Magnetismus ist eine Reihe von Phänomenen, die mit der Wechselwirkung zwischen Magnetfelder, das sind die Raumregionen, die unter dem Einfluss von stehen elektrische Ströme oder aus den magnetischen Momenten elementarer Moleküle oder Teilchen.
Die Bewegung elektrischer Ladungen führt zu magnetischen Phänomenen. Da sie nie stationär sind, erzeugen Atome ihr eigenes Magnetfeld. Darüber hinaus haben auch Elementarteilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen ein intrinsisches Magnetfeld, jedoch unterschiedlichen Ursprungs. Das Magnetfeld dieser Teilchen stammt von einer Quanteneigenschaft namens rotieren.
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Beispiele für Magnetismus
Wir können einige Beispiele anführen, die Situationen veranschaulichen, in denen Magnetismus vorhanden ist.
Navigation mit dem Kompass: der Kompass ist eine kleine ferromagnetische Nadel, die sich aufgrund des Erdmagnetfelds dreht;
Anziehung kleiner Metallstücke durch Magnete: Magnete ziehen Metalle aufgrund ihres ferromagnetischen Verhaltens mit großer Intensität an;
Anziehung und Abstoßung zwischen Magneten: die namensgebenden Pole der Magnete stoßen sich gegenseitig ab, da die magnetischen Dipolvektoren ihrer Domänen gegenläufig angeordnet sind;
Erdmagnetfeld: Das Erdmagnetfeld existiert aufgrund der relativen Rotation zwischen dem Erdkern und seinen äußeren Schichten, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
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Magnetismus in der Physik
Magnetismus ist das physikalische Phänomen, das die Anziehung zwischen Metallen und Magneten, beispielsweise. Diese Materialien können sich dank der räumlichen Anordnung der magnetischen Dipolmomentvektoren (μ), die sich in diesen Materialien befinden, anziehen.
der Moment von Dipolmagnetisch ist ein Vektor, der auf den Nordpol eines Magnetfelds zeigt. Diese Größe wird erzeugt, wenn sich eine elektrische Ladung in einem geschlossenen Stromkreis bewegt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:
Die Bewegung einer Ladung in einem geschlossenen Kreis erzeugt ein magnetisches Dipolmoment.
Einige Materialien können sich von anderen angezogen oder sogar abgestoßen fühlen, je nachdem, wie ihre magnetischen Dipolmomente darin ausgerichtet sind. Diese Konfiguration magnetischer Dipolmomente nennen wir Zustand vonMagnetisierung. Es gibt mehrere Magnetisierungszustände, wie z Ferromagnetismus, Antiferromagnetismus,diamagnetisch und paramagnetisch.
Bei Materialien mit magnetischen Eigenschaften spricht man häufig von Domänenmagnetisch, Dabei handelt es sich um kleine Materialstücke, bei denen die magnetischen Momente aller nahe beieinander liegenden Moleküle in eine einzige Richtung ausgerichtet sind. Die folgende Abbildung zeigt die Orientierungen der magnetischen Dipolmomente in den magnetischen Domänen für jede erwähnte Materialart. Uhr:
Magnetische Domänen für verschiedene Magnetisierungszustände.
Bei Exposition gegenüber einer externen Magnetfeldquelle wie z Magnet, reagieren diese Materialien unterschiedlich.
Ferromagnetische Materialien: Bei diesen Materialien sind die magnetischen Domänen bereits ausgerichtet, auch ohne das Vorhandensein eines externen Magnetfelds. Bei Annäherung an einen Magneten werden sie stark angezogen, außerdem verlieren ferromagnetische Materialien ihre Magnetisierung, wenn sie über eine Temperatur von Curie, eine Temperatur, bei der magnetische Domänen ihre Orientierung verlieren. Beispiele: Eisen, Kobalt, Nickel.
Antiferromagnetische Materialien: Im Gegensatz zu ferromagnetischen Materialien werden diese Materialien von äußeren Magnetfeldern stark abgestoßen. Beispiele: Mangan, Chrom.
Diamagnetische Materialien: In diesen Materialien können sich die magnetischen Domänen in Gegenwart eines Magnetfelds frei drehen, jedoch magnetische Dipolmomente dieses Materials richten sich gegenüber dem äußeren Magnetfeld aus und werden daher abgestoßen durch Magnete. Beispiele: Kupfer, Silber.
Paramagnetische Materialien: In paramagnetischen Materialien sind die magnetischen Domänen von Natur aus desorientiert. Bei Vorhandensein eines äußeren Magnetfeldes können sie sich ausrichten, indem sie von den Magneten leicht angezogen werden, solange die Nähe zwischen ihnen besteht. Beispiele: Aluminium, Magnesium.
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Wozu dient Magnetismus?
Magnetismus hat zahlreiche Anwendungentechnologisch. Verschiedene Stromkreise, wie z Transformer, nutzen die magnetischen Eigenschaften von Materialien, um richtig zu funktionieren. Bei Transformatoren wird beispielsweise die ferromagnetische Eigenschaft des Eisens ausgenutzt: Wenn Sie ein magnetisches Feld an dieses Material anlegen, verstärkt es es, indem es ein magnetisches Feld hinzufügt. induziert.
Magnetismus ist auch grundlegend für das Funktionieren von functioning Elektromotoren, zum Aufzeichnen von Informationen auf Festplatten, wie Kassetten und VHS-Bändern, Magnetkarten u.
Festplatten verwenden magnetische Aufzeichnungen, um Informationen zu speichern.
Geschichte des Magnetismus
Zwischen 600 u.. und 1599 d.. die Menschheit entdeckte die Existenz von Magnetit, ein Mineral, das ferromagnetische Eigenschaften aufweist. Während dieser Zeit benutzten die Chinesen Kompasse, um ihre Navigation zu führen.
Nach der Entdeckung magnetischer Phänomene wurde der Magnetismus Jahrhunderte lang als ein unabhängiges Phänomen behandelt, das nichts mit Elektrizität zu tun hatte. Heute dank der Studien der Elektromagnetismus, wir wissen, dass die elektrische und magnetische Phänomene teilen die gleiche Essenz und zusammen erzeugen sie elektromagnetische Wellen. Darüber hinaus wurde der Magnetismus erst nach dem 18. Jahrhundert besser verstanden. Während dieser Zeit wurden Studien quantitativ entwickelt.
WilhelmGilbert er war einer der ersten Wissenschaftler, der den Magnetismus nach der wissenschaftlichen Methode untersuchte. Er fand heraus, dass sich die Erde wie ein großer Magnet verhält. Weitere Studien zum Erdmagnetismus wurden von Carl Friedrich. durchgeführt Gauss, Autor einer der Gleichungen, die den Elektromagnetismus unterstützen. Darüber hinaus wurden mehrere Experimente von André Marie Ampere.
Zwischen 1820 und 1829, Hans Christian Orsted habe die zuerstBeweiseExperimental- das verband Magnetismus mit elektrischen Phänomenen: Zufällig bemerkte er, dass elektrischer Strom in einem Draht einen nahegelegenen Kompass bewegte. Seine Studien ermöglichten die Entstehung der ersten bekannten Elektromotoren.
Zwischen 1830 und 1839 wurden die Studien zum Magnetismus von der Forschung von Michael Faraday. Unter seinen Entdeckungen und Erfindungen ist die Bedeutung der Schaffung der zuerstTransformator, obwohl ziemlich primitiv, und a Generator des elektrischen Stroms, basierend auf dem Elektromagnetische Induktion.
Von mir. Rafael Helerbrock
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HELERBROCK, Rafael. "Was ist Magnetismus?"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-magnetismo.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
