تعريف المجال المغناطيسي وكيف ينشأ

مقالات ذات صلة

بالصور: تنويم مغناطيسي لسمكة قرش

بالفيديو: قوة مغناطيس النيوديميوم في تدمير العناصر

التعريف بعلم الرموز

جميعنا نعرف المجال المغناطيسي، حتى وإن كنا لا ندرك ذلك، حيث يعلم الجميع مدى متعة اللعب بالمغناطيس عندما كنا أطفالاً بسبب المجال المغناطيسي، جميعنا استمتع برؤية الأواني الفضية تلتصق ببعضها البعض عند وجود مغناطيس بينها والقطع المغناطيسية الصغيرة التي يمكننا ترتيبها لتشكيل أي شكل تقريبًا لأنها تلتصق ببعضها البعض، المغناطيسية ليست مجرد مصدر لا نهاية له للمتعة أو مفيدة للتجارب العلمية، إنه أيضًا أحد القوانين الفيزيائية الأساسية التي يقوم عليها الكون. في هذا المقال نستعرض أهم المعلومات الشيقة عن المجال المغناطيسي.

ما هو المجال المغناطيسي

المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس حيث يتم الشعور بتأثير المغناطيسية. نستخدم المجال المغناطيسي كأداة لوصف كيفية توزيع القوة المغناطيسية في الفضاء حول وداخل شيء مغناطيسي في الطبيعة. معظمنا لديه بعض الإلمام بالأجسام المغناطيسية ويدرك أنه يمكن أن تكون هناك قوى بينها. نحن نفهم أن المغناطيس له قطبان وأنه بالاعتماد على اتجاه مغناطيسين يمكن أن يكون هناك جذب (أقطاب متقابلة) أو تنافر (أقطاب متشابهة). نحن ندرك أن هناك بعض المناطق الممتدة حول المغناطيس حيث يحدث هذا. يصف المجال المغناطيسي هذه المنطقة.

كيف ينشأ المجال المغناطيسي

يتم إنتاج المجالات المغناطيسية عن طريق تحريك الشحنات الكهربائية. كل شيء يتكون من ذرات ولكل ذرة نواة مكونة من نيوترونات وبروتونات مع إلكترونات تدور حول النواة. نظرًا لأن الإلكترونات التي تدور في مدارها، عبارة عن شحنات صغيرة متحركة، يتم إنشاء مجال مغناطيسي صغير حول كل ذرة. هذه المجالات المغناطيسية لها اتجاه محدد، يسمى هذا الاتجاه باللحظة المغناطيسية للذرة. في الأساس، تعمل جميع الذرات الموجودة في الجسم مثل العديد من المغناطيسات الصغيرة. في معظم المواد، تواجه كل هذه اللحظات اتجاهات عشوائية وكلها تلغي بعضها البعض وهناك مغنطة صافية تساوي 0، مما يعني أن الجسم لن يكون مغناطيسًا. ومع ذلك، عندما تصطف كل هذه اللحظات أو معظمها في نفس الاتجاه، فإن الجسم بأكمله لديه صافي مغنطة ويخلق مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه. ^[1]  

خصائص المجال المغناطيسي

إليك بعض الخصائص المهمة لخطوط المجال المغناطيسي:

• يعطي الظل المرسوم إلى خطوط المجال المغناطيسي اتجاه المجال المغناطيسي.
• يتناسب قرب خطوط المجال أو كثافتها طرديًا مع شدة المجال.
• يبدو أن خطوط المجال المغناطيسي تظهر أو تبدأ من القطب الشمالي وتندمج أو تنتهي عند القطب الجنوبي.
• داخل المغناطيس، يكون اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي.
• لا تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي مع بعضها البعض.
• تشكل خطوط المجال المغناطيسي حلقة مغلقة.
• خطوط المجال لها الاتجاه والحجم في أي نقطة في الحقل. لذلك، يتم تمثيل خطوط المجال المغناطيسي بواسطة متجه.
• يكون المجال المغناطيسي أقوى عند القطبين لأن خطوط المجال تكون أكثر كثافة بالقرب من القطبين.
• لا تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي مع بعضها البعض.
• تشكل خطوط المجال المغناطيسي حلقة مغلقة.
• في أي نقطة في الحقل، يكون لخطوط المجال الاتجاه والحجم. لذلك، خطوط المجال المغناطيسي هي نواقل.
• تشير خطوط المجال المغناطيسي إلى اتجاه المجال المغناطيسي.

استخدامات المجال المغناطيسي

أثبتت المغناطيسات قيمتها كل يوم من خلال وظيفتها المذهلة من خلال تسهيل المهام الأكثر صعوبة. مع الاستخدامات المختلفة للمغناطيس في الحياة اليومية، يمكننا القيام برفع الأحمال الثقيلة التي لا يمكن للإنسان القيام بها كل يوم. تلعب المغناطيسات دورًا مهمًا في الأجهزة المختلفة التي يمكن أن تكون لعبة صغيرة أو جهازاً ثقيلاً يصل وزنه إلى 100 طن لالتقاط المعادن الثقيلة.

نصادف المغناطيس بأشكال مختلفة مثل أجهزة الكمبيوتر وآلات التصوير بالرنين المغناطيسي أو داخل بعض الأجهزة التي تستخدم في المنزل أو العمل أو الصناعة الطبية. يمكن أن يكون الحجم من صغير جدًا إلى عملاق كبير مثل الهياكل. يتم توفير بعض استخدامات المغناطيس في المنزل وفي المختبر وفي الحياة اليومية في النقاط أدناه:

• ربما نستخدم أجهزة الكمبيوتر في حياتنا اليومية ولكننا لم نتساءل أبدًا عن وجود مغناطيس بداخلها. تساعد العناصر المغناطيسية الموجودة على القرص الصلب في تمثيل بيانات الكمبيوتر التي "يقرأها" الكمبيوتر لاحقًا لاستخراج المعلومات.
• يتم استخدام المغناطيس داخل أجهزة التلفزيون ومكبرات الصوت وأجهزة الراديو. يحول الملف الصغير من الأسلاك والمغناطيس داخل مكبر الصوت الإشارة الإلكترونية إلى اهتزازات صوتية.
• تُستخدم المغناطيسات داخل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية حيث توجد أنواع أخرى من المحركات التي تستخدم المغناطيس لتغيير الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
• يمكن للمغناطيسات المشحونة كهربائيًا أن تساعد الرافعات في تحريك القطع المعدنية الكبيرة.
• تستخدم المغناطيسات في آلات الترشيح التي تفصل الخامات المعدنية عن الصخور المكسرة.
• كما أنها تستخدم في صناعات معالجة الأغذية لفصل القطع المعدنية الصغيرة عن الحبوب وما إلى ذلك.
• تُستخدم المغناطيسات في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي التي تُستخدم لإنشاء صورة لهيكل العظام والأعضاء والأنسجة. حتى المغناطيس يستخدم في علاج السرطان.
• في المنزل، تستخدم المغناطيس عندما تلصق ورقة على الثلاجة لتتذكر شيئًا ما. يمكن أن يكون تركيب فتاحة زجاجات مغناطيسية في الثلاجة مفيدًا.
• غالبًا ما نستخدم بوصلة الجيب لمعرفة الاتجاهات عندما نكون في رحلة. تستخدم بوصلة الجيب إبرة مغناطيسية للإشارة إلى الشمال.
• الشريط المظلم الموجود على ظهر بطاقات الائتمان والخصم ذو طبيعة مغناطيسية ويستخدم لتخزين البيانات تمامًا مثل محركات الأقراص الثابتة لأجهزة الكمبيوتر.
• يمكن أن يساعد المغناطيس في جمع كل المسامير المتناثرة على الأرض بعد مهمة الإصلاح. ^[3]