Kakšne so linije magnetnega polja

Nedvomno so zdaj vsi znani liniji sile magnetnega polja . Vsaj v šoli se njihova manifestacija kaže na pouku fizike. Ali se spominjate, kako je učitelj položil trajni magnet (ali celo dva, ki je združeval usmeritev svojih polov) pod list papirja, in na vrhu je bila postavljena kovinska žagovina, vzeta iz delovne sobe? Razumljivo je, da je bilo treba kovino držati na pločevini, vendar je bilo opaziti nekaj čudnega - linije, ki so bile jasno vidne vzdolž katere je bila zgrajena žagovina. Obvestilo - ne ravno, ampak v črtah. To so linije sile magnetnega polja. Njihova manifestacija. Kaj se je potem zgodilo in kako lahko to pojasniš?

Začnimo daleč. Skupaj z nami v fizičnem svetu vidnega soobstaja posebna vrsta snovi - magnetno polje. Zagotavlja interakcijo premičnih elementarnih delcev ali večjih teles, ki imajo električni naboj ali naravni magnetni moment. Električni in magnetni pojavi niso le medsebojno povezani, ampak tudi pogosto ustvarjajo. Na primer, žica, skozi katero poteka električni tok, ustvarja okoli sebe linije magnetnega polja. Nasprotno velja tudi: učinek izmeničnih magnetnih polj na zaprtem prevodnem vezju ustvarja gibanje nosilcev polnjenja v njem. Slednja lastnost se uporablja v generatorjih, ki dobavljajo električno energijo vsem potrošnikom. Svetel primer elektromagnetnih polj je svetel.

Vrte magnetnega polja okrog prevodnika se vrtijo ali pa tudi, ki je prav tako značilno, je usmerjen vektor magnetne indukcije. Smer vrtenja določa pravilo vrtanja. Navedene črte so konvencionalne, saj se polje enakomerno razširi v vseh smereh. Stvar je v tem, da se lahko predstavlja v obliki neskončnega števila vrstic, od katerih imajo nekatere izrazitejšo napetost. Zato je v poskusu z magnetom in žaganjem jasno opredeljenih "vrstic". Zanimivo je, da linije magnetnega polja nikoli niso prekinjene, zato je nedvoumno nedvoumno reči, kje je začetek, in kjer je konec.

V primeru trajnega magneta (ali podobnega elektromagneta) vedno obstajata dva pola, ki imajo običajna imena severa in juga. Linije, omenjene v tem primeru, so obročki in ovali, ki povezujejo oba pola. Včasih je to opisano z vidika interoperabilnih monopolov, vendar se potem pojavi protislovje, po katerem ni mogoče ločiti monopola. To pomeni, da bo vsak poskus razdelitve magneta povzročil nastanek več bipolarnih delov.

Od velikega zanimanja so lastnosti linije sile. O kontinuiteti smo že govorili, toda praktični interes je sposobnost, da v prevodniku ustvarimo elektromotorno silo (EMF), katere posledica je električni tok. Pomen tega je naslednji: če prevodni kontur prečka linije trdnosti magnetnega polja (ali se sam vodnik premakne v magnetno polje), se elektronom na zunanjih tirnicah atomov materiala prenašajo dodatni elektroni, ki jim omogočajo, da začnejo neodvisno usmerjeno gibanje. Lahko rečemo, da magnetno polje "izlije" napolnjene delce iz kristalne rešetke. Ta pojav se imenuje elektromagnetna indukcija in je trenutno glavni način pridobivanja primarne električne energije. 1831 je eksperimentalno odkril angleški fizik Michael Faraday.

Študija magnetnih polj se je začela leta 1269, ko je P. Peregrin odkril interakcijo sferičnega magneta z jeklenimi iglami. Skoraj 300 let kasneje je Colchester predlagal, da je Zemlja sama velik magnet z dvema poloma. Nadalje so magnetni pojavi preučevali tako znani znanstveniki kot Lorentz, Maxwell, Ampere, Einstein in drugi.