Il campo magnetico è un fenomeno molto interessante. Attualmente, le sue proprietà hanno trovato applicazione in molti settori. Sai qual è la fonte del campo magnetico? Dopo aver letto l'articolo, lo saprai. Inoltre, parleremo di alcuni fatti relativi al magnetismo. Cominciamo con la storia.
Un po' di storia
Magnetismo ed elettricità non sono affatto due fenomeni diversi, come si credette erroneamente per molto tempo. La loro relazione divenne chiara solo nel 1820, quando lo scienziato danese Hans Christian Oersted (1777-1851) dimostrò che una corrente elettrica che scorre attraverso un filo devia l'ago di una bussola. La corrente crea sempre un campo magnetico. Non importa dove scorre - tra la nuvola e la terra sotto forma di fulmine o nei muscoli del nostro corpo.
Anche nei tempi antichi, le persone cercavano di scoprire qual è la fonte del campo magnetico. Inoltre, le scoperte fatte sono state applicate nella pratica. Il magnetismo è stato osservato e utilizzato (soprattutto per scopi di navigazione) migliaia di anni prima che fosse chiarito.natura dell'elettricità e ha trovato applicazioni pratiche. Fu solo quando si seppe che la materia era composta da atomi che fu finalmente stabilito che il magnetismo e l'elettricità erano interconnessi. Ovunque si osservi il magnetismo, deve essere sempre presente una sorta di corrente elettrica. Tuttavia, questa scoperta è stata solo l'inizio di una nuova ricerca.
Cosa determina la manifestazione delle proprietà magnetiche dei materiali in assenza di qualsiasi fonte di corrente esterna? Il movimento degli elettroni che creano correnti elettriche all'interno degli atomi. È questo tipo di magnetismo che considereremo qui. Abbiamo brevemente descritto la sorgente del campo magnetico parassita (corrente alternata).
Magnetite e altri materiali
La capacità di attrarre ferro e materiali contenenti ferro si osserva in natura in un minerale interessante. Stiamo parlando della magnetite, uno dei composti chimici del ferro. Probabilmente una sorta di esso è stato utilizzato nelle prime bussole inventate dai cinesi. La fonte del campo magnetico non è solo questo minerale. È anche relativamente facile per alcuni materiali comunicare intenzionalmente le proprietà desiderate. Tra questi, il ferro e l'acciaio sono i più famosi. Entrambi i materiali diventano facilmente una fonte di campo magnetico.
Magneti permanenti
Le sostanze che attraggono il ferro formano una classe speciale. Si chiamano magneti permanenti. Nonostante il nome, sono in grado di conservare le proprietà necessarie solo per un periodo di tempo limitato. a forma di magnete permanentebar dimostra il potere del magnetismo terrestre. Se può muoversi liberamente, un'estremità gira sempre nella direzione del Polo Nord della Terra e l' altra - nella direzione del sud. Le due estremità di un magnete sono chiamate rispettivamente polo nord e polo sud.
I magneti possono avere quasi tutte le forme: barra, ferro di cavallo, anello o più complessi. Sono utilizzati negli strumenti di misura elettrici. I poli dei magneti sono designati come segue: N (nord) e S (sud). Parliamo di come interagiscono.
Attrazione e repulsione
I poli magnetici opposti si attraggono. Lo sappiamo dai tempi della scuola. Attirando un altro materiale, il magnete prima lo trasforma in un magnete debole. I polacchi con lo stesso nome si respingono a vicenda (anche se questo non è così ovvio come l'attrazione). Quando esposti a un magnete, ferro e acciaio diventano essi stessi magneti, acquisendo la polarità opposta. Ecco perché sono attratti da lui. Ma se due magneti identici con "cariche" uguali vengono posti uno vicino all' altro con gli stessi poli, cosa accadrà? La forza repulsiva osservata sarà uguale alla forza attrattiva che agisce tra due poli opposti posti alla stessa distanza l'uno dall' altro.
Non sono solo i materiali contenenti ferro ad essere influenzati dal magnetismo. Tuttavia, i fenomeni magnetici sono più facilmente osservabili nei metalli puri. Questi sono, ad esempio, ferro, nichel, cob alto.
Domini
Metalli che possonodiventare una sorgente di un campo magnetico, sono costituiti da piccoli magneti posizionati casualmente all'interno della sostanza. Sono ugualmente orientati solo in piccole aree, chiamate domini, che possono essere viste attraverso un microscopio elettronico. Nella materia non magnetizzata - poiché anche i domini stessi sono orientati lì in direzioni diverse - il campo magnetico è zero. Pertanto, in questo caso non si osservano proprietà magnetiche. Pertanto, la sostanza acquisisce le proprietà necessarie solo in determinate condizioni.
Il processo di magnetizzazione è che tutti i domini sono costretti ad allinearsi nella stessa direzione. Se ruotate correttamente, le loro azioni si accumulano. La sostanza nel suo insieme diventa una fonte di un campo magnetico. Se tutti i domini si allineano esattamente nella stessa direzione, il materiale raggiunge il suo limite magnetico. Va notato un modello importante. La magnetizzazione del materiale dipende in definitiva dalla magnetizzazione dei domini. E, a sua volta, è determinato da come i singoli atomi si trovano all'interno dei domini.
Campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre è stato a lungo misurato e descritto accuratamente, ma finora non è stato completamente spiegato. In modo molto semplificato, può essere rappresentato come se un semplice magnete piatto si trovasse tra i poli geografici Nord e Sud. Questo è ciò che causa alcuni degli effetti osservati. Ma questo non spiega né i cambiamenti molto insoliti nell'intensità né nella direzione delle linee del campo magnetico sopra la terra.superficie, né perché milioni di anni fa la posizione dei poli magnetici fosse opposta a quella attuale, né perché essi, seppur lentamente, sono in continuo movimento. Quindi, le cose sono un po' più complicate.
Modello del campo magnetico terrestre
Descriviamo la sua versione semplificata in modo più dettagliato. Immagina un lungo magnete piatto al centro della Terra, che sarà la fonte del campo magnetico. Cos' altro deve essere considerato? Le sostanze magnetiche sulla superficie del globo devono essere disposte in modo che il loro polo rivolto a nord ruoti nella direzione che chiamiamo nord (in re altà il polo sud del magnete immaginario), e l' altro polo punti a sud (il polo nord del magnete).
Capire processi fisici complessi causa alcune difficoltà. Sia il magnetismo terrestre che il magnetismo di piccoli pezzi di ferro sono più facili da spiegare supponendo che le linee di forza magnetiche (spesso indicate come linee di flusso magnetico) emanino dall'estremità nord del magnete ed entrino nell'estremità sud. Questa è una rappresentazione molto arbitraria, utilizzata solo per comodità, simile a come vengono utilizzate le linee di latitudine e longitudine disegnate su una mappa. Tuttavia, ci aiuta a capire qual è la fonte del campo magnetico terrestre.
Le linee di forza di un semplice magnete piatto, passando da un polo all' altro e coprendo l'intero magnete, formano qualcosa come un cilindro. Le linee di forza nella stessa direzione sembrano respingersi a vicenda. Cominciano sempre da un tipo di palo e finiscono con un altro tipo di palo e non si intersecano mai.
Bconclusione
Quindi, abbiamo aperto il tema "La sorgente del campo magnetico". Come puoi vedere, è piuttosto ampio. Abbiamo considerato solo i concetti di base relativi a questo argomento.
