ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ο Αριστοτέλης αποδίδει την πρώτη επιστημονική θεωρία του μαγνητισμού στον Θαλή,ο οποίος έζησε περίπου το 625 π.Χ. με περίπου 545 π.Χ.

Ο Αριστοτέλης αποδίδει την πρώτη επιστημονική θεωρία του μαγνητισμού στον Θαλή

 Ο Πλάτων μας ενημερώνει ότι αυτή η πέτρα (μαγνήτης) δεν έλκει μόνο σιδερένια δακτυλίδια,αλλά δίνει αυτήν την ιδιότητα σε αυτά να έλκουν και αυτά με την σειρά τους τρίτα δακτυλίδια.

Ο Πλάτων (427 π.Χ.–347 π.Χ.) ήταν αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος από την Αθήνα, ο πιο γνωστός μαθητής του Σωκράτη και δάσκαλος του Αριστοτέλη

 Σύμφωνα με τους Επικουρικούς,ο σχηματισμός ενός άδειου διαστήματος ανάμεσα στο μαγνήτη και το αντικείμενο το οποίο είναι υπό την επιρροή του,ήταν η αιτία μιας μικρής κίνησης των ατόμων από το σίδερο προς το μαγνήτη με σκοπό να γεμίσουν το κενό.Ως συνέπεια αυτού του ατομικού φαινομένου,ολόκληρο το αντικείμενο κινείται προς το κενό και πέφτει επάνω στο μαγνήτη (κινήσεις Μαγνητών). 

Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν μεγάλο ενδιαφέρον για τον Μαγνητισμό γιατί τον χρησιμοποίησαν και στην ιατρική

 Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν μεγάλο ενδιαφέρον για τον Μαγνητισμό γιατί τον χρησιμοποίησαν και στην ιατρική για την θεραπεία των ματιών,εγκαυμάτων πόνων της αρθρίτιδας,τους πόνους που προέρχονται από τραύματα,τις διάφορες φλεγμονές των οστών αλλά και του μυικού συστήματος.Επίσης,χρησιμοποιούνται για οσφυαλγίες,κατάγματα, διαστρέμματα,δερματοπάθειες και μετεγχειρητικές αποθεραπείες.

Λέγεται ότι η Κλεοπάτρα φορούσε στο μέτωπο της ένα κόσμημα από φυσικό μαγνήτη,για να καταπολεμά τους πονοκεφάλους και τα συμπτώματα της γήρανσης

 Λέγεται ότι η Κλεοπάτρα,η οποία ήταν Ελληνίδα,φορούσε στο μέτωπο της ένα κόσμημα από φυσικό μαγνήτη,για να καταπολεμά τους πονοκεφάλους και τα συμπτώματα της γήρανσης.

Μια πυξίδα από την Αρχαία Κίνα

 Στην Κίνα,η πρώτη καταγεγραμμένη αναφορά στον μαγνητισμό βρίσκεται σε ένα βιβλίο του 4ου αιώνα π.Χ. που ονομάζεται Βιβλίο του Άρχοντα της Κοιλάδας των Δαιμόνων (鬼谷子):"Ο μαγνητίτης κάνει τον σίδηρο να πλησιάζει ή αυτός έλκει αυτόν".Η παλαιότερη αναφορά στην έλξη μιας βελόνας εμφανίζεται σε ένα έργο που έχει γραφτεί μεταξύ του 20 και 100 μ.Χ. (Louen-heng):"Ο μαγνητίτης έλκει τη βελόνα."

O Shen Kuo ή Gua Shen ( κινέζικα : 沈括 ) (1031-1095) ήταν  κινέζος επιστήμονας και πολιτικός της δυναστείας των Song (960-1279)

 Ο αρχαίος Κινέζος επιστήμονας Shen Kuo (1031-1095) ήταν ο πρώτος που έγραψε για την πυξίδα με μαγνητική βελόνα και βελτίωσε την ακρίβεια της ναυσιπλοΐας χρησιμοποιώντας την αστρονομική θεωρία του πραγματικού Βορρά (Dream Pool Essays,1088 μ.Χ.),και ήταν γνωστό μέχρι τον 12ο αιώνα ότι οι Κινέζοι γνώριζαν να χρησιμοποιούν την πυξίδα μαγνητίτη στην ναυσιπλοΐα.

Ο Alexander Neckham,το 1187,ήταν ο πρώτος στην Ευρώπη που περιέγραψε την πυξίδα και την χρήση της στη ναυσιπλοΐα

 Ο Alexander Neckham,το 1187,ήταν ο πρώτος στην Ευρώπη που περιέγραψε την πυξίδα και την χρήση της στη ναυσιπλοΐα. 

Το έπος του Γκιλγκαμές επίσης αναφέρει την χρήση κατευθυντήριων λίθων,το 3700 π.Χ.

 Το έπος του Γκιλγκαμές επίσης αναφέρει την χρήση κατευθυντήριων λίθων,το 3700 π.Χ.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ

 Πάνω σε μία γυάλινη επιφάνεια απλώνουμε ρινίσματα σιδήρου.Κάτω από την επιφάνεια τοποθετούμε ένα ραβδόμορφο μαγνήτη,ώστε τα ρινίσματα σιδήρου να μαγνητιστούν.Κτυπάμε λίγο τη γυάλινη επιφάνεια με το χέρι μας και βλέπουμε Bτα ρινίσματα να παίρνουν μια καθορισμένη μορφή.

Μαγνητικό φάσμα ενός ραβδόμορφου μαγνήτη που δημιουργήθηκε από ρινίσματα σιδήρου

 Η εικόνα που σχηματίστηκε είναι ανάλογη με αυτή των δυναμικών γραμμών ενός ηλεκτρικού πεδίου.Μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται  για δυναμικές γραμμές ενός μαγνητικού πεδίου.

Δυναμική γραμμή του μαγνητικού πεδίου ονομάζεται η γραμμή που σε κάθε σημείο της το διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου είναι εφαπτόμενο σ' αυτή

 Δυναμική γραμμή του μαγνητικού πεδίου ονομάζεται η γραμμή που σε κάθε σημείο της το διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου είναι εφαπτόμενο σ' αυτή.
 Οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου δεν τέμνονται και είναι πάντοτε κλειστές. 

Οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου δεν τέμνονται και είναι πάντοτε κλειστές

 Ο αριθμός των μαγνητικών δυναμικών γραμμών είναι ανάλογος της έντασης του μαγνητικού πεδίου,που σημαίνει ότι όσο περισσότερες δυναμικές γραμμές διέρχονται από ένα σημείο ενός μαγνητικού πεδίου τόσο μεγαλύτερη είναι και η ένταση του πεδίου στο σημείο αυτό.

Ο αριθμός των μαγνητικών δυναμικών γραμμών είναι ανάλογος της έντασης του μαγνητικού πεδίου

 Οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές φέρονται προσανατολισμένες και δείχνουν τη φορά της έντασης του πεδίου.Αυτές δεν περιορίζονται μόνο εντός του μαγνήτη αλλά εξέρχονται και αυτού με αφετηρία το βόρειο μαγνητικό πόλο και καταλήγουν στο νότιο μαγνητικό πόλο,όπου και τερματίζουν.

Οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές φέρονται προσανατολισμένες και δείχνουν τη φορά της έντασης του πεδίου.Αυτές δεν περιορίζονται μόνο εντός του μαγνήτη αλλά εξέρχονται και αυτού με αφετηρία το βόρειο μαγνητικό πόλο και καταλήγουν στο νότιο μαγνητικό πόλο,όπου και τερματίζουν

 Οι περιοχές όπου  τα ρινίσματα σιδήρου είναι περισσότερο συγκεντρωμένα,εκεί  δηλαδή όπου πυκνώνουν οι δυναμικές γραμμές,ονομάζονται πόλοι του μαγνήτη.

Οι περιοχές όπου  τα ρινίσματα σιδήρου είναι περισσότερο συγκεντρωμένα,εκεί δηλαδή όπου πυκνώνουν  οι δυναμικές γραμμές,ονομάζονται πόλοι του μαγνήτη

 Η μορφή που βλέπουμε πάνω στη γυάλινη επιφάνεια,το σύνολο δηλαδή των δυναμικών γραμμών,ονομάζεται μαγνητικό φάσμα.

Μαγνητικό φάσμα ονομάζεται η εικόνα που εμφανίζεται όταν ρινίσματα σιδήρου πάνω στη γυάλινη επιφάνεια  εντός μαγνητικού πεδίου,μαγνητιστούν και διαταχθούν γραμμικά λαμβάνοντας έτσι την πορεία των μαγνητικών δυναμικών γραμμών που ασκούνται σ΄ αυτό

 Μαγνητικό φάσμα ονομάζεται η εικόνα που εμφανίζεται όταν ρινίσματα σιδήρου πάνω στη γυάλινη επιφάνεια εντός μαγνητικού πεδίου,μαγνητιστούν και διαταχθούν γραμμικά λαμβάνοντας έτσι την πορεία των μαγνητικών δυναμικών γραμμών που ασκούνται σ΄ αυτό.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΙ ΠΟΛΟΙ

 Κάθε μαγνήτης έχει δύο διαφορετικούς πόλους που  τους ονομάζουμε βόρειο και νότιο.Οι ομώνυμοι πόλοι απωθούνται,ενώ οι ετερώνυμοι έλκονται. 

Οι ομώνυμοι πόλοι απωθούνται,ενώ οι ετερώνυμοι έλκονται

 Διαπιστώνουμε ότι όσο απομακρυνόμαστε από τους πόλους και πλησιάζουμε προς  το μέσο  του μαγνήτη,οι μαγνητικές δυνάμεις εξασθενούν.

Αν κόψουμε  ένα μαγνήτη σε δύο μέρη προκύπτουν δύο νέοι μαγνήτες

 Αν κόψουμε ένα μαγνήτη σε δύο μέρη προκύπτουν δύο νέοι μαγνήτες.Όσες φορές και αν επαναληφθεί αυτό θα προκύπτουν πάντοτε νέοι μαγνήτες.Έτσι,συμπεραίνουμε ότι οι μαγνητικοί πόλοι υπάρχουν πάντα σε ζευγάρια. 

Παρατηρούμε ότι όταν ενώσουμε τους δύο μαγνήτες οι βίδες που συγκρατούσαν θα πέσουν.Αυτό γίνεται επειδή ενώνοντας τους δύο μαγνήτες οι βίδες θα βρίσκονται στο μέσο του μεγάλου μαγνήτη όπου οι μαγνητικές δυνάμεις εξασθενούν

 Έχουν γίνει εκτεταμένες έρευνες για να βρεθούν μαγνητικά μονόπολα,χωρίς όμως επιτυχία μέχρι σήμερα.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

 Τοποθετούμε μια μαγνητική βελόνα σε διαφορετικά σημεία ενός χώρου που υπάρχουν μαγνητικές γραμμές.Παρατηρούμε ότι η μαγνητική βελόνα προσανατολίζεται,με  τον άξονα  της εφαπτόμενο σε κάθε σημείο των δυναμικών γραμμών.

Τοποθετούμε μια μαγνητική βελόνα σε διαφορετικά σημεία ενός χώρου που υπάρχουν μαγνητικές γραμμές

 Ο χώρος στον οποίο μια μαγνητική βελόνα δέχεται δυνάμεις με αποτέλεσμα να προσανατολίζεται ονομάζεται μαγνητικό πεδίο.Η διεύθυνση του πεδίου σε κάποιο σημείο του είναι η διεύθυνση του άξονα της βελόνας,όταν αυτή είναι ελεύθερη να κινηθεί.

Μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ο χώρος μέσα στον οποίο εμφανίζονται μαγνητικές δυνάμεις

 Μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ο χώρος μέσα στον οποίο εμφανίζονται μαγνητικές δυνάμεις.
 Τις δυνάμεις αυτές πιστοποιούμε εύκολα με τη βοήθεια μιας μαγνητικής βελόνας.

 Επειδή δεν είναι δυνατό να απομονωθεί ένας μαγνητικός πόλος (Βόρειος ή Νότιος) οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές είναι πάντοτε κλειστές.Οι μαγνητικές γραμμές στο χώρο έξω από το μαγνήτη εξέρχονται από το βόρειο και εισέρχονται στο νότιο πόλο.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης

 Όπως στο ηλεκτρικό πεδίο χρησιμοποιούμε το διανυσματικό μέγεθος της έντασης Ε για να περιγράψουμε το πεδίο και να εκφράσουμε το πόσο ισχυρό είναι,έτσι και στο μαγνητικό πεδίο αντίστοιχα εισάγουμε το διανυσματικό μέγεθος Β που ονομάζεται ένταση του μαγνητικού πεδίου ή μαγνητική επαγωγή. 

Το διάνυσμα της έντασης Β του μαγνητικού πεδίου σε ένα σημείο του  έχει διεύθυνση τη διεύθυνση του άξονα της μαγνητικής βελόνας (αυτή ισορροπεί με την επίδραση του πεδίου) και  φορά από  το νότιο προς  το βόρειο πόλο της

 Το διάνυσμα της έντασης Β του μαγνητικού πεδίου σε ένα σημείο του έχει διεύθυνση  τη διεύθυνση  του άξονα  της μαγνητικής βελόνας (αυτή ισορροπεί με την επίδραση του πεδίου) και φορά από το νότιο προς  το βόρειο πόλο  της.
 Η ένταση του μαγνητικού πεδίου μας δείχνει πόσο ισχυρό ή ασθενές είναι το πεδίο. 
 Η μονάδα της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο SI ονομάζεται 1 Tesla(1 T).

 Κατ' αναλογία λοιπόν με  το ηλεκτρικό πεδίο,ορίζουμε τη δυναμική γραμμή του μαγνητικού πεδίου.

Ομογενές μαγνητικό πεδίο ονομάζεται το πεδίο εκείνο στο οποίο η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι ίδια σε όλα τα σημεία του

 Όταν σε ένα πεδίο,η ένταση παραμένει σταθερή κατά διεύθυνση φορά και μέτρο,το πεδίο λέγεται ομογενές.
 Ομογενές μαγνητικό πεδίο ονομάζεται το πεδίο εκείνο στο οποίο η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι ίδια σε όλα τα σημεία του.
 Στο πεδίο αυτό  οι δυναμικές γραμμές  είναι παράλληλες και ισόπυκνες.

Ανομοιογενές πεδίο (Β2>Β1) ονομάζεται το πεδίο εκείνο στο οποίο η ένταση του μαγνητικού πεδίου δεν είναι ίδια σε όλα τα σημεία του

 Ανομοιογενές μαγνητικό πεδίο ονομάζεται το πεδίο εκείνο στο οποίο η ένταση του μαγνητικού πεδίου δεν είναι ίδια σε όλα τα σημεία του.