magnetismul este un aspect al forței electromagnetice combinate. Se referă la fenomene fizice care decurg din forța cauzată de magneți, obiecte care produc câmpuri care atrag sau resping alte obiecte.un câmp magnetic exercită o forță asupra particulelor din câmp datorită forței Lorentz, potrivit site-ului web de Hiperfizică al Universității de Stat din Georgia. Mișcarea particulelor încărcate electric dă naștere la magnetism., Forța care acționează asupra unei particule încărcate electric într-un câmp magnetic depinde de mărimea încărcăturii, de viteza particulei și de rezistența câmpului magnetic.toate materialele experimentează magnetism, unele mai puternic decât altele. Magneții permanenți, fabricați din materiale precum fierul, experimentează cele mai puternice efecte, cunoscute sub numele de feromagnetism. Cu rare excepții, aceasta este singura formă de magnetism suficient de puternică pentru a fi simțită de oameni.

contrariile atrag

câmpurile magnetice sunt generate de sarcini electrice rotative, conform Hiperfizicii., Electronii au o proprietate de impuls unghiular sau de spin. Majoritatea electronilor tind să formeze perechi în care unul dintre ei este „spin up”, iar celălalt este „spin down”, în conformitate cu principiul excluderii Pauli, care afirmă că doi electroni nu pot ocupa aceeași stare de energie în același timp. În acest caz, câmpurile lor magnetice sunt în direcții opuse, astfel încât se anulează reciproc. Cu toate acestea, unii atomi conțin unul sau mai mulți electroni nepereche a căror rotire poate produce un câmp magnetic direcțional., Direcția rotirii lor determină direcția câmpului magnetic, conform Centrului de resurse de testare nedistructivă (NDT). Când o majoritate semnificativă de electroni nepereche sunt aliniați cu rotirile lor în aceeași direcție, ei se combină pentru a produce un câmp magnetic suficient de puternic pentru a fi simțit la scară macroscopică. sursele câmpului Magnetic sunt dipolare, având un pol magnetic nord și Sud. Poli opuși (N și S) atrag, și ca polonezii (N și N, sau S și S) resping, potrivit lui Joseph Becker de la Universitatea de Stat din San Jose., Aceasta creează un câmp toroidal sau în formă de gogoașă, deoarece direcția câmpului se propagă spre exterior de la polul nord și intră prin Polul Sud. pământul în sine este un magnet uriaș. Planeta își obține câmpul magnetic din curenții electrici care circulă în miezul metalic topit, potrivit Hiperfizicii. O busolă indică spre nord, deoarece micul ac magnetic din ea este suspendat astfel încât să se poată roti liber în interiorul carcasei sale pentru a se alinia cu câmpul magnetic al planetei., Paradoxal, ceea ce numim Polul Nord Magnetic este de fapt un pol magnetic sudic, deoarece atrage polii magnetici nordici ai acelor busolei.dacă alinierea electronilor nepereche persistă fără aplicarea unui câmp magnetic extern sau a unui curent electric, acesta produce un magnet permanent. Magneții permanenți sunt rezultatul feromagnetismului. Prefixul „ferro” se referă la fier, deoarece magnetismul permanent a fost observat pentru prima dată într-o formă de minereu de fier natural numit magnetit, Fe3O4., Bucăți de magnetit pot fi găsite împrăștiate pe sau în apropierea suprafeței pământului și, ocazional, una va fi magnetizată. Acești magneți care apar în mod natural sunt numite lodestones. „Încă nu suntem siguri de originea lor, dar majoritatea oamenilor de știință cred că lodestone este magnetit care a fost lovit de fulger”, potrivit Universității din Arizona. oamenii au aflat curând că ar putea magnetiza un ac de fier, mângâindu-l cu o piatră, determinând o majoritate a electronilor nepereche din AC să se alinieze într-o direcție. Potrivit NASA, în jurul A. D., 1000, chinezii au descoperit că un magnet plutind într-un castron de apă întotdeauna aliniat în direcția nord-sud. Busola magnetică a devenit astfel un ajutor extraordinar pentru navigație, în special în timpul zilei și noaptea, când stelele erau ascunse de nori. alte metale în afară de fier s-au dovedit a avea proprietăți feromagnetice. Acestea includ nichel, cobalt și unele metale de pământuri rare, cum ar fi samariu sau neodim, care sunt folosite pentru a face magneți permanenți super-puternici.,magnetismul ia multe alte forme, dar cu excepția feromagnetismului, ele sunt de obicei prea slabe pentru a fi observate, cu excepția instrumentelor de laborator sensibile sau la temperaturi foarte scăzute. Diamagnetismul a fost descoperit pentru prima dată în 1778 de Anton Brugnams, care folosea magneți permanenți în căutarea materialelor care conțin fier., Potrivit lui Gerald Küstler, un publicate pe scară largă German independent de cercetător și inventator, în lucrarea sa, „Diamagnetic Levitație — Repere Istorice”, publicat în Revista română de Științe Tehnice, Brugnams a observat, „Numai întuneric și aproape violet-colorate bismut afișat un anumit fenomen în studiu; pentru că atunci când am pus o bucată din el, la o rundă foaie de hârtie plutind deasupra apei, a fost respins de către ambii poli ai magnetului.,”

bismutul a fost determinat să aibă cel mai puternic diamagnetism dintre toate elementele, dar, așa cum a descoperit Michael Faraday în 1845, este o proprietate a întregii materii să fie respinsă de un câmp magnetic. diamagnetismul este cauzat de mișcarea orbitală a electronilor care creează bucle mici de curent, care produc câmpuri magnetice slabe, potrivit Hiperfizicii. Când un câmp magnetic extern este aplicat unui material, aceste bucle de curent tind să se alinieze astfel încât să se opună câmpului aplicat., Acest lucru face ca toate materialele să fie respinse de un magnet permanent; cu toate acestea, forța rezultată este de obicei prea slabă pentru a fi vizibilă. Cu toate acestea, există câteva excepții notabile. carbonul Pirolitic, o substanță similară grafitului, prezintă un diamagnetism și mai puternic decât bismutul, deși numai de-a lungul unei axe și poate fi de fapt levitat deasupra unui magnet super-puternic de pământuri rare. Anumite materiale supraconductoare prezintă diamagnetism și mai puternic sub temperatura lor critică și astfel magneții de pământuri rare pot fi levitați deasupra lor., (În teorie, din cauza repulsiei lor reciproce, unul poate fi levitat deasupra celuilalt.paramagnetismul apare atunci când un material devine magnetic temporar atunci când este plasat într-un câmp magnetic și revine la starea sa nemagnetică imediat ce câmpul extern este îndepărtat. Când se aplică un câmp magnetic, unele dintre rotirile electronului nepereche se aliniază cu câmpul și copleșesc forța opusă produsă de diamagnetism. Cu toate acestea, efectul este vizibil doar la temperaturi foarte scăzute, potrivit lui Daniel Marsh, profesor de fizică la Missouri Southern State University., alte forme mai complexe includ antiferomagnetismul, în care câmpurile magnetice ale atomilor sau moleculelor se aliniază unul lângă celălalt; și comportamentul sticlei de spin, care implică atât interacțiuni feromagnetice, cât și antiferomagnetice. În plus, ferimagnetismul poate fi gândit ca o combinație de feromagnetism și antiferromagnetism datorită multor asemănări împărtășite între ele, dar are încă propria sa unicitate, potrivit Universității din California, Davis. când un fir este deplasat într-un câmp magnetic, Câmpul induce un curent în fir., În schimb, un câmp magnetic este produs de o sarcină electrică în mișcare. Acest lucru este în conformitate cu Legea lui Faraday de inducție, care este baza pentru electromagneți, motoare electrice și generatoare. O sarcină care se deplasează într-o linie dreaptă, ca printr-un fir drept, generează un câmp magnetic care spiralează în jurul firului. Când acel fir este format într-o buclă, câmpul devine o formă de gogoașă sau un torus. Conform Manualului de înregistrare magnetică (Springer, 1998) de Marvin Cameras, acest câmp magnetic poate fi mult îmbunătățit prin plasarea unui miez metalic feromagnetic în interiorul bobinei., în unele aplicații, curentul continuu este utilizat pentru a produce un câmp constant într-o direcție care poate fi pornit și oprit cu curentul. Acest câmp poate devia apoi o pârghie mobilă de fier provocând un clic sonor. Aceasta este baza telegrafului, inventat în anii 1830 de Samuel F. B. Morse, care a permis comunicarea pe distanțe lungi prin fire folosind un cod binar bazat pe impulsuri de lungă și scurtă durată. Impulsurile au fost trimise de operatori calificați care ar porni și opri rapid curentul folosind un comutator de contact momentan încărcat cu arc sau o cheie., Un alt operator de la capătul de primire ar traduce apoi clicurile audibile înapoi în litere și cuvinte. o bobină în jurul unui magnet poate fi, de asemenea, făcută pentru a se deplasa într-un model de frecvență și amplitudine diferite pentru a induce un curent într-o bobină. Aceasta este baza pentru un număr de dispozitive, mai ales, microfonul. Sunetul face ca o diafragmă să se miște într-o ieșire cu undele de presiune variabile. Dacă diafragma este conectată la o bobină magnetică mobilă în jurul unui miez magnetic, aceasta va produce un curent variabil care este analog cu undele sonore incidente., Acest semnal electric poate fi apoi amplificat, înregistrat sau transmis după dorință. Magneții minusculi super-puternici de pământuri rare sunt acum folosiți pentru a face Microfoane miniaturizate pentru telefoanele mobile, a declarat Marsh pentru Live Science. când acest semnal electric modulat este aplicat unei bobine, acesta produce un câmp magnetic oscilant, ceea ce face ca bobina să se deplaseze și să iasă peste un miez magnetic în același model. Bobina este apoi atașată la un con de difuzor mobil, astfel încât să poată reproduce undele sonore audibile în aer., Prima aplicație practică pentru microfon și difuzor a fost telefonul, brevetat de Alexander Graham Bell în 1876. Deși această tehnologie a fost îmbunătățită și rafinată, aceasta este încă baza pentru înregistrarea și reproducerea sunetului. aplicațiile electromagneților sunt aproape nenumărate. Legea lui Faraday de inducție formează baza pentru multe aspecte ale societății noastre moderne, inclusiv nu numai motoare electrice și generatoare, dar electromagneți de toate dimensiunile., Același principiu folosit de o macara uriașă pentru a ridica mașinile de gunoi la o curte de fier vechi este, de asemenea, utilizat pentru a alinia particule magnetice microscopice pe o unitate de hard disk a computerului pentru a stoca date binare, iar noi aplicații sunt dezvoltate în fiecare zi. la acest raport a contribuit scriitoarea Tanya Lewis.

resurse suplimentare

• Laboratorul Național de câmp Magnetic înalt este cel mai mare și cel mai puternic laborator de magneți din lume. Cercetătorii folosesc gratuit facilitățile pentru a studia materialele, energia și viața.,
• Internet Plasma fizica Educație Experiență& are un modul interactiv despre conceptele de bază implicate cu energie electrică și Magnetism.
• Centrul de zbor spațial Goddard al NASA prezintă aceste lecții despre „istoria timpurie a electricității și magnetismului” și „explorarea magnetosferei Pământului.”