Dowiedz się, co to jest pole magnetyczne, jak powstaje, jak się je mierzy i poznaj wiele innych zaskakujących szczegółów dotyczących tego zjawiska fizycznego.
Co to jest pole magnetyczne?
Przyjrzyjmy się, czym jest pole magnetyczne, jak je zmierzyć i poznajmy jego siłę.
“Pole magnetyczne to obszar wokół magnesu, obiektu magnetycznego lub ładunku elektrycznego, w którym występuje siła magnetyczna”.
Ujmijmy to w ten sposób. Niewidzialny obszar wokół obiektu magnetycznego, który może przyciągać do niego inny obiekt magnetyczny lub odpychać od niego inny obiekt magnetyczny, nazywany jest polem magnetycznym. Jest to coś podobnego do tych niewidzialnych “pól siłowych”, które otaczają obiekt z niewidzialną mocą w filmach i książkach science fiction.
Czym jest grawitacja i ewolucja jej badań?
Brzmi jak magia, prawda? Więc jak to działa? Poniżej znajdziesz pięć pytań (i odpowiedzi!), które zawsze chciałeś zadać na temat pól magnetycznych:
Co wytwarza pole magnetyczne?
Pola magnetyczne są wytwarzane przez poruszające się ładunki elektryczne. Gdy elektrony, które mają ładunek ujemny, poruszają się w określony sposób, może powstać pole magnetyczne. Pola te mogą powstawać wewnątrz atomów obiektów magnetycznych lub wewnątrz przewodów (elektromagnetyzm).
Jak mierzy się pole magnetyczne?
Pole magnetyczne mierzymy na podstawie jego siły i kierunku.
Każde pole magnetyczne jest nieco inne. Niektóre pola magnetyczne są duże, inne silne, inne małe, a jeszcze inne słabe. Na przykład pole magnetyczne Ziemi jest duże, ale słabe.
Fizyczna bliskość (jak blisko lub daleko) ma znaczenie w magnetyzmie. Im bliżej magnesu się znajdujesz, tym silniejsze będzie jego pole magnetyczne. Im dalej jesteś od magnesu, tym słabsze staje się pole magnetyczne (pole magnetyczne nigdy się nie kończy – po prostu staje się coraz słabsze, im dalej się oddalasz, w zasadzie nawet do nieskończoności!)
Wyobraźmy sobie, że kładziemy spinacz do papieru na stole. Jeśli trzymasz magnes i stoisz naprzeciwko stołu, spinacz zareaguje na pole magnetyczne wokół magnesu (choć być może niezauważalnie), ale reakcja ta będzie bardzo, bardzo słaba. Jeśli jednak podejdziesz bliżej, położysz magnes na stole i przesuniesz go w kierunku spinacza, nastąpi moment, w którym spinacz zeskoczy ze stołu i poleci w powietrzu w kierunku magnesu!
W tym momencie pole magnetyczne będzie wystarczająco silne, aby pokonać grawitację i tarcie, które wcześniej uniemożliwiały ruch spinacza (jest to również świetny przykład tego, jak siły magnetyczne mogą powodować ruch).
Jakich jednostek używamy do pomiaru natężenia pola magnetycznego?
Siła pola magnetycznego, zwana gęstością strumienia magnetycznego, jest mierzona w jednostkach tesli (Międzynarodowy Układ Miar lub SI). Istnieje również wiele innych jednostek i terminów używanych w dziedzinie elektromagnetyzmu, w tym jednostki Webera, Maxwella, Gaussa, a nawet 109 gamma!
Jak możemy “zobaczyć” siły w polu magnetycznym?
Dowiedzieliśmy się, co to jest pole magnetyczne, ale czy możemy je zobaczyć?
Czasami rysujemy linie sił, aby pokazać kierunek sił w różnych punktach pola magnetycznego. Linie sił opuszczają magnes na jego biegunie północnym, przemieszczają się w powietrzu i wracają do magnesu przez jego biegun południowy. Linie sił nie zaczynają się w jednym miejscu i nie kończą w innym; magnesy poruszają się po “zamkniętych ścieżkach”, co oznacza, że będą podążać tą samą ścieżką w kółko.
Należy pamiętać, że pole magnetyczne jest obecne wszędzie wokół magnesu, nie tylko wzdłuż narysowanych linii sił, ale nawet pomiędzy nimi. Linie po prostu pomagają nam wizualizować kierunek pola w różnych miejscach wokół magnesu, a nawet wewnątrz magnesu.
Świetnym sposobem na zobaczenie linii sił w polu magnetycznym jest użycie opiłków żelaza. Umieść magnes na stole i przykryj go kartką papieru. Następnie posyp wióry na papier i obserwuj, jak tworzą wzory linii, które łączą się na jednym biegunie, rozchodzą się, gdy opuszczają ten biegun, i łączą się ponownie na drugim biegunie magnesu. Opiłki układają się wzdłuż linii pola magnetycznego magnesu sztabkowego!
Czy siły magnetyczne przenikają nie tylko przez powietrze?
Tak! W eksperymencie z opiłkami żelaza siły magnetyczne z magnesu sztabkowego działały na opiłki przez kawałek papieru. Magnesy na lodówce robią to samo, gdy używa się ich do przyczepienia kartki papieru. Podnoszenie łańcucha spinaczy za pomocą magnesu pokazuje, że pole magnetyczne może przenikać nawet przez stal, od spinacza do spinacza!
Siły pola magnetycznego mogą przenikać przez wodę i wiele innych substancji… nawet przez dłoń!
Źródło: https://www.dowlingmagnets.com
