Il campo magnetico è un fenomeno molto interessante.Attualmente, le sue proprietà hanno trovato applicazione in molte aree. Sapete qual è la sorgente del campo magnetico? Dopo aver letto l'articolo, lo saprai. Inoltre, ti parleremo di alcuni fatti relativi al magnetismo. Passiamo prima alla storia.
Magnetismo ed elettricità non sono affatto duefenomeni diversi, come erroneamente si è creduto per lungo 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 della bussola. La corrente crea sempre un campo magnetico. Non importa dove scorre: tra la nuvola e il terreno sotto forma di fulmine o nel muscolo del nostro corpo.
Anche nei tempi antichi, le persone hanno cercato di scoprirloè una sorgente di 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 la natura dell'elettricità fosse scoperta e trovasse un uso pratico. Solo quando si è saputo che la materia è fatta di atomi è stato finalmente stabilito che il magnetismo e l'elettricità sono interconnessi. Ovunque si osservi magnetismo, deve sempre esserci una sorta di corrente elettrica. Tuttavia, questa scoperta fu solo l'inizio di nuove ricerche.
Cosa determina la manifestazione delle proprietà magnetichemateriali in assenza di qualsiasi fonte di alimentazione esterna? Il movimento degli elettroni, creando correnti elettriche all'interno degli atomi. Considereremo questo tipo di magnetismo qui. Abbiamo brevemente descritto la sorgente del campo magnetico a vortice (corrente alternata).
La proprietà di attrarre ferro e ferro contenentemateriali osservati 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. Questo minerale non è l'unica fonte del campo magnetico. Alcuni materiali sono anche relativamente facili da impartire deliberatamente le proprietà desiderate. Tra questi, i più famosi sono il ferro e l'acciaio. Sia l'uno che l'altro materiale diventano facilmente una sorgente di un campo magnetico.
Le sostanze che attraggono il ferro formano uno specialeClasse. Si chiamano magneti permanenti. Nonostante il nome, sono in grado di mantenere le proprietà richieste solo per un tempo limitato. Il magnete permanente a forma di barra dimostra il potere del magnetismo terrestre. Se può muoversi liberamente, un'estremità gira sempre in direzione del Polo Nord della Terra e l'altra in direzione del Polo Sud. Le due estremità di un magnete sono chiamate rispettivamente polo nord e polo sud.
I magneti possono essere di quasi tutte le forme:barre, ferri di cavallo, anelli 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.
I poli magnetici opposti si attraggono.Lo sappiamo dai tempi della scuola. Attirando altro materiale, il magnete prima lo trasforma in un debole magnete. I poli con lo stesso nome si respingono (anche se questo non è così ovvio come l'attrazione). Sotto l'influenza di un magnete, il ferro e l'acciaio stessi diventano magneti, acquisendo la polarità opposta. Ecco perché sono attratti da lui. Ma se due magneti identici con "cariche" uguali vengono installati vicini l'uno all'altro con gli stessi poli, cosa succede? La forza repulsiva osservata sarà uguale alla forza di attrazione che agisce tra due poli opposti, posti alla stessa distanza l'uno dall'altro.
Non sono solo i materiali ferrosi ad essere colpiti dal magnetismo. Tuttavia, i fenomeni magnetici si osservano più facilmente nei metalli puri. Questi sono, ad esempio, ferro, nichel, cobalto.
Metalli che possono essere una fontei campi magnetici, 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. Di conseguenza, in questo caso non si osservano proprietà magnetiche. Pertanto, una sostanza acquisisce le proprietà necessarie solo a determinate condizioni.
Il processo di magnetizzazione è che tuttoi domini sono costretti ad allinearsi in una direzione. Quando vengono ruotati correttamente, le loro azioni si sommano. La sostanza nel suo insieme diventa la fonte del campo magnetico. Se tutti i domini sono allineati esattamente nella stessa direzione, il materiale raggiunge il suo limite magnetico. Va notato un modello importante. La magnetizzazione di un materiale dipende in ultima analisi dalla magnetizzazione dei domini. E, a sua volta, è determinato da come i singoli atomi si trovano all'interno dei domini.
Il campo magnetico terrestre è stato a lungo misurato con precisione edescritto, 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 i cambiamenti molto insoliti nell'intensità e persino nella direzione delle linee di forza magnetiche sopra la superficie terrestre, né perché milioni di anni fa la posizione dei poli magnetici era opposta a quella attuale, né perché essi, seppur lentamente, sono in continuo movimento. Quindi, tutto è un po' più complicato.
Descriviamo un po' più in dettaglio la sua versione semplificata.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 dovrebbero essere posizionate in modo che il loro polo che punta a nord ruoti nella direzione che chiamiamo nord (in realtà il polo sud di un magnete immaginario), e l'altro polo è rivolto a sud (polo nord del magnete).
Comprendere le cause dei processi fisici complessialcune difficoltà. Sia il magnetismo terrestre che il magnetismo di piccoli pezzi di ferro sono più facili da spiegare assumendo che le linee di forza magnetiche (spesso indicate come linee di flusso magnetico) provengano dall'estremità nord del magnete ed entrino nell'estremità sud. Questa è una rappresentazione molto arbitraria, usata solo per comodità, proprio 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 passanteda un polo all'altro e coprendo l'intero magnete, formano qualcosa come un cilindro. Le linee di forza della stessa direzione sembrano respinte. Iniziano sempre da un polo di un tipo e finiscono in un polo di un altro tipo e non si intersecano mai.
Quindi, abbiamo aperto l'argomento "La sorgente del campo magnetico". Come puoi vedere, è piuttosto esteso. Abbiamo considerato solo i concetti di base relativi a questo argomento.
