المغناطيس ، مثل الألعاب العالقة في ثلاجتك المنزلية ، أو حدوات الحصان التي ظهرت لك في المدرسة ، لها بعض الميزات غير العادية. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم أعمدة.
تكبير مغناطيسين. سيتم جذب القطب الجنوبي لمغناطيس إلى القطب الشمالي لآخر. يصد القطب الشمالي لمغناطيس القطب الشمالي للآخر.
التيار الكهربائي والمغناطيسي
يتم توليد المجال المغناطيسي بواسطة التيار الكهربائي ، أي تحريك الإلكترونات. تحمل الإلكترونات التي تتحرك حول النواة الذرية شحنة سالبة. تسمى الحركة الموجهة للشحنات من مكان إلى آخر بالتيار الكهربائي. يشكل التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا حوله.
يغطي هذا المجال بخطوط قوته ، مثل الحلقة ، مسار التيار الكهربائي ، مثل القوس الذي يقف فوق الطريق. على سبيل المثال ، عندما يتم تشغيل مصباح مكتبي ويتدفق التيار عبر الأسلاك النحاسية ، أي ، تقفز الإلكترونات في السلك من الذرة إلى الذرة ويتم إنشاء مجال مغناطيسي ضعيف حول السلك. في خطوط النقل عالية الجهد ، يكون التيار أقوى بكثير مما هو عليه في مصباح الطاولة ، لذلك يتم تشكيل مجال مغناطيسي قوي جدًا حول أسلاك هذه الخطوط. وهكذا ، فإن الكهرباء والمغناطيسية وجهان لعملة واحدة - الكهرومغناطيسية.
حركة الإلكترون والمجال المغناطيسي
تخلق حركة الإلكترونات داخل كل ذرة مجالًا مغناطيسيًا صغيرًا حولها.يشكل الإلكترون المتحرك في المدار مجالًا مغناطيسيًا يشبه الدوامة. لكن معظم المجال المغناطيسي لا يتم إنشاؤه بحركة إلكترون في مداره حول النواة ، ولكن بحركة الإلكترون حول محوره ، ما يسمى دوران الإلكترون. يميز الدوران دوران الإلكترون حول محوره ، مثل حركة الكوكب حول محوره.
لماذا ممغنطة المواد وليس ممغنطة
في معظم المواد ، مثل البلاستيك ، يتم توجيه المجالات المغناطيسية للذرات الفردية بشكل عشوائي وإلغاء بعضها البعض. ولكن في مواد مثل الحديد ، يمكن توجيه الذرات بحيث تتراكم حقولها المغناطيسية ، بحيث تتم ممغنطة قطعة من الفولاذ. ترتبط الذرات في المواد بمجموعات تسمى المجالات المغناطيسية. يتم توجيه المجالات المغناطيسية لمجال منفصل واحد في اتجاه واحد. أي أن كل مجال هو مغناطيس صغير.
يتم توجيه المجالات المختلفة في مجموعة متنوعة من الاتجاهات ، أي عدم الانتظام وإخماد المجالات المغناطيسية لبعضها البعض. لذلك ، فإن الشريط الفولاذي ليس مغناطيسًا. ولكن إذا تمكنا من توجيه المجالات في اتجاه واحد ، بحيث تتجمع قوى المجالات المغناطيسية ، فاحذر! سيصبح الشريط الفولاذي مغناطيسًا قويًا وسيجذب أي جسم حديدي من مسمار إلى الثلاجة.
حقيقة مثيرة للاهتمام: خام الحديد المعدني المغناطيسي مغناطيس طبيعي. ولكن مع ذلك ، يتم تصنيع معظم المغناطيسات بشكل مصطنع.
كيف المغناطيس
ما القوة التي يمكن أن تجعل الذرات تشكل خطًا نحيفًا لإنشاء مجال واحد كبير؟ ضع الشريط الفولاذي في مجال مغناطيسي قوي.تدريجيا ، واحدة تلو الأخرى ، ستدور جميع المجالات في اتجاه المجال المغناطيسي المطبق. أثناء دورانها ، ستجذب المجالات ذرات أخرى إلى هذه الحركة ، وتزداد في الحجم ، وتورمًا حرفيًا. ثم ستتصل المجالات الموجهة بشكل متطابق ، والآن ، من فضلك ، تحول الشريط الفولاذي إلى مغناطيس.
يمكنك إظهار ذلك لرفاقك بمسمار صلب عادي. ضع الظفر في المجال المغناطيسي لمغناطيس حدوة حصان كبير. ثبتيه هناك لعدة دقائق حتى تصطف مجالات الأظافر في الاتجاه الصحيح. بمجرد حدوث ذلك ، سيصبح الظفر مغناطيسًا لفترة وجيزة. مع ذلك ، يمكنك حتى التقاط المسامير الساقطة من الأرض.
