Magnetinį strypą perpjaunus per pusę, jo poliai nenuplėšiami. Jis gamins tik du magnetus, kurių kiekvienas turi šiaurinį polių, kuris bus pritrauktas prie kito magneto pietų poliaus ir atvirkščiai.
Būtent dėl šios pagrindinės traukos savybės magnetai yra naudingi daugeliui tikslų – nuo pakvietimo į vakarėlį laikymo prie šaldytuvo iki medicininių vaizdų darymo.
Bet kaip atsiranda šie poliai? Kodėl magnetas turi šiaurinį ir pietinį polius?
Magnetai yra „viena giliausių fizikos paslapčių“, – sakė jis. Gregas Boebingeris (Atidaroma naujame skirtuke)Nacionalinės didelio magnetinio lauko laboratorijos Talahasis mieste, Floridoje, direktorius. kol Žmonės magnetus naudojo tūkstančius metų (Atidaroma naujame skirtuke)Mokslininkai vis dar mokosi naujų dalykų apie savo darbą.
Pagrindinis atsakymas, kodėl magnetai turi polius, slypi elektronų elgesyje. Visa medžiaga, įskaitant magnetus, yra sudaryta iš atomų. kiekviename kukurūzaiBranduolys yra apsuptas vieno ar kelių neigiamą krūvį turinčių elektronų. Kiekvienas iš šių elektronų sukuria savo mažą magnetinį lauką, kurį mokslininkai vadina „sukimu“. Jei pakankamai šių mažų magnetinių laukų nukreipta ta pačia kryptimi, pati medžiaga tampa paramagnetine.
Susijęs: Kodėl metalas kibirkščiuoja mikrobangų krosnelėje?
Elektrono „sukimas“ yra abstrakti sąvoka, „Live Science“ sakė Boebinger. Techniškai niekas niekada nematė elektronų sukimosi – jis per mažas, kad matytų pro mikroskopą. Tačiau fizikai žino, kad elektronai turi magnetinį lauką, nes jį išmatavo. Ir vienas iš būdų, kaip šis laukas gali būti generuojamas, yra elektrono sukimasis. Apverskite sukimosi kryptį ir magnetinis laukas pasikeis.
kai įmanoma, Elektronai susiporuos taip, kad jų sukimasis būtų atšauktas (Atidaroma naujame skirtuke), todėl grynasis atomo magnetizmas yra lygus nuliui. Tačiau kai kuriuose elementuose, pavyzdžiui, geležyje, tai negali atsitikti. Elektronų skaičius ir jų išdėstymo aplink branduolį būdas reiškia, kad kiekvienas geležies atomas turės nesuporuotą elektroną, kuris sukuria nedidelį magnetinį lauką.
Nemagnetinėje medžiagoje šie atskiri magnetiniai laukai nukreipiami skirtingomis atsitiktinėmis kryptimis. Šiuo atveju jie dažniausiai panaikina vienas kitą, todėl medžiaga paprastai nėra magnetinė. Tačiau tinkamomis sąlygomis maži subatominiai magnetiniai laukai gali išsilyginti ta pačia kryptimi. Galima manyti, kad tai yra skirtumas tarp vaikštančių žmonių minios ir visų besiorganizuojančių ir žiūrinčių ta pačia kryptimi. Šių labai mažų magnetinių laukų derinys sukuria didesnį magnetinį lauką – taip medžiaga tampa magnetu.
Daugelis kasdieniame gyvenime naudojamų magnetų, pavyzdžiui, šaldytuvo magnetai, yra žinomi kaip nuolatiniai magnetai. Šiose medžiagose daugelio medžiagoje esančių atomų magnetiniai laukai buvo visam laikui suderinti dėl išorinės jėgos, pvz., yra patalpinti galingesnio magnetinio lauko viduje.
Dažnai šį galingesnį magnetinį lauką sukuria elektra. Elektra ir magnetizmas yra iš esmės susiję, nes magnetiniai laukai susidaro judant elektros krūviams. Štai kodėl besisukantis elektronas turi magnetinį lauką. Tačiau mokslininkai taip pat gali panaudoti elektrą, kad sukurtų labai stiprius magnetus Paulo Veracinas (Atidaroma naujame skirtuke), vyresnysis mokslininkas Lawrence’o Berkeley nacionalinėje laboratorijoje Kalifornijoje. Tekant pakankamai srovės per vielos ritę, susidaro labai stiprus magnetinis laukas, kuris išlieka tol, kol teka srovė. Šie elektromagnetai dažnai naudojami fizikos tyrimuose, Veracinas pasakojo „Live Science“. Jis taip pat naudojamas medicinos prietaisuose, tokiuose kaip magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) aparatai.
Žemė taip pat turi savo magnetinį lauką, todėl kompaso adata veikia. Mokslininkai apibrėžė magneto šiaurinį ašigalį, kuris nukreiptas į šiaurinį Žemės ašigalį, jei magnetas sukasi laisvai. Tačiau techniškai, paaiškino Boebinger, tai reiškia, kad Žemės magnetinis šiaurinis polius iš tikrųjų yra magnetinis pietų polius, nes priešingi poliai traukia.
Fizine prasme magnetinio lauko linijos teka į išorę nuo magneto šiaurinio poliaus iki jo pietų poliaus, sudarydamos uždarą kilpą.
Fizikai taip pat rado kitų magnetinių polių išdėstymo būdų, Įskaitant keturratį (Atidaroma naujame skirtuke), kur šiaurės ir pietų magnetinių polių grupė yra išdėstyta kvadrate. Veracinas sakė, kad vienas tikslas lieka sunkiai pasiekiamas: niekas dar nerado magnetinio monopolio.
Elektronai ir protonai yra vienpoliai: kiekvienas turi vieną teigiamą arba neigiamą elektros krūvį. Tačiau elektronai (ir kitos dalelės) turi magnetinius polius. Kadangi tai yra pagrindinės dalelės, jų negalima toliau skaidyti. Šis skirtumas tarp dalelių elektrinio ir magnetinio elgesio suintrigavo daugelį fizikų, o kai kuriems dalelės su vienu magnetiniu poliu radimas yra šventasis gralis. Jo atradimas prieštarautų fizikos dėsniams, kuriuos mes dabar suprantame.
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
