מה זה מגנטיות?

מַגנֶטִיוּת הוא מכלול של תופעות הקשורות לאינטראקציה בין שדה מגנטי, שהם אזורי החלל שנמצאים בהשפעת זרמים חשמליים או מהרגעים המגנטיים של מולקולות או חלקיקים אלמנטריים.

תנועת המטענים החשמליים היא זו שמולידה תופעות מגנטיות. מכיוון שהם לעולם אינם נייחים, אטומים מייצרים שדה מגנטי משלהם. יתר על כן, לחלקיקים אלמנטריים כמו פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים יש גם שדה מגנטי פנימי, אך ממוצא שונה. השדה המגנטי של חלקיקים אלה מקורו בתכונה קוונטית הנקראת סיבוב.

ראה גם: פיזיקה מודרנית

דוגמאות למגנטיות

אנו יכולים לספק כמה דוגמאות הממחישות מצבים בהם קיימת מגנטיות.

• ניווט באמצעות המצפן: המצפן הוא מחט פרומגנטית קטנה המסתובבת בגלל השדה המגנטי של כדור הארץ;

• משיכה של פיסות מתכת קטנות לפי מגנטים: מגנטים מושכים מתכות בעוצמה רבה בגלל התנהגותם הפרומגנטית;

• משיכה ודחייה בין מגנטים: הקטבים המזוהים של המגנטים דוחים זה את זה, שכן וקטורי הדיפול המגנטיים של התחומים שלהם מסודרים בכיוונים מנוגדים;

• השדה המגנטי של כדור הארץ: השדה המגנטי של כדור הארץ קיים בגלל הסיבוב היחסי בין ליבת כדור הארץ לשכבות החיצוניות שלו, המסתובבות במהירות שונה.

מגנטיות בפיזיקה

מגנטיות היא התופעה הפיזית שמסבירה את משיכה בין מתכות ומגנטים, לדוגמה. חומרים אלה מסוגלים למשוך זה את זה הודות לסידור המרחבי של וקטורי רגע הדיפול המגנטי (μ) שנמצאים בתוך חומרים אלה.

הרגע של דיפולמַגנֶטִי הוא וקטור המצביע לעבר הקוטב הצפוני של שדה מגנטי. גודל זה נוצר כאשר מטען חשמלי נע במעגל סגור, כפי שמוצג באיור להלן:

תנועת מטען במעגל סגור מייצרת רגע דיפול מגנטי.

חומרים מסוימים עשויים להרגיש נמשכים או אפילו דוחים על ידי אחרים, תלוי באופן שבו רגעי הדיפול המגנטיים שלהם מיושרים בתוכם. תצורה זו של רגעי דיפול מגנטיים היא מה שאנו מכנים מצב שלמגנטיזציה. ישנם מספר מצבי מגנטיזציה, כגון פרומגנטיות, אנטי-מגנטיות,דיאמגנטי ו פרמגנטית.

כאשר עוסקים בחומרים בעלי תכונות מגנטיות, נהוג לדבר עליהם תחומיםמַגנֶטִי, שהם פיסות חומר קטנות כאשר כל המולקולות הקרובות זו לזו מכוונות את הרגעים המגנטיים שלהן לכיוון אחד. האיור שלהלן מציג את כיווני רגעי הדיפול המגנטיים בתחומים המגנטיים לכל סוג חומר שהוזכר. שעון:

תחומים מגנטיים עבור מצבי מגנטיזציה שונים.

כאשר הוא נחשף למקור שדה מגנטי חיצוני כגון a מַגנֵט, חומרים אלה מגיבים בדרכים שונות.

• חומרים פרומגנטיים: לחומרים אלה כבר התחומים המגנטיים שלהם מיושרים, גם ללא נוכחות של שדה מגנטי חיצוני. כאשר הם ניגשים למגנט, הם נמשכים מאוד, בנוסף, חומרים פרומגנטיים מאבדים את המגנטיות שלהם אם הם מחוממים מעל לטמפרטורה של קירי, טמפרטורה בה תחומים מגנטיים מאבדים את האוריינטציה שלהם. דוגמאות: ברזל, קובלט, ניקל.

• חומרים אנטי-מגנטיים: בניגוד לחומרים פרומגנטיים, חומרים אלה נדחים בחוזקה על ידי שדות מגנטיים חיצוניים. דוגמאות: מנגן, כרום.

• חומרים דיאמגנטיים: בחומרים אלה, התחומים המגנטיים חופשיים להסתובב בנוכחות שדה מגנטי, אולם רגעים דיפוליים מגנטיים של חומר זה מסתדרים מול השדה המגנטי החיצוני ולכן הם נדחים לפי מגנטים. דוגמאות: נחושת, כסף.

• חומרים פרמגנטיים: בחומרים פרמגנטיים, התחומים המגנטיים הם מבולבלים באופן טבעי. בנוכחות שדה מגנטי חיצוני, הם יכולים ליישר את עצמם, כשהם נמשכים מעט על ידי המגנטים, כל עוד יש קרבה ביניהם. דוגמאות: אלומיניום, מגנזיום.

תראהגַם:מה זה חשמל?

לשם מה מגנטיות?

למגנטיות יש הרבה יישומיםטֶכנוֹלוֹגִי. מעגלים חשמליים שונים, כגון רוֹבּוֹטרִיקִים, השתמש בתכונות המגנטיות של חומרים לעבודה נכונה. במקרה של שנאים, למשל, מנצל את התכונה הפרומגנטית של ברזל: כאשר אתה מחיל שדה מגנטי על חומר זה, הוא מחזק אותו על ידי הוספת שדה מגנטי אליו. מושרה.

מגנטיות היא גם בסיסית לתפקוד מנועים חשמליים, להקלטת מידע על דיסקים קשיחים, כגון קלטות וקלטות VHS, כרטיסים מגנטיים, בין היתר.

הכוננים הקשיחים משתמשים בהקלטה מגנטית לאחסון מידע.

היסטוריה של מגנטיות

בין 600 א. Ç. ו 1599 ד. Ç. האנושות גילתה את קיומו של מגנטיט, מינרל המציג תכונות פרומגנטיות. באותה תקופה השתמשו הסינים במצפנים להנחיית הניווט שלהם.

במשך מאות שנים לאחר גילוי התופעות המגנטיות, התייחסו למגנטיות כתופעה עצמאית, שאינה קשורה לחשמל. היום, בזכות הלימודים של אלקטרומגנטיות, אנחנו יודעים שה- תופעות חשמליות ומגנטיות חולקות את אותה מהות ויחד הם מולידים גלים אלקטרומגנטיים. יתר על כן, רק אחרי המאה ה -18 הבינו את המגנטיות בצורה ברורה יותר. במהלך תקופה זו החלו להתפתח מחקרים כמותית.

ויליאםגילברט הוא היה אחד המדענים הראשונים שחקרו מגנטיות על פי השיטה המדעית. הוא מצא שכדור הארץ מתנהג כמו מגנט גדול. מחקרים נוספים על מגנטיות יבשתית נערכו על ידי קרל פרידריך גאוס, מחבר אחת המשוואות התומכות באלקטרומגנטיות. בנוסף לאלה, נערכו מספר ניסויים על ידי אנדרה מארי אמפר.

בין השנים 1820-1829, הנס כריסטיאן אורסטד יש את ה ראשוןעֵדוּתנִסיוֹנִי שקשר בין מגנטיות לתופעות חשמליות: בטעות הוא הבחין שהזרם החשמלי בחוט גרם לנוע מצפן סמוך. מחקריו אפשרו את הופעתם של מנועים חשמליים ידועים ראשונים.

בין השנים 1830-1839, מחקרים על מגנטיות הונעו על ידי מחקר מ מייקל פאראדיי. בין תגליותיו והמצאותיו, החשיבות ביצירת ה- ראשוןשַׁנַאי, אם כי די פרימיטיבי, וא גֵנֵרָטוֹר של זרם חשמלי, מבוסס על השראות אלקטרומגנטית.

על ידי רפאל הלרברוק

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-magnetismo.htm