Magnetfeld ist ein sehr interessantes Phänomen. Derzeit haben seine Eigenschaften in vielen Bereichen Anwendung gefunden. Wissen Sie, was die Quelle des Magnetfelds ist? Nachdem Sie den Artikel gelesen haben, werden Sie darüber Bescheid wissen. Darüber hinaus werden wir über einige Fakten im Zusammenhang mit Magnetismus sprechen. Beginnen wir mit der Geschichte.
Ein bisschen Geschichte
Magnetismus und Elektrizität sind keineswegs zwei verschiedene Phänomene, wie lange Zeit fälschlicherweise angenommen wurde. Ihre Beziehung wurde erst 1820 deutlich, als der dänische Wissenschaftler Hans Christian Oersted (1777-1851) zeigte, dass ein elektrischer Strom, der durch einen Draht fließt, eine Kompassnadel ablenkt. Strom erzeugt immer ein Magnetfeld. Egal wo es hinfließt - zwischen Wolke und Erde in Form von Blitzen oder in den Muskeln unseres Körpers.
Schon in der Antike versuchten die Menschen herauszufinden, woher das Magnetfeld kommt. Darüber hinaus wurden die gemachten Erkenntnisse in der Praxis angewendet. Magnetismus wurde Tausende von Jahren beobachtet und verwendet (insbesondere für Navigationszwecke), bevor er aufgeklärt wurde. Natur der Elektrizität, und es hat praktische Anwendungen gefunden. Erst als bekannt wurde, dass Materie aus Atomen besteht, wurde endgültig festgestellt, dass Magnetismus und Elektrizität miteinander verbunden sind. Überall dort, wo Magnetismus beobachtet wird, muss immer eine Art elektrischer Strom vorhanden sein. Diese Entdeckung war jedoch nur der Anfang neuer Forschung.
Was bestimmt die Manifestation der magnetischen Eigenschaften von Materialien in Abwesenheit einer externen Stromquelle? Die Bewegung von Elektronen, die innerhalb von Atomen elektrische Ströme erzeugen. Es ist diese Art von Magnetismus, die wir hier betrachten werden. Die Quelle des Wirbelmagnetfeldes (Wechselstrom) haben wir kurz beschrieben.
Magnetit und andere Materialien
Die Fähigkeit, Eisen und eisenh altige Materialien anzuziehen, wird in der Natur bei einem interessanten Mineral beobachtet. Die Rede ist von Magnetit, einer der chemischen Verbindungen von Eisen. Wahrscheinlich wurde eine Art davon in den ersten Kompassen verwendet, die von den Chinesen erfunden wurden. Die Quelle des Magnetfeldes ist nicht nur dieses Mineral. Außerdem ist es bei manchen Materialien relativ einfach, die gewünschten Eigenschaften bewusst zu kommunizieren. Unter ihnen sind Eisen und Stahl die bekanntesten. Beide Materialien werden leicht zu einer Quelle eines Magnetfelds.
Permanentmagnete
Stoffe, die Eisen anziehen, bilden eine Sonderklasse. Sie werden Permanentmagnete genannt. Trotz des Namens können sie die notwendigen Eigenschaften nur für eine begrenzte Zeit beh alten. Dauermagnet geformtBar demonstriert die Kraft des Erdmagnetismus. Wenn es sich frei bewegen kann, dreht sich ein Ende immer in Richtung Nordpol der Erde und das andere in Richtung Süden. Die beiden Enden eines Magneten werden Nord- bzw. Südpol genannt.
Magnete können fast jede Form haben: Stab, Hufeisen, Ring oder komplexer. Sie werden in elektrischen Messgeräten verwendet. Die Pole der Magnete sind wie folgt bezeichnet: N (Norden) und S (Süden). Lassen Sie uns darüber sprechen, wie sie interagieren.
Anziehung und Abstoßung
Gegenmagnetische Pole ziehen sich an. Das kennen wir seit der Schule. Indem er ein anderes Material anzieht, verwandelt der Magnet es zunächst in einen schwachen Magneten. Gleichnamige Pole stoßen sich ab (obwohl dies nicht so offensichtlich ist wie die Anziehung). Wenn sie einem Magneten ausgesetzt werden, werden Eisen und Stahl selbst zu Magneten und nehmen die entgegengesetzte Polarität an. Deshalb fühlen sie sich von ihm angezogen. Aber wenn zwei identische Magnete mit gleichen "Ladungen" mit denselben Polen nahe beieinander platziert werden, was passiert dann? Die beobachtete Abstoßungskraft ist gleich der Anziehungskraft, die zwischen zwei gegenüberliegenden Polen wirkt, die denselben Abstand voneinander haben.
Nicht nur eisenh altige Materialien sind von Magnetismus betroffen. Magnetische Phänomene lassen sich jedoch am leichtesten in reinen Metallen beobachten. Dies sind zum Beispiel Eisen, Nickel, Kob alt.
Domänen
Metalle, die es könnenzu einer Quelle eines Magnetfelds werden, bestehen aus kleinen Magneten, die zufällig innerhalb der Substanz angeordnet sind. Sie sind nur in kleinen Bereichen, sogenannten Domänen, die durch ein Elektronenmikroskop sichtbar sind, gleichermaßen orientiert. In nicht magnetisierter Materie – da die Domänen selbst auch dort in unterschiedliche Richtungen orientiert sind – ist das Magnetfeld null. Daher werden in diesem Fall keine magnetischen Eigenschaften beobachtet. Der Stoff erhält also nur unter bestimmten Bedingungen die notwendigen Eigenschaften.
Der Prozess der Magnetisierung besteht darin, dass alle Domänen gezwungen werden, sich in die gleiche Richtung auszurichten. Wenn sie richtig gedreht werden, stapeln sich ihre Aktionen. Die Substanz als Ganzes wird zu einer Quelle eines Magnetfelds. Richten sich alle Domänen in exakt die gleiche Richtung aus, erreicht das Material seine magnetische Grenze. Ein wichtiges Muster sollte beachtet werden. Die Magnetisierung des Materials hängt letztendlich von der Magnetisierung der Domänen ab. Und sie wiederum wird dadurch bestimmt, wie sich einzelne Atome innerhalb der Domänen befinden.
Magnetfeld der Erde
Das Magnetfeld der Erde wurde lange genau gemessen und beschrieben, aber bisher noch nicht vollständig erklärt. Sehr vereinfacht kann man sich das so vorstellen, als würde sich zwischen dem geografischen Nord- und Südpol ein einfacher flacher Magnet befinden. Dies ist der Grund für einige der beobachteten Effekte. Das erklärt aber weder die höchst ungewöhnlichen Änderungen der Intensität noch der Richtung der magnetischen Feldlinien über der Erde. Oberfläche, noch warum die Lage der Magnetpole vor Millionen von Jahren entgegengesetzt zu der heutigen war, noch warum sie sich, wenn auch langsam, ständig bewegen. Daher ist die Sache etwas komplizierter.
Modell des Erdmagnetfeldes
Lassen Sie uns die vereinfachte Version genauer beschreiben. Stellen Sie sich einen langen flachen Magneten im Zentrum der Erde vor, der die Quelle des Magnetfelds sein wird. Was ist noch zu beachten? Die magnetischen Substanzen auf der Oberfläche der Erdkugel müssen so angeordnet sein, dass sich ihr nach Norden zeigender Pol in die Richtung dreht, die wir Norden nennen (eigentlich der Südpol des imaginären Magneten), und der andere Pol nach Süden zeigt (der Nordpol des Magneten).).
Das Verständnis komplexer physikalischer Prozesse bereitet einige Schwierigkeiten. Sowohl der Erdmagnetismus als auch der Magnetismus kleiner Eisenstücke lassen sich leichter erklären, wenn man annimmt, dass magnetische Kraftlinien (oft als magnetische Flusslinien bezeichnet) vom nördlichen Ende des Magneten ausgehen und in das südliche Ende eintreten. Dies ist eine sehr willkürliche Darstellung, die nur der Einfachheit halber verwendet wird, ähnlich wie Längen- und Breitengrade, die auf einer Karte gezeichnet werden. Es hilft uns jedoch zu verstehen, was die Quelle des Erdmagnetfelds ist.
Die Kraftlinien eines einfachen flachen Magneten, die von einem Pol zum anderen verlaufen und den gesamten Magneten bedecken, bilden so etwas wie einen Zylinder. Kraftlinien in gleicher Richtung scheinen sich abzustoßen. Sie beginnen immer an einem Poltyp und enden an einem anderen Poltyp und schneiden sich nie.
BFazit
Also haben wir das Thema "Die Quelle des Magnetfelds" eröffnet. Wie Sie sehen können, ist es ziemlich umfangreich. Wir haben nur die grundlegenden Konzepte zu diesem Thema betrachtet.
