Antik çağlardan beri bilinen manyetik alan ve özellikleri, hala çevreleyen dünyanın çok gizemli bir fenomeni olmaya devam ediyor. Uygulama potansiyeli manyetik alan sadece büyük ve genel etkileşim teorisi manyetizmada saklı olan gizli enerjinin kullanımına yeni bir ivme kazandırıyor.

Tanım: manyetik alan - tüm etkileşimlerin vericileri olan biyonların konfigürasyonunun dinamik, karşılıklı olarak tutarlı bir dönüş olduğu bir uzay bölgesi (animasyona bakın).
Manyetik kuvvetlerin hareket yönü, sağ vida kuralı kullanılarak biyonların dönme ekseni ile çakışmaktadır (animasyonda gösterilen durum için, manyetik alan vektörü izleyiciden uzağa yönlendirilmiştir).
Güç karakteristiği manyetik alan, biyonların dönme frekansı tarafından belirlenir. Hız ne kadar yüksek olursa, alan o kadar güçlü olur.

Manyetik alan daha doğru bir şekilde elektrodinamik olarak adlandırılırdı., çünkü yalnızca yüklü parçacıklar hareket ettiğinde oluşur ve yalnızca hareketli yüklere etki eder.
Manyetik alanın neden dinamik olduğunu açıklayalım. Bir manyetik alanın ortaya çıkması için, biyonların dönmeye başlaması gerekir ve yalnızca hareketli bir yük onları döndürebilir, bu da biyonun kutuplarından birini çekecektir. Yük hareket etmezse, biyon dönmeyecektir.

Bir manyetik alanın oluşumunu animasyon örnekleri yardımıyla gösterelim.

Animasyon, yüklü bir parçacık (elektron) hareket ettiğinde oluşan bir manyetik alanın oluşum nedenini gösterir. Bion iki top olarak gösterilir - kırmızı ve mavi.
Biyonların pozitif kutuplarını elektrona doğru yönlendirerek dönmeye başladıklarını görmek kolaydır. Elektronun hareketi olmasaydı, biyonlar dönmezdi. İşte manyetik alanın neden dinamik, elektrik alanın statik olduğu sorusunun cevabı. Animasyon ayrıca manyetik alanın nasıl yönlendirilmesi gerektiğinin bir açıklaması olarak da görülebilir, yani manyetik alanın neden her zaman yüklü parçacığın yörüngesine dik yönlendirildiğini açıklamak için bir özelliği daha açıklamak için. Dönme ekseni her zaman yüklü bir parçacığın hareket yönüne dik olacaktır.

Aşağıdaki animasyon, akım taşıyan bir iletkenin etrafındaki manyetik alanın oluşumunu göstermektedir.

İletkenin yandan sol görünümü, iletkenin önden sağ görünümü

Animasyonda solda, manyetik alanın özü gösterilmektedir. Biyonun eğriliği nedeniyle, dönüşü, kutupların merkezlerinin konumlarında küçük bir farkla sonuçlanır ve bu, yalnızca biyon döndüğünde kendini gösterebilir. Ve biyonun dönme frekansı ne kadar büyük olursa, böyle bir fark o kadar sık ​​​​olursa, kuvvet etkisi o kadar güçlü olacaktır (manyetik alanın büyüklüğü).

Açıklamak için, işte manyetik alanın başka bir animasyonu.

Burada biyonun pozitif kutbunun elektrona yönelme eğiliminde olduğunu, negatif kutbun ise tam tersine mümkün olduğunca uzaklaştığını görüyoruz. Sonuçta, elde edilen elektrik kuvveti biyonun eğriliği nedeniyle ortaya çıkan , her zaman parçacığın yörüngesine kesinlikle dik yönlendirilecektir. (Açıklamaları anlamadıysanız, tanışmanızı tavsiye ederim. genel etkileşim teorisinin ana hükümleri ve hakkında oku biyonun yapısı ve özellikleri).

Genel etkileşim teorisinin matematiksel desteğinin ve özellikle manyetik alanın tanımının iyi bilinenlerle örtüştüğüne dikkat edin. Teorimizde, yeni bir kuantum fikrine dayanarak formüllerin yalnızca yeni bir anlamsal yorumu verilir.

manyetik moment

Şimdi böyle bir şeyi manyetik bir an olarak düşünelim. Manyetik moment, bir manyetik alan akım ile bir döngü üzerinde hareket ettiğinde kendini gösterir. Bu etkileşim ile bir kuvvet momenti eşittir. Burada B manyetik alan indüksiyon vektörüdür, I döngüdeki akımdır, S alanıdır ve α arasındaki açıdır. kuvvet hatları ve çerçevenin düzlemine diktir.
Manyetik moment, çerçevenin düzlemine dik bir çizgi üzerinde bulunan bir vektör olarak kabul edilir. Vektörün yönü (bu çizginin yukarısında veya aşağısında) burgu kuralı ile belirlenir: burgu çerçeve düzlemine dik olarak yerleştirilmeli ve çerçevedeki akım yönünde (saat yönünde veya saat yönünün tersine) döndürülmelidir - yön pervazın hareketi manyetik moment vektörünün yönünü gösterecektir.

Manyetik moment fizikte önemli bir kavramdır. Atomlar, elektronların etrafında döndüğü çekirdekleri içerir (genel etkileşim teorisinde, bir atom bir bütün olarak döner - sayfadaki ayrıntılar atomik yapı). Yüklü bir parçacık olarak çekirdeğin etrafında hareket eden her elektron, bir akım yaratır ve sanki akımla mikroskobik bir çerçeve oluşturur.

Bir atomdaki bir elektronun manyetik momenti

Bir elektronun yörüngedeki hareketiyle ilişkili manyetik momentinin büyüklüğü veya dedikleri gibi yörünge manyetik momenti. e elektronun yükü olduğunda, m elektronun kütlesi ve açısal momentumudur. Bu formülle hesaplanan değer, kuantum mekaniğinde elde edilen değerle örtüşmektedir. Ama elektron dönüşü için, Kuantum mekaniği klasik fiziğin iki katı olan manyetik momentin büyüklüğünü verir. Ve yörünge ve spin manyetik momentleri arasındaki bu fark, klasik bakış açısıyla açıklanamaz. Bir atomun toplam manyetik momenti, tüm elektronların yörünge ve dönüş momentlerinin toplamıdır ve iki faktör kadar farklı olduklarından, bir atomun manyetik momenti ifadesinde g faktörü görünür (1< g <2), характеризующий состояние атома:

Genel etkileşim teorisi, spinin fiziksel anlamını farklı bir şekilde açıklasa da, yine de elektronun anormal manyetik momentine ilişkin kendi açıklamamızı vereceğiz. Bir atomdaki bir elektronun manyetik momentinin anormalliğinin böyle bir açıklaması, atomların yapısı ile bağlantılıdır ve açıkça böyle bir yapıdan kaynaklanmaktadır. Animasyonu izleyin.

Elektron çekirdeğin etrafında hareket etmediğinden ve ona elektrik kuvvetleriyle sıkı bir şekilde bağlı olduğundan, manyetik alanın yalnızca atomun dışında ortaya çıktığı açıktır. Bu nedenle, manyetik alan elektronun etrafındaki boşluğun yarısında ortaya çıkmaz.

Kısaca ama net bir şekilde elektromanyetik indüksiyon olgusunu tanımlayacağız.

elektromanyetik indüksiyon

Animasyonda (animasyon henüz hazır değil), mıknatısı hareket ettirerek bobinde bir elektromanyetik dalga oluşturduğumuz ve bunun da elektronları hareket ettirdiği görülebilir. Mıknatısın hareketi yoksa, elektromanyetik indüksiyon yoktur. Manyetik akının değişim hızı ne kadar yüksek olursa, iletkende ortaya çıkan elektromanyetik dalga ne kadar önemli olursa, ortaya çıkan akımın o kadar güçlü olduğu da açıktır.

Manyetik alanın özellikleri, maddeleri belirli bir şekilde etkileme ve bu maddelerin içinde belirli bir şekilde değişme yeteneğini içerir. Maddelerin manyetik özelliklerinin yanı sıra elektrik akımı iletme yeteneklerinin dikkate alınması sayfaya ayrılmıştır. maddelerin ve bileşiklerin özellikleri .

Manyetik alanın hareketli bir elektrik yükü üzerindeki etkisi.

Bir manyetik alan içinde bir yük hareket ettiğinde, biyonun birinin veya kutbunun üzerine etki ettiği süre arasında bir fark vardır. Böyle bir fark, tam olarak hareket nedeniyle ortaya çıkar ve yükün durağan olup olmadığı gözlenmez. Animasyondaki yeşil, biyonların yanından yükün geçici çekim bölgelerini gösterir, çünkü şu anda zıt işaretin kutbu tarafından yüke çevrilirler. Geçici itme bölgeleri kırmızı ile işaretlenmiştir. Parçacığın yörüngesi önce bir yönde, sonra diğer yönde değişir.
Manyetik alandaki yüklü bir parçacığın oldukça karmaşık bir yörünge boyunca hareket edeceği ortaya çıktı. Onun (yörüngenin) neyi temsil edeceğini anlamaya çalışalım. Aslında, saptırma kuvvetinin bir sikloid tarafından temsil edileceği açıkça ortaya çıkıyor.

Şekil, pozitif bir yükün bir yönde (saat yönünün tersine) hareket yönünü değiştiren kuvvetin süresinin, hareket yönünü ters yönde (saat yönünde) değiştiren kuvvetin süresinden daha uzun olduğunu göstermektedir. Eserler de farklı olacaktır (renkli olarak belirtilmiştir). Sonuç olarak, yüklü bir parçacığın manyetik alandaki yörüngesinin aşağıdaki biçimini elde ederiz.

Şekil A, önceki şekillerde belirtilen durum için pozitif yüklü bir parçacığın yörüngesini göstermektedir (manyetik alan çok zayıftır). Şekil B, negatif yüklü bir parçacığın yörüngesini açıklar. Bu durumda, alanın manyetik indüksiyonunun değeri değişmiştir (bu nedenle, daha fazla "yaprak" vardır (her taç yaprağı, sikloidin bir dönemini temsil eder).
Parçacığın hızı arttıkça yarıçap da buna bağlı olarak artacaktır. Manyetik alanın gücü arttıkça, “yaprakların” sayısı artar ve parçacık yörüngesi bir daireye daha fazla yaklaşır (şekillerde renkli olarak gösterilmiştir). Tüm sonuçlarımız nihayetinde deneylerin sonuçlarıyla örtüşüyor, onları sadece biraz rafine ediyor.

Şaşırtıcı bir şekilde, hiçbir ders kitabında sadece bir cevap değil, aynı zamanda manyetik fenomenleri incelemeye başlayan herkes için ortaya çıkması gereken bir soru bile bulamadım.

İşte soru.

Akım olan bir devrenin manyetik momenti neden bu devrenin şekline değil de sadece alanına bağlıdır?
Böyle bir sorunun kesin olarak sorulmadığını düşünüyorum çünkü cevabını kimse bilmiyor. Fikirlerimize dayanarak, cevap açıktır. Konturun manyetik alanı, biyonların manyetik alanlarının toplamıdır. Ve manyetik alan oluşturan biyonların sayısı, kontur alanı tarafından belirlenir ve şekline bağlı değildir.

sonuçlar: manyetik alan bu sayfada ayrıntılı ve açık bir şekilde açıklanmaktadır, çünkü yalnızca manyetik alanın nedenlerini ve özelliklerinin tezahürünü açıklamak için doğru yaklaşıma güveniyoruz. Aksi takdirde, kuantum mekaniğinde olmadığı gibi, tüm genel etkileşim teorisi ile böyle basit ve bütünsel bir resme sahip olmazdık.

bir manyetik alan(MP), manyetik olarak adlandırılan bir kuvvetin elektriksel olarak nötr bir iletkene akım ile etki ettiği bir uzay bölgesinde var olan şeydir. MF SOURCE, aynı zamanda bir elektrik alanı oluşturan, hareket eden, elektrik yüklü bir parçacıktır (yüktür).

Hareket eden bir yüklü parçacığın (yük No. 1) yakınında, aynı V hızında (yük No. 2) hareket eden ikinci bir yüklü parçacık olacaksa, ikinci yük üzerinde 2 kuvvet etki edecektir: elektrik (Coulomb) ve manyetik kuvvet, bu, c ışık hızı olmak üzere, zamanlarda elektrikten daha az olacaktır.

Akımı olan hemen hemen tüm TELLER için, YARIM NÖTRLİK İLKESİ yerine getirilir: iletken içinde yüklü parçacıkların varlığına ve hareketine rağmen, herhangi bir (çok küçük olmayan) segmenti sıfır toplam elektrik yüküne sahiptir. Bu nedenle, akım ile sıradan teller arasında sadece manyetik etkileşim gözlenir.

MANYETİK İNDÜKSİYON - manyetik alanın akımlı bir iletken üzerindeki kuvvet etkisinin bir özelliği, bir vektör miktarı, sembolle gösterilir.

MANYETİK İNDÜKSİYON HATLARI - manyetik alan vektörünün teğetsel olarak yönlendirildiği herhangi bir noktada çizgiler.

Görelilik teorisinin (rölativizm) etkilerini dikkate alarak hareketli yüklerin etkileşiminin bir analizi, başlangıç ​​noktasında I akımı bulunan temel bir segment tarafından oluşturulan MF indüksiyonu için bir ifade verir (Biot-Savart-Laplace veya B-S-L). yasa):

,

nerede gözlem noktasının yarıçap vektörü, gözlem noktasına yönlendirilen birim yarıçap vektörü, m 0 manyetik sabittir.

MF, SÜPERPOZİSYON İLKESİ'ne uyar: birkaç kaynağın MF indüksiyonu, her bir kaynak tarafından bağımsız olarak üretilen alan indüksiyonlarının toplamıdır. .

MP DEVRİM, MP indüksiyonunun skaler çarpımının ve döngü elemanının kapalı döngü integralidir: .

MP DEVRE YASASI: Kapalı bir döngüdeki MP sirkülasyonu L 0, bu döngü L 0 tarafından sınırlanan S(L 0) yüzeyine giren toplam akımla orantılıdır. .

B-S-L yasası ve MF üst üste binme ilkesi, diğer birçok düzenliliği, özellikle de düz sonsuz uzun akım taşıyan bir iletkenin manyetik alan indüksiyonunu elde etmemizi sağlar: .

Akım ile doğrudan bir iletkenin alanının manyetik indüksiyon çizgileri, merkezleri ekseni üzerinde bulunan iletkene dik düzlemlerde uzanan eşmerkezli dairelerdir.

Merkezden r uzaklıkta akım I ile R yarıçaplı dairesel bir konturun (bobin) ekseninde MF indüksiyonu: ,

nerede S alanlı bobinin MANYETİK MOMENTİ, bobin yüzeyinin normalinin birim vektörüdür.

Bir SOLENOID, akımı olan uzun düz bir bobindir. Solenoidin merkezine yakın manyetik alan indüksiyonunun değeri çok az değişir. Böyle bir alan neredeyse homojen olarak kabul edilebilir.

MF sirkülasyon yasasından, solenoidin merkezindeki MF indüksiyonu için bir formül elde edilebilir B = m 0 In , burada n, solenoidin birim uzunluğu başına dönüş sayısıdır.

ÖLÇÜM YÖNTEMİ VE SIRASI

Teori penceresini kapatın. Bir bilgisayar modelini gösteren çizimi dikkatlice düşünün. Üzerinde tüm ana düzenleyicileri ve deney alanını bulun. Anahatta ihtiyacınız olanı çizin.

Numuneyi kullanarak Tablo 1'i hazırlayın. İçeriği bir sonraki bölüme verilen ikinci satır hariç, tablo 1'e benzer şekilde tablo 3 ve 4'ü de hazırlayın.

ÖLÇÜMLER

DENEY 1.

1. İç pencerenin sağ üst köşesindeki butona tıklayarak Deney 3 penceresini kapatın. Aşağıdaki deney "İleri akım manyetik alan" fareye çift tıklayarak başlayın. Düz telin MP indüksiyon hatlarına dikkat edin.
2. Fare ile telin yanına “el”i hareket ettirirken, Tablo 1'de gösterilen tel eksenine r mesafelerinde sol fare düğmesine basın. Tablo 1'de r ve B değerlerini girin. Tablo 2'deki diğer üç akım değeri için ölçümleri tekrarlayın.

DENEY 2

1. İç pencerenin sağ üst köşesindeki butona tıklayarak Deney 1 penceresini kapatın. Fareyi çift tıklatarak aşağıdaki "Akım ile dairesel bir bobinin manyetik alanı" deneyini çalıştırın. Dairesel bir bobinin (kontur) MF'sinin indüksiyon çizgilerini gözlemleyin.
2. Fareyi bağlayarak, geçerli düzenleyici kaydırıcıyı hareket ettirin. Uygulamanız için Tablo 2'de gösterilen mevcut değeri kaydedin.
3. “El”i fare ile bobin ekseni boyunca hareket ettirerek, Tablo 1'de belirtilen bobin eksenine r mesafelerinde sol fare düğmesine basın. 1 (buraya yazmanız gereken ikinci satır hariç 1 / (R 2 + r 2) 3/2 (m -3)). Tablo 2'deki diğer üç akım değeri için ölçümleri tekrarlayın.

DENEY 3

1. İç pencerenin sağ üst köşesindeki butona tıklayarak Deney 2 penceresini kapatın. Aşağıdaki deney "Solenoidin manyetik alanı" fareye çift tıklayarak başlayın. MP solenoidinin indüksiyon hatlarını gözlemleyin.
2. Fareyi bağlayarak, geçerli düzenleyici kaydırıcıyı hareket ettirin. Uygulamanız için Tablo 2'de gösterilen mevcut değeri kaydedin.
3. Fare ile solenoid ekseni boyunca “el”i hareket ettirerek, Tablo 1'de belirtilen solenoid eksenine r mesafelerinde sol fare düğmesine basın. buraya hiçbir şey yazmanın gerekli olmadığı ikinci satır). Tablo 2'deki diğer üç akım değeri için ölçümleri tekrarlayın.

SONUÇLARIN İŞLENMESİ VE RAPORUN HAZIRLANMASI

Öz kontrol için sorular ve görevler

Öz kontrol için sorular ve görevler

1. Manyetik alan (MF) nedir?
2. MP kaynaklarını adlandırın.
3. Hareketli yükler arasında hangi kuvvetler hareket eder?
4. İki hareketli nokta elektrik yükü için manyetik kuvvet elektrik kuvvetinden kaç kat daha azdır?
5. Akım taşıyan tellerin yarı-nötrlüğünün tanımını formüle edin.
6. Akım ile teller arasında hangi kuvvetler ve neden hareket eder?
7. MF indüksiyon hattının tanımını verin. Neden resim yapıyorlar?
8. Biot-Savart-Laplace yasasını yazın. Coulomb yasasına nasıl benzer?
9. MP için süperpozisyon ilkesini formüle edin.
10. MP dolaşımının tanımını verin.
11. MF dolaşım yasasının formülünü formüle edin ve yazın.
12. Akım ile doğrudan bir telin MP'sinin formülünü formüle edin ve yazın.
13. Akım ile doğrudan bir telin MP'sinin endüksiyon hatları neye benziyor?
14. Akım ile dairesel bir bobin (devre) ekseninde MP formülünü formüle edin ve yazın.
15. Akım olan bir bobinin manyetik momenti nedir?
16. Akım ile bobinin merkezinden geçen endüksiyon hattının şekli nedir?
17. Solenoid nedir ve ne için kullanılır?
18. Solenoidin merkezindeki manyetik alan nedir?
19. Solenoidin içindeki MF tam olarak tek tip mi?
20. Doğruluk verilirse solenoid içindeki MF homojenlik bölgesinin kapsamı nasıl belirlenir?

Akademik bilim şimdi bu soruyu açık bir şekilde cevaplayabilir mi? Manyetik alanın tanımına yönelik akademik yaklaşımın temelleri nelerdir?

Bu yazıda, alternatif bakış açımızın sunumuna devam etmek için akademik bilimin manyetik alanla ilgili alanlarda biriktirdiği sonuçları analiz edeceğiz.

TSB'deki tanım gereği, “manyetik alan, hareketli elektrik yüklerine etki eden bir kuvvet alanıdır ...” Böyle bir manyetik alan tanımı bize totoloji dışında ne verir: “manyetik alan bir kuvvet alanıdır .. ..”? Fiziksel anlamı yok. Ve sonra hemen manyetik alan kaynaklarına ve bunların sayımına geçin. Manyetik alanın kaynakları elektronlar, protonlar, iyonlardır. Alan, bu parçacıkların hareketinin yanı sıra kendi (spin) manyetik momentlerinin varlığından dolayı ortaya çıkar. Makroskopik manyetik alanlar, doğal ve yapay mıknatıslar, akımlı iletkenler ve hareket halindeki elektrik yüklü cisimler oluşturur. Diğer makalelerde, manyetik alana, hareketli yüklü parçacıklar veya cisimler arasındaki etkileşimin gerçekleştirildiği özel bir madde türü denir. Bu nedenle, gerçek anlam açısından bilim, bu doğal fenomeni açıklayamaz.

Buna rağmen, manyetik alanı inceleme sürecinde, birçok kitapta, ders kitaplarında, popüler bilimsel ve teknik dergilerde vb. Açıklanan birçok bilimsel keşif ve icat yapıldı. Aynı zamanda, pratikte akademik bilim tarafından kabul edilen çok sayıda hipotez ve düzenlilik deneyinin sonuçlarını doğrulayan çok sayıda ekipman ve araç yaratılmıştır.

Bunun hakkında daha ayrıntılı konuşmaya çalışalım.

Eski zamanlarda bile insanlar manyetik alanın bazı özelliklerini biliyorlardı. Bazı maddelerin (demir cevherlerinin) demiri çektiği gerçeği, insanlık tarafından birkaç bin yıl önce biliniyordu. Bu maddelere mıknatıs denir. Onların temelinde, dünyanın manyetik alanına tepki veren navigasyon tarihindeki ilk aletler (pusulalar) yapıldı. Avrupa'da tarihçilere göre pusula 12. yüzyılda kullanılmaya başlandı.

Manyetik fenomenleri yeterince ayrıntılı olarak inceleyen ilk bilim adamlarından biri İngiliz W. Gilbert'ti (mesleği olan bir doktor). 1600'de yayınlanan "On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet - Earth" adlı kitabında, mıknatısların etkileşimi üzerine uzun yıllar süren araştırmalarının sonuçlarını özetlemiş ve yayınlamıştır. W. Gilbert, kalıcı mıknatıslar arasındaki çekim ve itme gibi manyetik olayları bilimsel olarak açıklayan ilk kişiydi. Elektriksel fenomenlerin manyetik olanlardan nasıl farklı olduğunu açıkladı ve ayrıca Dünya'nın manyetik alanının varlığına dikkat çekti. Birçok araştırmacı, "Manyetik alan" teriminin ilk olarak 1845'te M. Faraday tarafından tanıtıldığına inanmaktadır.

1820'de Oersted, akım taşıyan bir iletkenin manyetik bir iğne üzerinde yönlendirici bir etki yaptığını keşfetti. Akım taşıyan bir iletkenin etrafında bir manyetik alan oluştuğunu ve bu iletkenin yakınında bulunan bir manyetik iğnenin ona dik olarak yerleştirildiğini buldu. Bu keşif, çağdaşlarının birçoğunu manyetik alanı daha fazla incelemeye teşvik etti.

A.Ampère ve D.Arago ilk yapay mıknatısı yaptılar. İçinde demir bir çubuk olan solenoidin tellerinden güçlü bir akım geçirdiler. Akımı kapattıktan sonra çubuk bir mıknatıs oldu. Bu mıknatıs yapma yöntemi büyük ölçüde günümüze kadar gelmiştir.

Bir çubuk mıknatısın manyetik özellikleri, yüzeyinin farklı yerlerinde farklıdır. Bu, mıknatısın demir talaşlarına daldırılması durumunda görülebilir. En büyük miktarda talaşın mıknatısın uçlarına yapıştığını ve orta kısmında pratik olarak bulunmadığını göreceğiz. Mıknatıs yüzeyinin en fazla sayıda çekilen metal talaşı olan kısımlarını kutuplar (kuzey ve güney) ve en az sayıda talaşı olan kısımları mıknatısın nötr bölgesi olarak kabul etmek gelenekseldir. Mıknatısların zıt kutupları birbirini çeker ve benzer kutuplar iter. Dünyanın manyetik alanı büyük bir mıknatısa benzer.

Bilimsel literatürde yayınlanan manyetik alan çalışmasına ilişkin materyalleri eleştirel bir şekilde analiz edersek, modern bilimin Faraday zamanından beri manyetik alan bilgisini önemli ölçüde tamamlamadığı konusunda kesin bir sonuca varabiliriz. Manyetik alanla ilgili tüm bilgiler, esas olarak, akım taşıyan bir iletkenin etrafında veya bir mıknatısın yakınında, kaynakları maddenin mikro yapısında bulunan manyetik adı verilen özel bir alan olduğu gerçeğine iner. Manyetik alan, manyetik kuvvet çizgileri şeklinde kendini gösterir. Bu, mıknatısın kutuplarından biri talaşlara etki ettiğinde, manyetik kuvvet çizgileri boyunca karton üzerindeki demir talaşlarının konumu ile doğrulanır.

Manyetik alan, mıknatıslar tarafından oluşturulan ve akım ile iletkenler (hareket eden yüklü parçacıklar) tarafından oluşturulan ve mıknatısların, akım ile iletkenlerin (hareket eden yüklü parçacıklar) etkileşimi ile tespit edilebilen özel bir madde şeklidir.

Oersted'in deneyimi

Elektrik ve manyetik fenomenler arasında derin bir bağlantı olduğunu gösteren ilk deneyler (1820'de gerçekleştirildi), Danimarkalı fizikçi H. Oersted'in deneyleriydi.

İletkenin yanında bulunan manyetik iğne, iletkende akım açıldığında belirli bir açıyla döner. Devre açıldığında ok orijinal konumuna geri döner.

G. Oersted'in deneyiminden, bu iletkenin etrafında bir manyetik alan olduğu sonucu çıkar.

Amper deneyimi
Bir elektrik akımının aktığı iki paralel iletken birbiriyle etkileşir: akımlar aynı yönde ise çekerler ve zıt yönde ise iterler. Bunun nedeni iletkenlerin çevresinde oluşan manyetik alanların etkileşimidir.

Manyetik alan özellikleri

1. Maddi olarak, yani bizden ve onun hakkındaki bilgimizden bağımsız olarak var olur.

2. Mıknatıslar, akımlı iletkenler (hareket eden yüklü parçacıklar) tarafından yaratılmıştır.

3. Mıknatısların, iletkenlerin akımla etkileşimi ile tespit edilir (hareket eden yüklü parçacıklar)

4. Mıknatıslara, iletkenlere akımla (hareket eden yüklü parçacıklar) bir miktar kuvvetle etki eder.

5. Doğada manyetik yükler yoktur. Kuzey ve güney kutuplarını ayırıp tek kutuplu bir beden elde edemezsiniz.

6. Cisimlerin manyetik özelliklere sahip olmasının nedeni Fransız bilim adamı Ampère tarafından bulundu. Ampere, herhangi bir cismin manyetik özelliklerinin, içindeki kapalı elektrik akımları tarafından belirlendiği sonucunu ortaya koydu.

Bu akımlar, elektronların atomdaki yörüngelerdeki hareketini temsil eder.

Bu akımların dolaştığı düzlemler, cismi oluşturan moleküllerin termal hareketinden dolayı birbirlerine göre rastgele yerleştirilmişlerse, etkileşimleri karşılıklı olarak dengelenir ve cisim herhangi bir manyetik özellik göstermez.

Ve tam tersi: elektronların döndüğü düzlemler birbirine paralelse ve normallerin bu düzlemlere olan yönleri çakışırsa, bu tür maddeler dış manyetik alanı arttırır.

7. Manyetik kuvvetler, manyetik kuvvet çizgileri olarak adlandırılan belirli yönlerde bir manyetik alan içinde hareket eder. Onların yardımıyla, belirli bir durumda manyetik alanı uygun ve net bir şekilde gösterebilirsiniz.

Manyetik alanı daha doğru bir şekilde tasvir etmek için, alanın daha güçlü olduğu yerlerde, daha yoğun bulunan kuvvet çizgilerini, yani. birbirine daha yakın. Ve bunun tersi, alanın daha zayıf olduğu yerlerde alan çizgileri daha küçük bir sayıda gösterilir, yani. daha az sıklıkla yer alır.

8. Manyetik alan, manyetik indüksiyon vektörünü karakterize eder.

Manyetik indüksiyon vektörü, manyetik alanı karakterize eden bir vektör miktarıdır.

Manyetik indüksiyon vektörünün yönü, belirli bir noktada serbest manyetik iğnenin kuzey kutbunun yönü ile çakışmaktadır.

Alan indüksiyon vektörünün yönü ve akım gücü I, “sağ vida (gile) kuralı” ile ilişkilidir:

pervazı iletkendeki akım yönünde vidalarsanız, kolun ucunun belirli bir noktada hareket hızının yönü, bu noktada manyetik indüksiyon vektörünün yönü ile çakışacaktır.