Linie de câmp magnetic
O linie de câmp magnetic sau o linie de flux magnetic arată direcția forței unui magnet și puterea unui magnet.
Ideea de linii de forță a fost inventată de Michael Faraday. Teoria sa este că întreaga realitate este alcătuită din forța însăși. Teoria sa prezice că electricitatea, lumina și gravitația au întârzieri de propagare finite. Teoria lui Einstein este de acord cu acest lucru.
Se poate face ca liniile de câmp magnetic să apară ca și cum ar fi fenomene fizice. De exemplu, piliturile de fier plasate într-un câmp magnetic se aliniază pentru a forma linii care corespund unor "linii de câmp".
Dacă există o mulțime de linii care trec printr-un magnet și nu există un spațiu mare între ele, înseamnă că magnetul este puternic. Dacă liniile dintre un magnet sunt foarte depărtate și nu există multe linii, magnetul este slab. O modalitate de a determina puterea unui magnet este de a face un experiment cu pilitură de fier. Firidele de fier vor fi atrase de magnet și se vor deplasa în forma liniilor de flux. Apoi vă uitați la forma piliturii de fier și vedeți diferența dintre liniile de flux. Acest lucru vă oferă o idee despre puterea magnetului.
Utilizarea de pilitură de fier pentru a afișa un câmp modifică câmpul magnetic astfel încât acesta să fie mult mai mare de-a lungul "liniilor" de fier. Acest lucru este cauzat de permeabilitatea mare a fierului în raport cu aerul. "Liniile" câmpurilor magnetice sunt, de asemenea, afișate vizual în aurorele polare, când particulele provoacă dungi vizibile de lumină care se aliniază cu direcția locală a câmpului magnetic al Pământului.
Liniile câmpului magnetic sunt asemenea curbelor de nivel (altitudine constantă) de pe o hartă topografică, în sensul că ele reprezintă ceva continuu, iar o scară cartografică diferită ar arăta mai multe sau mai puține linii. Există un avantaj în utilizarea liniilor câmpului magnetic ca reprezentare. Multe legi ale magnetismului (și ale electromagnetismului) pot fi enunțate complet și concis folosind concepte simple, cum ar fi "numărul" de linii de câmp care traversează o suprafață. Aceste concepte pot fi rapid "transpuse" în forma lor matematică.
Câmpul magnetic propriu-zis nu are "linii" în el; "liniile" sunt doar filigranele de fier care se polarizează, reacționează între ele și cu câmpul, aliniindu-se N și S unul față de celălalt în câmp. Dacă ați putea vedea câmpurile reale de forță, acestea ar fi umbrite și în gradient, cu o umbră mai grea și mai groasă în apropierea părții mai puternice a magnetului, care se estompează pe măsură ce vă îndepărtați de sursă. Și în toate cele 3 dimensiuni, ceea ce demonstrațiile cu depunere de fier nu pot reproduce. Ferofluidele vor reacționa în toate cele 3 dimensiuni și pot reproduce cu mai multă acuratețe un câmp, cu excepția gravitației care creează o restricție de greutate. Ținând un magnet puternic în fața unui monitor de tip CRT cu un ecran alb poate, de asemenea, să dea o reprezentare a câmpurilor, fără a fi vizibile "liniile de forță". Problema cu utilizarea materialelor feromagnetice/magnetice pentru a vizualiza un câmp este că, materialele însele se magnetizează și schimbă câmpul original pentru a include propria lor influență.
Direcția liniilor de câmp magnetic reprezentată prin alinierea piliturii de fier presărate pe o hârtie așezată deasupra unui bară magnetică
Busolele arată direcția câmpului magnetic local. După cum se vede aici, câmpul magnetic este îndreptat spre polul sudic al magnetului și se îndepărtează de polul său nordic.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este linia de câmp magnetic?
R: O linie de câmp magnetic este o reprezentare vizuală a direcției și intensității forței unui magnet.
Î: Cine a venit cu ideea de linii de forță?
R: Ideea de linii de forță a fost inventată de Michael Faraday.
Î: Cum puteți determina puterea unui magnet?
R: Puteți determina puterea unui magnet făcând un experiment cu fulgi de fier. Firele de fier sunt atrase de magnet și se transformă în linii de curgere, care indică cât de puternic sau slab este magnetul.
Î: Ce cauzează dungi vizibile în aurora polară?
R: Dungile vizibile din aurora polară sunt cauzate de particule aliniate cu câmpul magnetic al Pământului.
Î: Prin ce diferă câmpurile magnetice de hărțile topografice?
R: Câmpurile magnetice diferă de hărțile topografice prin faptul că acestea reprezintă ceva continuu, iar diferite scări ale hărților arată mai multe sau mai puține linii. Hărțile topografice reprezintă o înălțime continuă pe hartă, în timp ce câmpurile magnetice reprezintă ceva continuu care se schimbă în funcție de scara la care este privit.
Î. De ce este dificil să vizualizați câmpurile reale fără a le modifica?
R: Câmpurile reale sunt dificil de vizualizat fără a le modifica, deoarece materialele feromagnetice/magnetice se magnetizează atunci când sunt expuse la ele, modificând câmpul original pentru a include propriul lor efect.
Î: Cum puteți să vă uitați la reprezentarea exactă a unui câmp fără a-l modifica?
R: Unele modalități de a vizualiza reprezentarea exactă a câmpului fără a-l modifica includ utilizarea de ferofluide (care răspund în toate cele trei dimensiuni) sau ținerea unui magnet puternic în fața unui afișaj de tip CRT cu un ecran alb (care nu produce nicio "linie").
