Какъв е източникът на магнитното поле? Източникът на магнитното поле на Земята

Магнитното поле е много интересен феномен. Понастоящем неговите свойства са намерили приложение в много области. И знаехте ли това? е източникът на магнитното поле?

Малко история

Магнетизмът и електричеството не са два различни явления, тъй като те са били погрешно за дълго време. Връзката им стана ясно, само през 1820 г., когато датският учен Ханс Кристиан Оерстед (1777-1851 GG.) показват, че ток през проводник на електрически ток отклонява стрелката на компаса. Токът винаги създава магнитно поле. Няма значение къде се излива - между облака и земята под формата на мълния или в мускулите на тялото ни.

Дори в древни времена хората се опитвали да разберат какъв е източникът на магнитното поле. Освен това направените открития бяха приложени на практика. Магнетизмът е бил наблюдаван и използван (особено за навигационни цели) хиляди години, преди естеството на електроенергията да е изяснено и да се намери практическо приложение. Едва когато стана известно, че веществото се състои от атоми, най-накрая е установено, че магнетизмът и електричеството са взаимосвързани. Където се наблюдава магнетизъм, винаги трябва да има някакъв вид електрически ток. Това откритие обаче е само началото на нови изследвания.

Какво определя проявата магнитни свойства материали при отсъствие на външни източник на ток? Подвижването на електрони създава електрически токове вътре в атомите. Този тип магнетизъм ще бъде разгледан тук. Източникът на вихровото магнитно поле (променлив ток) се характеризира накратко.

Магнетит и други материали

Характеристиката на привличане на желязо и желязосъдържащи материали се наблюдава в природата в един интересен минерал. Става дума за магнетит, едно от химическите съединения на желязото. Вероятно някои от нейното разнообразие се използва в първите компаси, изобретени от китайците. Източникът на магнитното поле е не само този минерал. Също така е относително лесно някои материали да съобщават умишлено необходимите свойства. Сред тях желязото и стоманата са най-известните. И двата материала лесно се превръщат в източник на магнитно поле.

Постоянни магнити

Материалите, привличащи желязо, представляват специален клас. Те се наричат ​​постоянни магнити. Въпреки името, те могат да запазят необходимите свойства само за ограничен период от време. Постоянният магнит под формата на бар показва силата на земния магнетизъм. Ако може да се движи свободно, единият край винаги се обръща по посока на Северния полюс на Земята, а другият - по посока на Южния полюс. Двата края на магнита се наричат ​​съответно северните и южните полюси.

Магнитите могат да имат почти всяка форма: бар, подкова, пръстен или по-сложен. Използват се в електрически уреди. Полюсите на магнитите са N (северно) и S (южно). Нека да поговорим за това как те взаимодействат.

Привличане и отблъскване

Различни магнитни полюси са привлечени. Вече знаем това от училище. Привличайки друг материал, магнитът първо го превръща в слаб магнит. Поляците с едно и също име отблъскват (въпреки че това не е толкова очевидно като атракция). Докато тестват ефекта на магнита, желязото и стоманата се превръщат в магнити, придобиват противоположна полярност. Ето защо те са привлечени от него. Но ако два идентични магнита с еднакви "заряди" са поставени близко един до друг със същите полюси, какво ще се случи? Наблюдаваната отблъскваща сила ще бъде равна на силата на привличане, която действа между два противоположни полюса, разположени на едно и също разстояние един от друг.

Не само съдържащите желязо материали са засегнати от влиянието на магнетизма. обаче магнитни явления Най-лесно е да се наблюдава в чисти метали. Това, например, желязо, никел, кобалт.

домейни

Металите, които могат да се превърнат в източник на магнитно поле, се състоят от малки магнити, намиращи се случайно във вътрешността на веществото. Те са еднакво ориентирани само на малки области, наречени домейни, които могат да се видят чрез електронен микроскоп. В немагнизирано вещество - тъй като самите домейни също са ориентирани там в различни посоки - магнитното поле е нула. Следователно в този случай не се наблюдават магнитни свойства. По този начин веществото придобива необходимите свойства само при определени условия.

Процесът на магнетизация е, че всички домейни са принудени да се подредят в една посока. Когато се въртят правилно, действията им се прибавят. Веществото като цяло се превръща в източник на магнитното поле. Ако всички домейни са подредени в същата посока, материалът достига границата на магнитните си способности. Трябва да се отбележи една важна редовност. Магнетизацията на материала в крайна сметка зависи от магнетизацията на домените. И това, от своя страна, се определя от това как отделните атоми се намират вътре в домейните.

Магнитното поле на Земята

Магнитното поле на Земята отдавна е точно измерена и описана, но засега не е напълно обяснена. Много опростено може да се предположи, че между северните и южните географски полюси се намира обикновен плосък магнит. Това причинява някои от наблюдаваните ефекти. Но това не обяснява много необичайни промени интензивност, а дори и по посока на линиите на магнитното поле на повърхността на земята, или защо преди милиони години на мястото на магнитните полюси е срещу течението, нито защо са те, макар и бавно, постоянно се движи. Така че всичко е малко по-сложно.

Модел на магнитното поле на Земята

Нека подробно описваме нейната опростена версия. Представени в центъра на земята дългия плосък магнит, който ще бъде източник на магнитното поле. Какво друго трябва да се има предвид? Магнитен материал на повърхността на земното кълбо трябва да бъдат разположени така, че тяхното поле сочи на север, се обърна по грешен начин, който ние наричаме север (всъщност на южния полюс на въображаемата магнита) и един полюс - на юг (северния полюс на магнита).

Разбирането на сложни физически процеси причинява някои трудности. Както земният магнетизъм, така и магнетизмът на малки парчета желязо са по-лесни за обясняване, което предполага, че магнитните линии на сила (често наричани линии магнитен поток) идват от северния край на магнита и влизат в южния край. Това е много произволно представяне, приложено само за удобство, точно както се използват географските ширини и дължини, изчертани на картата. Но това ни помага да разберем какъв е източникът на магнитното поле на Земята.

Линиите на обикновен планарен магнит, преминаващи от единия полюс в другия и покриващи целия магнит, формират нещо като цилиндър. Силовите линии от същата посока изглежда отблъскват. Те винаги започват от полюса на един тип и завършват с полюс от друг тип и никога не се пресичат.

В заключение

Така че, открихме темата "Източникът на магнитното поле". Както можете да видите, това е доста обширно. Ние разгледахме само основните понятия, свързани с тази тема.