สนามแม่เหล็ก เส้นแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็ก - พลัง สนาม ซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าและบนร่างกายด้วย แม่เหล็ก ช่วงเวลาโดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนไหวแม่เหล็ก ส่วนประกอบของแม่เหล็กไฟฟ้า สาขา .

สายไฟ สนามแม่เหล็ก- นี่คือเส้นจินตภาพ ซึ่งเป็นเส้นสัมผัสที่แต่ละจุดของสนามตรงกันในทิศทางกับเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

สำหรับสนามแม่เหล็ก หลักการของการซ้อนทับนั้นใช้ได้: ที่แต่ละจุดในอวกาศ เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บี∑ → บี∑→ที่สร้างขึ้น ณ จุดนี้โดยแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็กทั้งหมดจะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บีเค→ บีเค→สร้างขึ้น ณ จุดนี้โดยแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กทั้งหมด:

28. กฎหมายไบโอต-ซาวาร์ต-ลาปลาซ กฎของกระแสรวม

กฎของไบโอต-ซาวาร์ต-ลาปลาซมีดังต่อไปนี้: เมื่อกระแสตรงไหลผ่านวงปิดที่อยู่ในสุญญากาศ สำหรับจุดที่อยู่ห่างจากวง r0 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะมีรูปแบบ

โดยที่ฉันคือกระแสในวงจร

รูปร่างแกมมาตามที่มีการบูรณาการเกิดขึ้น

r0 จุดใดก็ได้

กฎหมายปัจจุบันทั้งหมด นี่คือกฎที่เชื่อมโยงการไหลเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กและกระแส

การไหลเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กตามวงจรเท่ากับผลรวมพีชคณิตของกระแสที่ครอบคลุมโดยวงจรนี้

29. สนามแม่เหล็กของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน โมเมนต์แม่เหล็กของกระแสวงกลม

30. ผลของสนามแม่เหล็กต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กฎของแอมแปร์ ปฏิสัมพันธ์ของกระแส .

F = B ฉัน l บาปα ,

ที่ไหน α - มุมระหว่างการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและเวกเตอร์กระแสบี - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กฉัน - ความแรงของกระแสในตัวนำล - ความยาวของตัวนำ

ปฏิสัมพันธ์ของกระแส หากสายไฟสองเส้นเชื่อมต่อกับวงจร DC ดังนั้น: ตัวนำไฟฟ้าขนานที่มีระยะห่างกันอย่างใกล้ชิดซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมจะผลักกัน ตัวนำที่ต่อขนานกันจะดึงดูดกัน

31. ผลกระทบของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่อประจุที่เคลื่อนที่ ลอเรนซ์ ฟอร์ซ.

ลอเรนซ์ ฟอร์ซ - บังคับซึ่งด้วย สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ตามแบบคลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม) ไฟฟ้ากระแส ดำเนินการต่อไป จุด เรียกเก็บเงิน อนุภาค. บางครั้งแรงลอเรนซ์เรียกว่าแรงที่กระทำต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ค่าใช้จ่าย จากภายนอกเท่านั้น สนามแม่เหล็กมักมีกำลังเต็มที่ - จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไป กล่าวอีกนัยหนึ่งจากภายนอก ไฟฟ้า และ แม่เหล็ก สาขา

32. ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อสสาร Dia-, para- และเฟอร์โรแมกเนติก ฮิสเทรีซิสแม่เหล็ก

บี= บี 0 + บี 1

ที่ไหน บี⃗ บี→ - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในสสาร บี⃗ 0 บี→0 - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในสุญญากาศ บี⃗ 1 บี→1 - การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามที่เกิดขึ้นเนื่องจากการดึงดูดของสาร

สารที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กมีน้อยมาก น้อยกว่าหนึ่ง (μ < 1), называются วัสดุแม่เหล็กมากกว่าความสามัคคีเล็กน้อย (μ > 1) - พาราแมกเนติก.

แม่เหล็กเฟอร์โรแมกเน็ต - สารหรือวัตถุที่มีการสังเกตปรากฏการณ์ แม่เหล็กไฟฟ้ากล่าวคือ การปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเองที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิกูรี

แม่เหล็ก ฮิสเทรีซีส - ปรากฏการณ์ การพึ่งพา เวกเตอร์ การทำให้เป็นแม่เหล็ก และ เวกเตอร์ ความแรงของแม่เหล็ก สาขา วี สาร ไม่ เท่านั้น จาก ที่แนบมา ภายนอก สาขา, แต่ และ จาก พื้นหลัง ของตัวอย่างนี้

ดังนั้นการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กบนแกนของขดลวดทรงกลมที่มีกระแสไฟฟ้าลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังที่สามของระยะห่างจากศูนย์กลางของขดลวดไปยังจุดบนแกน เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กบนแกนคอยล์ขนานกับแกน ทิศทางสามารถกำหนดได้โดยใช้สกรูด้านขวา: หากคุณวางสกรูด้านขวาขนานกับแกนของขดลวดแล้วหมุนไปในทิศทางของกระแสในขดลวดทิศทางของการเคลื่อนที่ของสกรูจะแสดงทิศทาง ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

3.5 เส้นสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กสามารถแสดงได้อย่างสะดวกในรูปแบบกราฟิกเช่นเดียวกับสนามไฟฟ้าสถิต โดยใช้เส้นสนามแม่เหล็ก

เส้นสนามแม่เหล็กคือเส้นที่แทนเจนต์ในแต่ละจุดเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

สายไฟสนามแม่เหล็กจะดำเนินการในลักษณะที่ความหนาแน่นของพวกมันแปรผันตามขนาดของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก: ยิ่งการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ณ จุดใดจุดหนึ่งมากเท่าใด ความหนาแน่นของเส้นแรงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นเส้นสนามแม่เหล็กจึงคล้ายกับเส้นสนามไฟฟ้าสถิต

อย่างไรก็ตาม พวกเขาก็มีลักษณะเฉพาะบางประการเช่นกัน

พิจารณาสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยตัวนำตรงที่มีกระแส I

ให้ตัวนำนี้ตั้งฉากกับระนาบของภาพวาด

ที่จุดต่างๆ ซึ่งอยู่ห่างจากตัวนำเท่ากัน การเหนี่ยวนำจะมีขนาดเท่ากัน

ทิศทางเวกเตอร์ ใน ตามจุดต่างๆ ดังภาพ

เส้นที่แทนเจนต์ทุกจุดตรงกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะเป็นวงกลม

ดังนั้นเส้นสนามแม่เหล็กในกรณีนี้จึงเป็นวงกลมรอบตัวนำ จุดศูนย์กลางของสายไฟทั้งหมดอยู่บนตัวนำ

ดังนั้นเส้นสนามแม่เหล็กจึงถูกปิด (เส้นสนามแม่เหล็กไม่สามารถปิดได้ แต่จะเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ประจุ)

ดังนั้นสนามแม่เหล็กจึงเป็น กระแสน้ำวน(นี่คือชื่อของฟิลด์ที่เส้นฟิลด์ถูกปิด)

ความปิดของเส้นสนามหมายถึงคุณลักษณะที่สำคัญมากอีกประการหนึ่งของสนามแม่เหล็ก โดยธรรมชาติแล้วไม่มีประจุแม่เหล็ก (อย่างน้อยก็ยังไม่ถูกค้นพบ) ที่จะเป็นแหล่งของสนามแม่เหล็กที่มีขั้วที่แน่นอน

ดังนั้นจึงไม่มีขั้วแม่เหล็กเหนือหรือใต้ของแม่เหล็กแยกจากกัน

แม้ว่าคุณจะตัดแม่เหล็กถาวรออกครึ่งหนึ่ง คุณก็จะได้แม่เหล็กสองอัน แต่ละอันมีขั้วทั้งสอง

3.6. ลอเรนซ์ ฟอร์ซ

ได้มีการทดลองแล้วว่าแรงกระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก แรงนี้มักเรียกว่าแรงลอเรนซ์:

.

โมดูลัสแรงลอเรนซ์

,

โดยที่ a คือมุมระหว่างเวกเตอร์ โวลต์ และ บี .

ทิศทางของแรงลอเรนซ์ขึ้นอยู่กับทิศทางของเวกเตอร์ สามารถกำหนดได้โดยใช้กฎมือขวาหรือกฎมือซ้าย แต่ทิศทางของแรงลอเรนซ์ไม่จำเป็นต้องตรงกับทิศทางของเวกเตอร์!

ความจริงก็คือแรงลอเรนซ์เท่ากับผลลัพธ์ของผลคูณของเวกเตอร์ [ โวลต์ , ใน ] เป็นสเกลาร์ ถาม. หากประจุเป็นบวกแล้ว เอฟ ลขนานกับเวกเตอร์ [ โวลต์ , ใน ] ถ้า ถาม< 0, то сила Лоренца противоположна направлению вектора [โวลต์ , ใน ] (ดูภาพ)

หากอนุภาคมีประจุเคลื่อนที่ขนานกับเส้นสนามแม่เหล็ก มุม a ระหว่างเวกเตอร์ความเร็วและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงลอเรนซ์จึงไม่กระทำการต่อประจุดังกล่าว (บาป 0 = 0 เอฟแอล = 0).

หากประจุเคลื่อนที่ตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็ก มุม a ระหว่างเวกเตอร์ความเร็วและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะเท่ากับ 90 0 ในกรณีนี้ แรงลอเรนซ์จะมีค่าที่เป็นไปได้สูงสุด: เอฟแอล = ถาม โวลต์บี.

แรงลอเรนซ์ตั้งฉากกับความเร็วของประจุเสมอ ซึ่งหมายความว่าแรงลอเรนซ์ไม่สามารถเปลี่ยนขนาดของความเร็วการเคลื่อนที่ได้ แต่เปลี่ยนทิศทางของมัน

ดังนั้นในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ประจุที่บินเข้าไปในสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับเส้นแรงจะเคลื่อนที่เป็นวงกลม

ถ้าแรงลอเรนซ์เท่านั้นที่กระทำต่อประจุ การเคลื่อนที่ของประจุจะเป็นไปตามสมการต่อไปนี้ ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน: แม่ = เอฟแอล.

เนื่องจากแรงลอเรนซ์ตั้งฉากกับความเร็ว ความเร่งของอนุภาคที่มีประจุจึงเป็นศูนย์กลาง (ปกติ): (ในที่นี้ ร– รัศมีความโค้งของวิถีโคจรของอนุภาคที่มีประจุ)

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าทุกคนรู้จักเส้นสนามแม่เหล็กแล้ว อย่างน้อยที่โรงเรียน การแสดงอาการของพวกเขาก็แสดงให้เห็นในบทเรียนฟิสิกส์ จำได้ไหมว่าครูวางแม่เหล็กถาวร (หรือสองอันรวมการวางแนวของเสา) ไว้ใต้แผ่นกระดาษและเทตะไบโลหะที่นำมาจากห้องเรียนฝึกอบรมแรงงานไว้ด้านบน ค่อนข้างชัดเจนว่าต้องยึดโลหะไว้บนแผ่น แต่สังเกตเห็นบางสิ่งแปลก ๆ - เส้นที่ขี้เลื่อยเรียงกันมองเห็นได้ชัดเจน โปรดทราบ - ไม่เท่ากัน แต่เป็นลายทาง เหล่านี้คือเส้นสนามแม่เหล็ก หรือค่อนข้างเป็นการสำแดงของพวกเขา เกิดอะไรขึ้นและจะอธิบายได้อย่างไร?

เริ่มจากระยะไกลกันก่อน สสารชนิดพิเศษอยู่ร่วมกับเราในโลกทางกายภาพที่มองเห็นได้นั่นคือสนามแม่เหล็ก ช่วยให้มั่นใจได้ถึงปฏิสัมพันธ์ของการเคลื่อนไหว อนุภาคมูลฐานหรือวัตถุขนาดใหญ่ที่มีประจุไฟฟ้าหรือไฟฟ้าตามธรรมชาติและไม่เพียงแต่เชื่อมต่อถึงกันเท่านั้น แต่ยังมักสร้างขึ้นเองด้วย เช่น ลวดที่ไหลผ่าน ไฟฟ้าทำให้เกิดเส้นสนามแม่เหล็กรอบๆ ตัวมันเอง สิ่งที่ตรงกันข้ามก็เป็นจริงเช่นกัน: ผลของสนามแม่เหล็กสลับบนวงจรตัวนำแบบปิดจะสร้างการเคลื่อนที่ของพาหะประจุในนั้น คุณสมบัติหลังใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคทุกคน ตัวอย่างที่เด่นชัดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าก็คือแสง

เส้นสนามแม่เหล็กรอบตัวนำหมุนหรือซึ่งก็เป็นจริงเช่นกัน มีลักษณะเป็นเวกเตอร์ทิศทางของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ทิศทางการหมุนถูกกำหนดโดยกฎของสว่าน เส้นที่ระบุเป็นแบบแผน เนื่องจากสนามจะขยายเท่าๆ กันในทุกทิศทาง ประเด็นก็คือมันสามารถแสดงในรูปแบบของเส้นจำนวนอนันต์ ซึ่งบางเส้นมีความตึงเครียดที่เด่นชัดกว่า นั่นคือเหตุผลว่าทำไม “เส้น” บางอย่างจึงมองเห็นได้ชัดเจนในขี้เลื่อย ที่น่าสนใจคือเส้นสนามแม่เหล็กไม่เคยถูกรบกวน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดได้อย่างชัดเจนว่าจุดเริ่มต้นอยู่ที่ไหนและจุดสิ้นสุดอยู่ที่ไหน

เมื่อไร แม่เหล็กถาวร(หรือแม่เหล็กไฟฟ้าที่คล้ายกัน) มักจะมีขั้วสองขั้วตามอัตภาพเรียกว่าขั้วเหนือและขั้วใต้ เส้นที่กล่าวถึงในกรณีนี้คือวงแหวนและวงรีที่เชื่อมระหว่างเสาทั้งสอง บางครั้งสิ่งนี้อธิบายไว้ในแง่ของการโต้ตอบกับโมโนโพล แต่แล้วความขัดแย้งก็เกิดขึ้น ซึ่งไม่สามารถแยกโมโนโพลออกได้ นั่นคือความพยายามที่จะแบ่งแม่เหล็กจะส่งผลให้มีชิ้นส่วนสองขั้วปรากฏ

คุณสมบัติของเส้นสนามเป็นที่สนใจอย่างมาก เราได้พูดคุยเกี่ยวกับความต่อเนื่องแล้ว แต่สิ่งที่น่าสนใจในทางปฏิบัติคือความสามารถในการสร้างกระแสไฟฟ้าในตัวนำ ความหมายของสิ่งนี้มีดังนี้: ถ้าเส้นนำไฟฟ้าถูกตัดกัน (หรือตัวนำเองก็เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก) พลังงานเพิ่มเติมจะถูกส่งไปยังอิเล็กตรอนในวงโคจรด้านนอกของอะตอมของวัสดุทำให้พวกมันสามารถ เริ่มการเคลื่อนไหวที่กำกับโดยอิสระ เราสามารถพูดได้ว่าสนามแม่เหล็กดูเหมือนจะ "กระแทก" อนุภาคที่มีประจุออกจากโครงตาข่ายคริสตัล ปรากฏการณ์นี้ได้รับชื่อแล้ว การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและปัจจุบันเป็นช่องทางหลักในการได้รับหลัก พลังงานไฟฟ้า. มันถูกค้นพบโดยการทดลองในปี พ.ศ. 2374 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์

การศึกษาสนามแม่เหล็กเริ่มขึ้นในปี 1269 เมื่อ P. Peregrinus ค้นพบปฏิกิริยาระหว่างแม่เหล็กทรงกลมกับเข็มเหล็ก เกือบ 300 ปีต่อมา ดับเบิลยู. จี. โคลเชสเตอร์แนะนำว่าตัวเขาเองเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่มีเสาสองต้น ไกลออกไป ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อดังเช่น Lorentz, Maxwell, Ampere, Einstein เป็นต้น

สนามแม่เหล็ก มันคืออะไร? - เรื่องประเภทพิเศษ
มันมีอยู่ที่ไหน? - รอบประจุไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่ (รวมถึงรอบตัวนำที่ส่งกระแสไฟด้วย)
จะตรวจจับได้อย่างไร? - ใช้เข็มแม่เหล็ก (หรือตะไบเหล็ก) หรือโดยการกระทำกับตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า

ประสบการณ์ของเออร์สเตด:

เข็มแม่เหล็กจะหมุนถ้ากระแสไฟฟ้าเริ่มไหลผ่านตัวนำ ปัจจุบัน เพราะ สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบๆ ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ปฏิสัมพันธ์ของตัวนำสองตัวกับกระแส:

ตัวนำกระแสไฟแต่ละตัวมีสนามแม่เหล็กรอบตัวเอง ซึ่งทำหน้าที่บางอย่างกับตัวนำข้างเคียง

ตัวนำสามารถดึงดูดหรือผลักกันขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสน้ำ

จำอดีต ปีการศึกษา:

เส้นแม่เหล็ก (หรือเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก)

จะพรรณนาถึงสนามแม่เหล็กได้อย่างไร? - การใช้เส้นแม่เหล็ก
เส้นแม่เหล็ก, นี่คืออะไร?

เหล่านี้เป็นเส้นจินตนาการซึ่งมีเข็มแม่เหล็กวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก เส้นแม่เหล็กสามารถลากผ่านจุดใดก็ได้ในสนามแม่เหล็ก โดยมีทิศทางและปิดอยู่เสมอ

จำปีการศึกษาที่แล้ว:

สนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

ลักษณะของสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอ: เส้นแม่เหล็กมีความโค้ง ความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กแตกต่างกัน แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อเข็มแม่เหล็กจะแตกต่างกันที่จุดต่าง ๆ ของสนามนี้ในด้านขนาดและทิศทาง

สนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมออยู่ที่ไหน?

รอบตัวนำตรงที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

รอบแถบแม่เหล็ก

รอบโซลินอยด์(คอยล์ตามกระแส)

สนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ลักษณะของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ: เส้นแม่เหล็กเป็นเส้นตรงขนานกันความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กจะเท่ากันทุกที่ แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อเข็มแม่เหล็กจะเท่ากันที่ทุกจุดของสนามแม่เหล็กทั้งในด้านขนาดและทิศทาง

สนามแม่เหล็กสม่ำเสมออยู่ที่ไหน?
- ภายในแถบแม่เหล็กและในโซลินอยด์ หากความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางมาก

น่าสนใจ

ความสามารถของเหล็กและโลหะผสมในการดึงดูดแม่เหล็กอย่างแรงจะหายไปเมื่อถูกความร้อน อุณหภูมิสูง. เหล็กบริสุทธิ์จะสูญเสียความสามารถนี้เมื่อถูกความร้อนถึง 767 °C

แม่เหล็กอันทรงพลังที่ใช้ในผลิตภัณฑ์สมัยใหม่จำนวนมากอาจรบกวนการทำงานของเครื่องกระตุ้นหัวใจและอุปกรณ์หัวใจที่ฝังไว้ในผู้ป่วยโรคหัวใจ แม่เหล็กเหล็กหรือเฟอร์ไรต์ทั่วไปซึ่งมีสีเทาหม่นดูได้ง่าย มีความแข็งแรงต่ำและทำให้เกิดปัญหาเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีปัญหาเลย
อย่างไรก็ตาม แม่เหล็กที่มีกำลังแรงมากได้ปรากฏขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ - สีเงินแวววาวและโลหะผสมของนีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน สนามแม่เหล็กที่พวกมันสร้างขึ้นมีความแข็งแรงมาก ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในดิสก์คอมพิวเตอร์ หูฟัง และลำโพง รวมถึงของเล่น เครื่องประดับ และแม้แต่เสื้อผ้า

วันหนึ่ง เรือรบ La Rolaine ของฝรั่งเศสปรากฏตัวขึ้นบนถนนแทนที่จะเป็นเมืองหลักของมายอร์กา สภาพของมันน่าสงสารมากจนเรือแทบจะไม่ถึงท่าเรือด้วยพลังของตัวเอง เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสรวมถึง Arago วัยยี่สิบสองปีขึ้นเรือปรากฎว่าเรือถูกทำลายด้วยฟ้าผ่า ในขณะที่คณะกรรมาธิการตรวจสอบเรือ โดยส่ายหัวเมื่อเห็นเสากระโดงและโครงสร้างส่วนบนที่ถูกไฟไหม้ Arago ก็รีบไปที่วงเวียนและเห็นสิ่งที่เขาคาดหวังไว้ ลูกศรของเข็มทิศชี้ไปในทิศทางที่แตกต่างกัน...

หนึ่งปีต่อมา ขณะขุดซากเรือ Genoese ลำหนึ่งที่ชนใกล้กับแอลจีเรีย Arago ค้นพบว่าเข็มเข็มทิศถูกล้างอำนาจแม่เหล็กแล้ว ในความมืดมิดของคืนหมอกหนา กัปตันได้นำเรือไปทางเหนือบนเข็มทิศ ห่างจาก สถานที่อันตราย ในความเป็นจริงแล้วมุ่งหน้าไปยังสิ่งที่เขาพยายามอย่างหนักที่จะหลีกเลี่ยงอย่างไม่อาจควบคุมได้ เรือแล่นไปทางใต้สู่โขดหิน โดยถูกเข็มทิศแม่เหล็กที่ถูกฟ้าผ่าหลอก

วี. คาร์ทเซฟ. แม่เหล็กสามพันปี

เข็มทิศแม่เหล็กถูกประดิษฐ์ขึ้นในประเทศจีน
เมื่อ 4,000 ปีก่อน เหล่าคาราวานนำหม้อดินติดตัวไปด้วยและ “ดูแลมันบนท้องถนนมากกว่าสินค้าราคาแพงทั้งหมด” ในนั้น บนพื้นผิวของของเหลวบนทุ่นไม้ มีหินที่ชอบเหล็กวางอยู่ เขาสามารถหันหลังกลับและชี้นักเดินทางไปทางทิศใต้ตลอดเวลาซึ่งหากไม่มีดวงอาทิตย์ก็ช่วยพวกเขาไปที่บ่อน้ำ
ในตอนต้นของยุคของเรา ชาวจีนเรียนรู้ที่จะสร้างแม่เหล็กประดิษฐ์โดยการดึงดูดเข็มเหล็ก
และเพียงหนึ่งพันปีต่อมาชาวยุโรปก็เริ่มใช้เข็มเข็มทิศที่มีแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กของโลก

โลกเป็นแม่เหล็กถาวรขนาดใหญ่
ขั้วโลกแม่เหล็กใต้ แม้จะตั้งอยู่ตามมาตรฐานของโลก แต่ใกล้กับขั้วโลกเหนือ แต่ก็ยังถูกแยกออกจากกันประมาณ 2,000 กิโลเมตร
มีหลายพื้นที่บนพื้นผิวโลกที่สนามแม่เหล็กของมันเองถูกบิดเบือนอย่างมากจากสนามแม่เหล็ก แร่เหล็กนอนอยู่ ความลึกตื้น. หนึ่งในดินแดนดังกล่าวคือความผิดปกติของสนามแม่เหล็กเคิร์สต์ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาคเคิร์สต์

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กโลกมีค่าเพียงประมาณ 0.0004 เทสลา
___

สนามแม่เหล็กของโลกได้รับผลกระทบจากกิจกรรมสุริยะที่เพิ่มขึ้น ประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ 11.5 ปี ปริมาณจะเพิ่มขึ้นมากจนทำให้การสื่อสารทางวิทยุหยุดชะงัก ความเป็นอยู่ของมนุษย์และสัตว์แย่ลง และเข็มเข็มทิศเริ่ม "เต้น" จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งอย่างไม่อาจคาดเดาได้ ในกรณีนี้พวกเขาบอกว่ากำลังเกิดพายุแม่เหล็ก โดยปกติจะใช้เวลาหลายชั่วโมงถึงหลายวัน

สนามแม่เหล็กของโลกเปลี่ยนทิศทางเป็นครั้งคราว ทำให้เกิดการสั่นของฆราวาส (ยาวนาน 5-10,000 ปี) และปรับทิศทางใหม่ทั้งหมด เช่น การสลับขั้วแม่เหล็ก (2-3 ครั้งต่อล้านปี) สิ่งนี้ระบุได้จากสนามแม่เหล็กในยุคห่างไกลที่ "แข็งตัว" กลายเป็นหินตะกอนและหินภูเขาไฟ พฤติกรรมของสนามแม่เหล็กโลกไม่สามารถเรียกว่าวุ่นวายได้ แต่เป็นไปตาม "กำหนดการ"

ทิศทางและขนาดของสนามแม่เหล็กโลกถูกกำหนดโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นในแกนกลางของโลก เวลาลักษณะเฉพาะของการกลับขั้วซึ่งกำหนดโดยแกนแข็งด้านในคือตั้งแต่ 3 ถึง 5 พันปีและกำหนดโดยแกนของเหลวด้านนอก - ประมาณ 500 ปี เวลาเหล่านี้อาจอธิบายพลวัตที่สังเกตได้ของสนามแม่เหล็กโลก การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยคำนึงถึงกระบวนการต่าง ๆ ภายในโลกแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กในเวลาประมาณ 5 พันปี

เคล็ดลับด้วยแม่เหล็ก

“วิหารแห่งความลุ่มหลง หรือ จักรกล, ออฟติคัล และ สำนักงานทางกายภาพ Mr. Gamuletsky de Colla" โดย Gamuletsky นักเล่นกลลวงตาชาวรัสเซียผู้โด่งดังซึ่งมีมาจนถึงปี 1842 มีชื่อเสียงเหนือสิ่งอื่นใด จากการที่ผู้มาเยือนขึ้นบันไดที่ประดับด้วยเชิงเทียนและปูพรมด้วยพรมอาจมองเห็นได้จากระยะไกลบนบันไดชั้นบนของ บันไดเป็นรูปเทวดาปิดทอง สร้างขึ้นตามการเจริญเติบโตของมนุษย์โดยธรรมชาติ ลอยอยู่ในแนวนอนเหนือประตูห้องทำงานโดยไม่มีการแขวนหรือค้ำ ใครๆ ก็เชื่อได้ว่าร่างนั้นไม่มีสิ่งรองรับ เมื่อผู้มาเยือนเข้ามาในชานชาลา ทูตสวรรค์ยกมือขึ้น นำเขาสัตว์มาที่ปากแล้วเล่นโดยขยับนิ้วอย่างเป็นธรรมชาติที่สุด เป็นเวลาสิบปีแล้ว” Gamuletsky กล่าว “ฉันทำงานเพื่อค้นหาจุดและน้ำหนักของแม่เหล็กและเหล็กเพื่อที่จะ อุ้มนางฟ้าขึ้นไปในอากาศ นอกจากงานแล้ว ฉันยังใช้เงินมากมายไปกับปาฏิหาริย์นี้”

ในยุคกลาง ภาพลวงตาที่พบบ่อยมากคือสิ่งที่เรียกว่า "ปลาเชื่อฟัง" ที่ทำจากไม้ พวกเขาว่ายในสระและเชื่อฟังคลื่นมือของนักมายากลเพียงเล็กน้อย ซึ่งทำให้พวกเขาเคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง ความลับของเคล็ดลับนั้นง่ายมาก: แม่เหล็กถูกซ่อนอยู่ในแขนเสื้อของนักมายากล และเศษเหล็กก็เสียบเข้าไปในหัวของปลา
ใกล้ชิดกับเราในเวลาต่อมาคือกิจวัตรของโจนัสชาวอังกฤษ การกระทำอันเป็นเอกลักษณ์ของเขา: โจนาสเชิญผู้ชมบางคนให้วางนาฬิกาลงบนโต๊ะ หลังจากนั้นเขาก็สุ่มเปลี่ยนตำแหน่งเข็มนาฬิกาโดยไม่ต้องแตะนาฬิกา
ศูนย์รวมที่ทันสมัยของแนวคิดนี้คือข้อต่อแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่ช่างไฟฟ้า ซึ่งคุณสามารถหมุนอุปกรณ์ที่แยกออกจากเครื่องยนต์ด้วยสิ่งกีดขวางบางอย่าง เช่น ผนัง

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 19 มีข่าวลือแพร่สะพัดเกี่ยวกับช้างผู้รอบรู้ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถเพิ่มและลบได้ แต่ยังขยายพันธุ์ แบ่ง และแยกรากได้อีกด้วย ได้ทำดังนี้ เช่น ครูฝึกถามช้างว่า “เจ็ดแปดคืออะไร” มีกระดานตัวเลขอยู่หน้าช้าง หลังจากถามช้างก็เอาตัวชี้โชว์เลข 56 อย่างมั่นใจ การแบ่งและสกัดก็ทำเช่นเดียวกัน รากที่สอง. เคล็ดลับนั้นค่อนข้างง่าย: แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กซ่อนอยู่ใต้แต่ละตัวเลขบนกระดาน เมื่อช้างถูกถามคำถาม กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังขดลวดของแม่เหล็กที่อยู่เพื่อระบุคำตอบที่ถูกต้อง ตัวชี้เหล็กในงวงช้างถูกดึงดูดด้วยตัวเลขที่ถูกต้อง คำตอบมาโดยอัตโนมัติ แม้ว่าการฝึกอบรมนี้จะเรียบง่าย แต่เคล็ดลับก็คือ เป็นเวลานานพวกเขาคิดไม่ออก และ “ช้างเรียนรู้” ก็ประสบความสำเร็จอย่างมาก

ประมาณสองพันห้าพันปีก่อน ผู้คนค้นพบว่าหินธรรมชาติบางชนิดมีความสามารถในการดึงดูดเหล็กได้ คุณสมบัตินี้อธิบายได้จากการมีวิญญาณที่มีชีวิตอยู่ในหินเหล่านี้และ "ความรัก" ที่มีต่อเหล็ก

วันนี้เรารู้แล้วว่าหินเหล่านี้เป็นแม่เหล็กตามธรรมชาติ และสนามแม่เหล็กไม่ใช่ตำแหน่งพิเศษที่ติดกับเหล็ก ทำให้เกิดผลกระทบเหล่านี้ สนามแม่เหล็กเป็นสสารชนิดพิเศษที่แตกต่างจากสสารและมีอยู่รอบๆ ตัวแม่เหล็ก

แม่เหล็กถาวร

แม่เหล็กธรรมชาติหรือแม่เหล็กมีความแข็งแรงไม่มากนัก คุณสมบัติทางแม่เหล็ก. แต่มนุษย์ได้เรียนรู้ที่จะสร้างแม่เหล็กเทียมที่มีความแรงของสนามแม่เหล็กมากกว่าอย่างเห็นได้ชัด พวกมันทำจากโลหะผสมพิเศษและถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยสนามแม่เหล็กภายนอก และหลังจากนั้นก็สามารถใช้งานได้อย่างอิสระ

เส้นสนามแม่เหล็ก

แม่เหล็กใดๆ ก็ตามมีสองขั้ว เรียกว่า เหนือ และ ขั้วโลกใต้. ที่ขั้วความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กจะสูงสุด แต่ระหว่างขั้วสนามแม่เหล็กนั้นไม่ได้ตั้งอยู่โดยพลการ แต่อยู่ในรูปแบบของแถบหรือเส้น พวกมันเรียกว่าเส้นสนามแม่เหล็ก การตรวจจับพวกมันค่อนข้างง่าย - เพียงวางตะไบเหล็กที่กระจัดกระจายในสนามแม่เหล็กแล้วเขย่าเล็กน้อย พวกเขาจะไม่ได้อยู่ในตำแหน่งใด ๆ แต่จะสร้างรูปแบบของเส้นที่เริ่มต้นที่ขั้วหนึ่งและสิ้นสุดที่อีกขั้วหนึ่ง เส้นเหล่านี้ดูเหมือนจะออกมาจากขั้วหนึ่งแล้วเข้าไปในอีกขั้วหนึ่ง

ตะไบเหล็กในสนามแม่เหล็กจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและถูกวางไว้ตามแนวแรงแม่เหล็ก นี่คือการทำงานของเข็มทิศจริงๆ โลกของเราเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ เข็มเข็มทิศจับสนามแม่เหล็กของโลกและหมุนไปตามแนวแรง โดยปลายด้านหนึ่งชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กทิศเหนือ และอีกด้านหันไปทางทิศใต้ ขั้วแม่เหล็กของโลกอยู่ในแนวที่ไม่ตรงเล็กน้อยกับขั้วทางภูมิศาสตร์ แต่เมื่อเดินทางออกจากขั้วก็ไม่สำคัญ มีความสำคัญอย่างยิ่งและถือว่าเหมือนกัน

แม่เหล็กแปรผัน

ขอบเขตของการใช้แม่เหล็กในยุคของเรานั้นกว้างมาก สามารถพบได้ในมอเตอร์ไฟฟ้า โทรศัพท์ ลำโพง และอุปกรณ์วิทยุ แม้กระทั่งในทางการแพทย์ ตัวอย่างเช่น เมื่อบุคคลกลืนเข็มหรือวัตถุที่เป็นเหล็กอื่นๆ ก็สามารถถอดออกได้โดยไม่ต้องผ่าตัดด้วยหัววัดแม่เหล็ก