Законы магнитов

Законы магнетизма оказали глубокое влияние на науку и культуру. С первых лет 19 века ученые работали над выявлением и объяснением различных физических законов, управляющих поведением магнитов в различных контекстах. К 1905 году научное понимание магнетизма развилось до такой степени, что оно помогло создать специальную теорию относительности Эйнштейна. Хотя подробное и глубокое понимание магнетизма требует значительных усилий, вы можете относительно быстро получить общее представление об этих фундаментальных законах.

Изучение первого закона магнетизма

Законы магнетизма были развиты и усовершенствованы после экспериментов Орстеда, Ампера и других ныне известных ученых в начале 1800-х годов. Самый фундаментальный закон, введенный в то время, - это концепция, согласно которой полюса магнита имеют свой собственный положительный или отрицательный заряд и притягивают только противоположно заряженные полюса. Например, почти невозможно удержать два положительно заряженных магнитных полюса от отталкивания друг друга. С другой стороны, трудно удержать положительно заряженный и отрицательно заряженный магнитные полюса от попыток двигаться навстречу друг другу.

Эта концепция становится особенно интересной, когда уже существующий магнит разрезается на два разных магнита меньшего размера. После разреза каждый из меньших магнитов имеет свои положительные и отрицательно заряженные полюса, независимо от того, где был разрезан больший магнит.

Концепция противоположно заряженных полюсов обычно называется первым законом магнетизма. .

Определение второго закона магнетизма

Второй закон магнетизма несколько сложнее и напрямую связан с электродвижущей силой самих магнитов. Этот конкретный закон обычно называют законом Кулона. .

Закон Кулона гласит, что сила, действующая полюсом магнита на дополнительный полюс, подчиняется ряду строгих правил, в том числе:

• Сила прямо пропорциональна произведению сил полюса.
• Сила обратно пропорциональна квадрату среднего расстояния между полюсами.
• Сила зависит от конкретной среды, в которой находятся магниты.

Математическая формула, обычно используемая для представления этих правил:

F = [К x М х М)/д]

В формуле M и M представляют силы полюсов, D равно расстоянию между полюсами, а K — математическое представление проницаемости среды, в которой находятся магниты.

Дополнительные сведения о магнитах

Доменная теория магнетизма дает дополнительную информацию о поведении магнитов. Впервые представленная в 1906 году Пьером-Эрнестом Вайсом, теория магнитных доменов пытается объяснить изменения, происходящие внутри вещества, когда оно намагничивается.

Большие намагниченные вещества состоят из меньших областей магнетизма, обычно называемых доменами. Внутри каждого домена есть более мелкие единицы, называемые диполями. Сложная природа магнитного состава допускает постоянное присутствие магнетизма, когда более крупные магнитные единицы разрушаются или разделяются.

Понимание того, как происходит размагничивание

Магниты не остаются намагниченными навсегда. Преднамеренное размагничивание может происходить за счет реорганизации диполей внутри самого магнита. Для этого можно использовать различные процессы. Одним из популярных методов является нагрев магнита выше его точки Кюри, которая является температурой, при которой известно, что он манипулирует диполями. Другой метод размагничивания вещества состоит в том, чтобы подать на магнит переменный ток. Даже без применения какого-либо из этих методов магнит со временем медленно размагничивается в рамках естественного процесса деградации.