مغناطيسية. ونظرًا لأن الإلكترونات تدور أو تدور حول نواة الذرة ، فمن الممكن أيضًا أن تمتلك الذرة مجالًا مغناطيسيًا عندما لا تكون الأقطاب جميعًا في حالة محاذاة بسبب دوران الإلكترونات ، مما يجعل الذرة أشبه بالمغناطيس الكهربائي.
لا المواد المغناطيسية بشكل طبيعي
لا توجد عناصر ثابتة مغناطيسية بشكل طبيعي. هناك مواد تجذبها الحقول المغناطيسية بقوة أكبر. المواد الأكثر جذبًا إلى المجال المغناطيسي هي الحديد والصلب. ومع ذلك ، هناك خلائط نادرة من صنع الإنسان تؤدي إلى أن تصبح كهرمغنطيسية عن طريق التعرض لحقل مغناطيسي قوي وعقد شحنة كهرومغناطيسية لفترات طويلة من الزمن. نظرًا لقدرتها على الاحتفاظ بمجال مغناطيسي لفترات طويلة من الزمن ، فإنها تعتبر مغناطيسًا دائمًا. وأقوى اثنين من المواد المغناطيسية الدائمة هما الحديد النيوديميوم البورون والألومنيوم والنيكل والكوبالت.
كيف يتم قياس القوة المغناطيسية
من الصعب شرح مجال المغناطيس بدقة مع وجود الكثير مما لا يزال العلم لا يفهمه حول الحقول المغناطيسية. بعبارات بسيطة ، يتم قياس الحقول المغناطيسية القوية في تسلا ، ويتم قياس الحقول المغناطيسية الأكثر شيوعًا والأضعف الموجودة في أشياء مثل مكبرات الصوت المجسمة بالغيوص. يستغرق 10000 غاوس لجعل تسلا واحد.
أسهل طريقة لوصف ذلك هي التفكير في جذب الجاذبية. تعتبر خطورة الأرض حوالي 1 تسلا أو حوالي 10000 غاوس. يمكنك التفكير في القوة المغناطيسية للغاوس كوزن ، أو مقدار القوة التي تمارسها جاذبية الجاذبية. سوف يستغرق الأمر 50 ريشًا لتساوي 1 غاوس من القوة تقاس بالوزن ، أو في هذه الحالة ، جذب مغناطيسي. الوزن والقوة المغناطيسية غير متكافئين بشكل مباشر ولكن يتم تقديمهما كمثال لإعطاء إحساس بالسحب المغناطيسي أو قوة غاوس.
لماذا الأرض مغناطيسية
يعرف العلماء أن الأرض لها خاصية مغناطيسية لأن القطعة العائمة الحرة من الحديد أو الحديد سوف تشير دائمًا إلى الشمال المغناطيسي. حيث تتلاقى جميع خطوط الطول عند القطب الشمالي. في حين لا يمكن ممارسة القوة المغناطيسية على معظم السوائل ، إلا أنه يمكن نقلها على قلب الأرض ، والذي يتكون من الحديد المصهور. وهذا يعيدنا إلى إلكترونات الغزل. بما أن الأرض تدور حول محورها ، فإن جوهرها المصهور من الحديد وجميع الإلكترونات المشحونة كهربائياً ، والتي تخلق مجالًا مغناطيسيًا. تدور الشمس أيضًا على محورها ، كما أن مادتها مثل البلازما (مماثلة لاتساق السائل) تخلق مجالها المغناطيسي.
جذب الأضداد
مثل الأقطاب المغناطيسية صد بعضها البعض بينما الأقطاب المغناطيسية المقابلة تجذب. يتم رسمها بشكل طبيعي المغناطيس إلى المجالات المغناطيسية العليا. التفكير في وجود اثنين من المغناطيس ، واحد في 10 تسلا والآخر في 1 تسلا. المغناطيس 10 تسلا يمارس حقل مغناطيسي أقوى. سيتم جذب قطعة من المواد المغناطيسية ، وضعت على قدم المساواة من كلا المغناطيسين ، إلى أقوى من المجالين المغناطيسي. لذلك عندما يقترب مغناطيسان من قطبية مماثلة من بعضهما البعض ، يبدو أنهما يبتعدان عن بعضهما البعض أو يتم صدهما بينما يبحثان في الواقع عن مجال مغناطيسي أعلى. وبعبارة أخرى ، يبدو أن مغناطيسين متجهين نحو الشمال قد تم صدهما لأنهما ينجذبان بالفعل إلى المجال المغنطيسي المعاكس المنحى الجنوبي.