Magnetinio lauko linija
Magnetinio lauko linija arba magnetinio srauto linija rodo magneto jėgos kryptį ir magneto stiprumą.
Jėgos linijų idėją sugalvojo Maiklas Faradėjus. Jo teorija teigia, kad visa tikrovė yra sudaryta iš pačios jėgos. Jo teorija numato, kad elektra, šviesa ir gravitacija turi baigtinį sklidimo vėlavimą. Einšteino teorija su tuo sutinka.
Magnetinio lauko linijas galima parodyti taip, tarsi jos būtų fizikinis reiškinys. Pavyzdžiui, į magnetinį lauką įdėtos geležies drožlės išsirikiuoja į linijas, kurios atitinka "lauko linijas".
Jei per magnetą eina daug linijų ir tarp jų nėra didelio tarpo, magnetas yra stiprus. Jei linijos tarp magneto yra toli viena nuo kitos ir jų nėra daug, magnetas yra silpnas. Magneto stiprumą galima nustatyti atliekant eksperimentą su geležies drožlėmis. Geležies drožlės bus pritraukiamos prie magneto ir judės pagal srauto linijų formą. Tada pažiūrėkite į geležies drožlių formą ir pamatysite tarpą tarp srauto linijų. Tai leidžia suprasti, koks yra magneto stiprumas.
Naudojant geležies drožles laukui parodyti, magnetinis laukas pasikeičia taip, kad palei geležies "linijas" jis yra daug didesnis. Tai lemia didelis geležies pralaidumas, palyginti su oru. Magnetinių laukų "linijos" taip pat vizualiai rodomos poliarinėse aurorose, kai dalelės sukelia matomus šviesos ruožus, kurie sutampa su vietine Žemės magnetinio lauko kryptimi.
Magnetinio lauko linijos panašios į kontūrines linijas (pastovus aukštis) topografiniame žemėlapyje, nes jos vaizduoja kažką vientiso, o kitame žemėlapio mastelyje linijų būtų daugiau arba mažiau. Magnetinio lauko linijų naudojimas kaip atvaizdavimo priemonės turi privalumų. Daugelį magnetizmo (ir elektromagnetizmo) dėsnių galima išsamiai ir glaustai išdėstyti naudojant paprastas sąvokas, pavyzdžiui, lauko linijų, einančių per paviršių, skaičių. Šias sąvokas galima greitai "išversti" į matematinę formą.
Pačiame magnetiniame lauke nėra "linijų"; "linijos" - tai tik geležies drožlės, kurios pačios tampa poliarizuotos, reaguoja viena į kitą ir į lauką, išsirikiuoja N ir S kryptimis viena kitos atžvilgiu lauke. Jei matytumėte tikrąjį jėgos lauką, jis būtų atspalvotas ir gradientinis, o prie stipresnės magneto dalies atspalvis būtų sunkesnis ir storesnis, o kuo toliau nuo šaltinio, tuo labiau silpnėtų. Ir visuose trijuose matmenyse, kurių geležies padavimo demonstracijos negali atkurti. Geležies skysčiai reaguoja visuose 3 matmenyse ir gali tiksliau atkurti lauką, išskyrus gravitaciją, sukuriančią svorio apribojimą. Laikant stiprų magnetą priešais kineskopo tipo monitorių su baltu ekranu, taip pat galima atvaizduoti laukus, nematant jokių "jėgos linijų". Naudojant geležies ir (arba) magnetines medžiagas laukui atvaizduoti problema yra ta, kad pačios medžiagos įsimagnetina ir pakeičia pradinį lauką, įtraukdamos savo įtaką.
Kompasai rodo vietinio magnetinio lauko kryptį. Kaip matyti čia, magnetinis laukas krypsta į magneto pietų ašigalį ir tolyn nuo jo šiaurės ašigalio.
Magnetinio lauko linijų kryptis, kurią rodo ant popieriaus, esančio virš strypinio magneto, išbarstytų geležies drožlių išsidėstymas.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra magnetinio lauko linija?
Atsakymas: Magnetinio lauko linija - tai vaizdinis magneto jėgos krypties ir stiprumo pavaizdavimas.
K: Kas sugalvojo jėgos linijų idėją?
A: Jėgos linijų idėją sugalvojo Maiklas Faradėjus.
K: Kaip nustatyti magneto stiprumą?
A: Magneto stiprumą galima nustatyti atliekant eksperimentą su geležies dribsniais. Geležiniai laidai traukiami magneto ir virsta srauto linijomis, kurios parodo, koks stiprus ar silpnas yra magnetas.
K: Dėl ko poliarinėje auroroje atsiranda matomos juostos?
A.: Matomus poliarinės auroros ruožus sukelia dalelės, suderintos su Žemės magnetiniu lauku.
K: Kuo skiriasi magnetiniai laukai nuo topografinių žemėlapių?
A: Magnetiniai laukai skiriasi nuo topografinių žemėlapių tuo, kad juose vaizduojamas kažkas ištisinio, o skirtinguose žemėlapių masteliuose linijų yra daugiau arba mažiau. Topografiniuose žemėlapiuose vaizduojamas vientisas aukštis žemėlapyje, o magnetiniai laukai vaizduoja kažką vientiso, kas keičiasi priklausomai nuo mastelio, kuriuo žiūrima.
K. Kodėl sunku peržiūrėti tikruosius laukus jų nekeičiant?
Atsakymas: Tikruosius laukus sunku matyti jų nekeičiant, nes feromagnetinės ir (arba) magnetinės medžiagos jų veikiamos įsimagnetina ir pakeičia pradinį lauką, įtraukdamos savo poveikį.
Klausimas: Kaip galima peržiūrėti tikslų lauko atvaizdavimą jo nekeičiant?
Atsakymas: Kai kurie būdai, kaip pamatyti tikslų lauko atvaizdavimą jo nekeičiant, yra šie: naudoti ferokraštus (kurie reaguoja visuose trijuose matmenyse) arba laikyti stiprų magnetą priešais kineskopo tipo ekraną su baltu ekranu (kuris nesukuria jokių "linijų").
