Τι είναι οι μαγνητικοί πόλοι, ποια είναι η διαφορά μεταξύ του βόρειου και του νότιου μαγνητικού πόλου

Μαγνητικός πόλος Είναι μια χρήσιμη έννοια από τη θεωρία μαγνητικού πεδίου παρόμοια με την έννοια ηλεκτρικό φορτίο… Ορισμοί Βόρεια και Νότια σε σχέση με τέτοιους πόλους εντός αυτής της αναλογίας αντιστοιχούν στους ορισμούς του φορτίου ως ΘΕΤΙΚΟ και ΑΡΝΗΤΙΚΟ.

Ακριβώς όπως υπάρχει μια απωστική δύναμη μεταξύ δύο ηλεκτρονίων και μια ελκτική δύναμη μεταξύ ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου, υπάρχει μια απωστική δύναμη μεταξύ των δύο μαγνητικών βόρειων πόλων και μια ελκτική δύναμη μεταξύ του βόρειου και του νότιου πόλου.

Τα μαγνητικά πεδία μπορούν να περιγραφούν χρησιμοποιώντας γραμμές μαγνητικής ροής ή γραμμές δύναμης… Αυτή η έννοια σχετίζεται με την υποθετική συμπεριφορά ενός μόνο κινούμενου βόρειου πόλου σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Εάν υπήρχε ένας τέτοιος πόλος, τότε υπό τις καθορισμένες συνθήκες θα έτεινε να κινείται προς την κατεύθυνση του πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου και θα περιέγραφε τροχιές που ονομάζονται γραμμές δύναμης. Ένας μόνος νότιος πόλος κινείται κατά μήκος των γραμμών δύναμης προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κατεύθυνση κίνησης ενός μόνο βόρειου πόλου.

Η κίνηση ενός πόλου μονάδας κατά μήκος των γραμμών δύναμης είναι συνέπεια της δράσης της δύναμης Coulomb και η επίδραση ενός από τους δύο πόλους μονάδας αντικαθίσταται από την επίδραση ενός ισοδύναμου μαγνητικού πεδίου.

Η δύναμη που εφαρμόζεται σε έναν πόλο είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του δικού του τοπικού πεδίου με το πεδίο που υπάρχει στον περιβάλλοντα χώρο.

Αν και η ισχύς αυτού του εξωτερικού πεδίου γίνεται αισθητή από έναν δεδομένο πόλο, η θέση της πηγής του εξωτερικού πεδίου δεν χρειάζεται να είναι γνωστή εάν ληφθεί υπόψη μόνο η δύναμη που ασκεί σε έναν δεδομένο πόλο.

Το εξωτερικό πεδίο απλώς επηρεάζει τον πόλο που βρίσκεται σε ένα δεδομένο σημείο του χώρου. Η ένταση της απόκρισης ενός πόλου στην επίδραση ενός εξωτερικού πεδίου καθορίζει το ποσοτικό μέτρο σε σχέση με το οποίο την ένταση αυτού του εξωτερικού πεδίου.

Έτσι, τόσο τα ηλεκτρικά όσο και τα μαγνητικά πεδία μπορούν να απεικονιστούν με γενικούς όρους χρησιμοποιώντας γραμμές δύναμης. Τα μοναδιαία ηλεκτρικά φορτία τείνουν να κινούνται κατά μήκος ηλεκτρικών γραμμών δύναμης και μονοί μαγνητικοί πόλοι — κατά μήκος μαγνητικών γραμμών δύναμης… Υπάρχει, ωστόσο, μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων γραμμών δύναμης.

Συγκεκριμένα, υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων, τα θετικά και τα αρνητικά και κάθε είδος σωματιδίου λειτουργεί ως πηγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Εάν υπάρχουν σωματίδια και των δύο τύπων στο διάστημα, τότε οι ηλεκτρικές γραμμές δύναμης ξεκινούν από σωματίδια ενός τύπου και καταλήγουν σε σωματίδια του άλλου τύπου. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, κάθε γραμμή ηλεκτρικού πεδίου έχει μια αρχή, ένα τέλος και μια κατεύθυνση.

Εάν υπάρχουν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια ενός μόνο τύπου, τότε ηλεκτρικές γραμμές δύναμης εκτείνονται μεταξύ αυτών των σωματιδίων και του άπειρου. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε γραμμή δύναμης έχει αρχή και κατεύθυνση, αλλά όχι τέλος.

Μια γραμμή μαγνητικού πεδίου, σε αντίθεση με το ηλεκτρικό πεδίο, αν και έχει κατεύθυνση, δεν έχει αρχή ή τέλος. Οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι πάντα συνεχείς. Ως αποτέλεσμα, δεν μπορεί να υπάρχει ένας μόνο μαγνητικός πόλος με τη μορφή ενός σωματιδίου, ανάλογο με ένα μόνο φορτίο, το οποίο αντιπροσωπεύεται από ένα ηλεκτρόνιο ή ένα πρωτόνιο.

Αν και οι έννοιες των μαγνητικών πόλων βόρειας και νότιας μονάδας είναι χρήσιμες για τον ποσοτικό προσδιορισμό των μαγνητικών πεδίων, τέτοια σωματίδια δεν μπορούν να υπάρχουν στη φύση. Ωστόσο, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου μπορούν να εξέλθουν από το ένα άκρο του σώματος και να εισέλθουν στο άλλο άκρο. Σε αυτές τις περιπτώσεις λέγεται ότι αυτό το σώμα είναι μαγνητικά πολωμένο.

Ομοίως, ένα σώμα είναι ηλεκτρικά πολωμένο εάν οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου εξέρχονται από το ένα άκρο του και εισέρχονται στο άλλο άκρο.

Στην ηλεκτρική πόλωση, η γραμμή ηλεκτρικού πεδίου ξεκινά από ένα ορισμένο σημείο μέσα στο πολωμένο σώμα. Το τέλος της γραμμής δύναμης αποδίδεται σε κάποιο συγκεκριμένο ηλεκτρόνιο ή συγκεκριμένο πρωτόνιο. Στην περίπτωση της μαγνητικής πόλωσης, η γραμμή του μαγνητικού πεδίου απλώς περνά μέσα από το σώμα και μέσα σε αυτό το σώμα δεν υπάρχουν σημεία στα οποία θα ξεκινούσε ή θα τελειώσει.

Για παράδειγμα, εξετάστε το μαγνητικό πεδίο γύρω από αυτό μαγνήτης ταινίας… Αυτό το πεδίο έχει τη μεγαλύτερη δύναμή του και στα δύο άκρα της ράβδου.

Με την πρώτη ματιά, αυτό μπορεί να υποδηλώνει την παρουσία κάποιων πηγών μαγνητικού πεδίου μέσα στη ράβδο στα άκρα της - ο βόρειος πόλος στο ένα άκρο και ο νότιος πόλος στο άλλο.

Ωστόσο, μια τέτοια ιδέα αναπτύσσεται μόνο όταν παρατηρείται από έξω, αφού στην πραγματικότητα το πεδίο έχει τη μεγαλύτερη αντοχή στο κεντρικό τμήμα της μεταλλικής ράβδου και όχι στα άκρα της. Οποτε εδω οι μαγνητικοί πόλοι χαρακτηρίζουν τα σημεία εισόδου και εξόδου των γραμμών δύναμης και όχι σε καμία περίπτωση τα σημεία της αρχής ή του τέλους τους.

Τα ονόματα βόρεια και νότια δημιουργήθηκαν ως αποτέλεσμα ιστορικών συσχετισμών. Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι προσανατολισμένο έτσι ώστε οι πόλοι του να βρίσκονται φυσικά σε κοντινή απόσταση από τους γεωγραφικούς πόλους.

Στην πραγματικότητα, η βελόνα της πυξίδας δείχνει προς τον γεωγραφικό βόρειο πόλο σε πολλά σημεία της γης. Στο μυαλό πολλών ανθρώπων, αυτές οι δύο εντελώς διαφορετικές έννοιες (γεωγραφικοί και μαγνητικοί πόλοι) συγχωνεύονται σε μία.

Αλλά ακόμη και χρησιμοποιώντας την αποδεκτή σύμβαση ως προς τον βόρειο και τον νότιο πόλο, εξακολουθεί να υπάρχει κάποια ασάφεια, λόγω της ανάγκης να γίνει διάκριση μεταξύ του προσανατολισμένου στη βόρεια κατεύθυνση, που είναι ο πραγματικός βόρειος πόλος ενός μαγνήτη, και του νότιου μαγνητικού πόλου. , το οποίο, ως προς τις ιδιότητές του, θα αντιστοιχούσε στον γεωγραφικό βόρειο πόλο, αν όντως υπήρχε ένας φυσικά καθορισμένος ενιαίος πόλος.

Εν ολίγοις, αν και ένα σώμα μπορεί να πολωθεί έτσι ώστε οι γραμμές μαγνητικού πεδίου να εξέρχονται από το ένα άκρο και να εισέρχονται στο άλλο άκρο, αντικείμενα όπως ένα μαγνητικό μονόπολο δεν υπάρχουν.

Συνεχίζοντας αυτό το άρθρο: Ποιος είναι ο πόλος της τρέχουσας πηγής