Mitä ovat magneettinapat, mitä eroa on pohjoisen ja etelän magneettinapojen välillä

Magneettinen napa On hyödyllinen käsite magneettikenttäteoriasta, joka on samanlainen kuin käsite sähkövaraus… Määritelmät Pohjoinen ja Etelä tällaisten napojen suhteen tässä analogiassa vastaavat varauksen määritelmiä positiivinen ja negatiivinen.

Aivan kuten kahden elektronin välillä on hylkivä voima ja elektronin ja protonin välillä vetovoima, kahden magneettisen pohjoisnavan välillä on hylkivä voima ja pohjois- ja etelänavan välillä vetovoima.

Magneettikenttiä voidaan kuvata käyttämällä magneettivuon viivoja tai voimalinjoja… Tämä käsite liittyy yksittäisen liikkuvan pohjoisnavan hypoteettiseen käyttäytymiseen ulkoisessa magneettikentässä.

Jos tällainen napa olisi olemassa, niin se pyrkii tietyissä olosuhteissa liikkumaan kentän suuntaan missä tahansa avaruuden pisteessä ja kuvaisi liikeratoja, joita kutsutaan voimalinjoiksi. Yksittäinen etelänapa liikkuu voimalinjoja pitkin vastakkaiseen suuntaan kuin yhden pohjoisnavan liikesuunta.

Yksikkönavan liike voimalinjoja pitkin on seurausta Coulombin voiman vaikutuksesta, ja toisen yksikkönavan vaikutus korvataan vastaavan magneettikentän vaikutuksella.

Napaan kohdistuva voima on seurausta sen oman paikalliskentän vuorovaikutuksesta ympäröivässä tilassa olevan kentän kanssa.

Vaikka tietty napa tuntee tämän ulkoisen kentän voimakkuuden, ulkoisen kentän lähteen sijaintia ei tarvitse tietää, jos huomioidaan vain tiettyyn napaan vaikuttava voima.

Ulkoinen kenttä yksinkertaisesti vaikuttaa napaan, joka sijaitsee tietyssä avaruuden pisteessä. Yhden navan vasteen intensiteetti ulkoisen kentän vaikutukseen määrittää kvantitatiivisen mittarin, johon tämän ulkoisen kentän voimakkuus.

Joten sekä sähkö- että magneettikentät voidaan kuvata yleisesti käyttäen voimalinjoja. Yksikkösähkövarauksilla on taipumus liikkua sähköisiä voimalinjoja pitkin ja yksittäiset magneettinapat - magneettisia voimalinjoja pitkin… Näiden kahden voimalinjatyypin välillä on kuitenkin perustavanlaatuinen ero.

Erityisesti on olemassa kahdenlaisia ​​sähköisesti varautuneita hiukkasia, positiivisia ja negatiivisia, ja jokainen hiukkastyyppi toimii sähkövirran lähteenä.

Jos avaruudessa on molempia hiukkasia, niin sähköiset voimalinjat alkavat yhden tyypin hiukkasista ja päättyvät toisen tyyppisiin hiukkasiin. Näissä olosuhteissa jokaisella sähkökenttäviivalla on alku, loppu ja suunta.

Jos sähköisesti varattuja hiukkasia on vain yhtä tyyppiä, niin sähköiset voimalinjat ulottuvat näiden hiukkasten ja äärettömän välillä. Tässä tapauksessa jokaisella voimalinjalla on alku ja suunta, mutta ei loppua.

Magneettikenttäviivalla, toisin kuin sähkökentällä, ei ole alkua tai loppua, vaikka sillä on suunta. Magneettikenttäviivat ovat aina jatkuvia. Tämän seurauksena ei voi olla yhtä magneettista napaa hiukkasen muodossa, joka on analoginen yksittäisen varauksen kanssa, jota edustaa elektroni tai protoni.

Vaikka pohjoisen ja etelän yksikkömagneettinapojen käsitteet ovat hyödyllisiä magneettikenttien kvantifiointiin, tällaisia ​​hiukkasia ei voi olla luonnossa. Magneettikenttäviivat voivat kuitenkin poistua kehon toisesta päästä ja tulla toiseen päähän. Näissä tapauksissa niin sanotaan tämä kappale on magneettisesti polarisoitunut.

Samalla tavalla kappale on sähköisesti polarisoitunut, jos sähkökenttäviivat lähtevät sen toisesta päästä ja tulevat sisään toisesta päästä.

Sähköpolarisaatiossa sähkökenttäviiva alkaa tietystä kohdasta polarisoidun kappaleen sisällä. Voimalinjan pää on määrätty jollekin tietylle elektronille tai tietylle protonille. Magneettisen polarisaation tapauksessa magneettikenttäviiva yksinkertaisesti kulkee kehon läpi, eikä sen sisällä ole pisteitä, joissa se alkaisi tai päättyisi.

Harkitse esimerkiksi sitä ympäröivää magneettikenttää nauhamagneetti… Tällä kentällä on suurin vahvuus sauvan molemmissa päissä.

Ensi silmäyksellä tämä saattaa tarkoittaa joidenkin magneettikentän lähteiden läsnäoloa tangon päissä - pohjoisnapa toisessa päässä ja etelänapa toisessa.

Tällainen ajatus kehittyy kuitenkin vain ulkopuolelta tarkasteltuna, koska itse asiassa kentällä on suurin voimakkuus metallitangon keskiosassa, ei sen päissä. Joten tässä magneettinapat luonnehtivat voimalinjojen tulo- ja ulostulokohtia, eivät millään tavalla niiden alku- tai loppupisteitä.

Nimet pohjoinen ja etelä syntyivät historiallisen assosioinnin tuloksena. Maan magneettikenttä on suunnattu siten, että sen navat sijaitsevat fyysisesti lähellä maantieteellisiä napoja.

Itse asiassa kompassin neula osoittaa maantieteellistä pohjoisnapaa monissa pisteissä maapallolla. Monien ihmisten mielessä nämä kaksi täysin erilaista käsitettä (maantieteellinen ja magneettinen napa) sulautuvat yhdeksi.

Mutta jopa käyttämällä hyväksyttyä käytäntöä pohjoisen ja etelän napojen suhteen, on silti edelleen epäselvyyttä, koska on tarpeen erottaa pohjoiseen suunnattu napa, joka on magneetin todellinen pohjoisnapa, ja eteläinen magneettinen napa. , joka ominaisuuksiltaan vastaisi maantieteellistä pohjoisnapaa, jos siellä todellakin olisi fyysisesti määritelty yksi napa.

Lyhyesti sanottuna, vaikka kappale voidaan polarisoida niin, että magneettikenttäviivat poistuvat toisesta päästä ja tulevat sisään toisesta päästä, esineitä, kuten magneettinen monopoli, ei ole olemassa.

Jatkaen tätä artikkelia: Mikä on virtalähteen napa