Մագնիսական դաշտ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Իդեալական գլանաձև մագնիսի մագնիսական դաշտը:

Մագնիսական դաշտը էլեկտրական հոսանքի և մագնիսական նյութերի մագնիսական ազդեցության մաթեմատիկական նկարագրությունն է։

Մագնիսական դաշտ գոյություն ունի յուրաքանչյուր հաղորդչի շուրջ: Մագնիսական դաշտը ներկայացվում է երկու բաղադրիչներով՝ ուղղությամբ և մագնիտուդով (կամ ուժով); որպես այդպիսին այն վեկտորական դաշտ է։ Մագնիսական դաշտ - ուժային դաշտ է որը ազդում է շարժվող էլեկտրական լիցքերի և մարմիննրի վրա, որոնք անկախ իրենց շաըժման վիճակից ունեն մագնիսական մոմենտ: Մագնիսական դաշտը կարող է առաջանալ լիցքավորված մասնիկների հոսանքով և/կամ ատոմում էլեկտրոնների մագնիսական մոմենտով: Բացի դրամից այն առաջանում է ժամանակի ընթացքում էլեկտրական դաշտի փոփոխության առկայության դեպքում: Մագնիսական դաշտի հիմնական ուժային բնութագիրը հանդիսանումէ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորը В : Մաթեմատիկական տեսանկյունից B=B(x,y,z) - մագնիսական դաշտի ֆիզիկական իմաստը որոշող և կոնկրետացնող վեկտորական դաշտ: Մագնիսական դաշտի մեկ այլ հիմնարար բնորոշում է ( մագնիսական ինդուկցիաին փոխարինող և նրա հետ սերտորեն կապակցված, գրեթե հավասար նրան ֆիզիկական արժեքով) վեկտորական պոտենցիալը: Հաճախ գրականության մեջ վակուումում որպես մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագրերի (այսինքն մագնիսական միջավայրի բացակայության դեպքում) ընտրում է ոչ թե մագնիսական ինդուկցիան վեկտոր B-ն, այլ մագնիսական դաշտի լարվածության վեկտորը` H ,որ կարող է այնպես անել , որ վակուումում այս երկու վեկտորները համնկնեն,սակայն մագնիսական միջավայրում վեկտոր Hչի կրում այդ նույն ֆիզիկական իմաստոը : Այդ պատճառով, վակուումի համար` երկու մոտեցումնեի պայմանական համարժեքություըան դեպքում,սիստեմատիկ տեսանկյունից պետք է համարել հիմնական բնորոշ մագնիսական դաշտ B -ն: Մագնիսական դաշտը կարելի է անվանել մատերիայի հատուկ ձև,որի հետևանքով իրականացվում է փոխազդեցություն շարժվող լիցքավորված մասնիկների կամ մարմինների միջև,մագնիսական մոմենտով օժտված: Մագնիսական դաշտերը պարտադիր պայման են էլեկտրական դաշտերի գոյության համար:Միասին, մագնիսական և էլեկտրական դաշտերի ձևավորում են էլեկտրամագնիսական դաշտ, որոնք արտահայտվում են մասնավորապես թեթև եւ այլ էլեկտրամագնիսական ալիքների միջոցով:

Մագնիսական դաշտի աղբյուրներ[խմբագրել]

Մագնիսական դաշտը ստեղծվում(գեներացվում) է լիցքավորված մասնիկների հոսանքով, կամ ժամանակի ընթացքում փոփոխվող էլեկտրական դաշտով, կամ ներքին մագնիսական մոմենտների մասնիկներով :

Մագնիսական դաշտի առաջացումը[խմբագրել]

Մագնիսական դաշտը առաջանում է մասնիկների և մարմիններիի փոխազդեցությունից,շարժվող լիցքավորված մասնիկների փոխազդեցությունից (կամ հոսանքի առկայության դեպքում): Մագնիսական դաշտում շարժվող էլեկտրականապես լիցքավորված մասնիկի վրա ազդող ուժնը կոչվում է Լորենցի ուժ, որը միշտ ուղղահայաց է ուղղված v-ին և B վեկտորներին: Այն համեմատական է qմասնիկի լիցքին, արագություն բաղադրիչը V-ն է,ուղղահայաց էB մագնիսական դաշտի վեկտորին և B մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի մեծությանը: SI համակարգում հավասարումը ունի հետևյալ տեսքը` F=q(v×B) Երկու մագնիսների փոխազդեցություն Առօրյա կյանքում ամենահաճախ հանդիպող մագնիսական դաշտի դրսևորումներից մեկը դա երկու մագնիսների փոխազդեցություն է` նույնանունները վանում են, տարանունները ձգում:

Մաթեմատիկական պատկերացում[խմբագրել]

Մագնիսական դաշտի մակրոսկոպիկ բնութագիրը ներկայացված է երկու տարբեր վեկտորական դաշտերում` H և B նշանակվող: H անվանում են մագնիսական դաշտի լարվածությունը, B` մագնիսական ինդուկցիա: Մագնիսական դաշտ տերմինը կիրառվում է այդ երկու դաշտերի համար էլ(սակայն շամանակին կիրառվում էր առաջնահերթ H ի համար): B Մագնիսական ինդուկցիան համարվում է մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագիր, քանի-որ առաջին հերթին հենց նա է որոշում լիցքի վրա ազդող ուշը, իսկ երկրորդ B և E ն իրականում հանդիսանում են միևնույն թենզոէլեկտրամագնիսական դաշտի բաղադրիչ: Նույն կերպ H ը և D Էլեկտրական ինդուկցիան միավորվում են միևնույն թենզորի մեջ: Իր հերթին էլեկտրամագնիսական դաշտի բաժանումը էլեկտրականի և մագնիսականի համարվում է պայմանական և կախված է տեղեկատվական համակարգի ընտրությունից,այդ իսկ պատճառով E և B վեկտորները պետք է ընտրվեն միասին: Այսինքն, վակուումում, հետևաբար նաև ֆունդամենտալ մակրոսկոպիկ մակարդակում H և B -ն համնկնում են, ինչը թույլ է տալիս ավտոմատ ռեժիմում մագնիսական հոսանքի ֆունդամենտալ նկարագրության համար ընտրել H և B-ն կամայականորեն:

Մագնիսական հոսանքի էներգիա[խմբագրել]

Մագնիսական հոսանքի էներգիայի խտության մեծացումը հավասար է` dω=H×dB, որտեղ H-ը մագնիսական դաշտի լարվածությունն է, իսկ B -ն մագնիսական ինդուկցիան:

Նյութերի մագնիսական հատկությունները[խմբագրել]

Ֆունդամենտալ տեսանկյունից մագնիսական դաշտը կարող է առաջանալ փոփոխական էլեկտրական դաշտով,էլեկտրական հոսանքներով լիցքավորված մասնիկների հոսքի տեսքով կամ մասնիկների մագնիսական մոմենտով: Հստակ միկրոսկոպիկ կառույցները և տարբեր նյութերի հատկությունները բերում են նրան որ մակրոսկոպիկ աստիճանում արտաքին մագնիսական ազդեցության ներքո նրանք կարող են իրենց դրսևորել տարբեր կերպ: Դրա հետևանքով նյութերը իրենց մագնիսական հատկությունների նկատմամբ բաժանվում են հիմնական խմբերի`

    • Դիամագնիսականություն` այն երևույթն է, երբ նյութը մագնիսանում է արտաքին մագնիսական դաշտին հակառակ ուղղությամբ:
    • Պարամագնիսականություն`այն երևույթն է, երբ նյութը մագնիսանում է արտաքին մագնիսական դաշտին ուղղությամբ:
    • Ֆեռիմագնիսականություն` նյութի մագնիսակարգավորված վիճակ, երբ նյութի մասնիկների մագնիսական մոմենտները կազմում են երկու կամ ավելի թվով մագնիսական ենթացանցեր, որոնցից յուրաքանչյուրի մագնիսական մոմենտներն ունեն միևնույն ուղղությունը։
    • Ֆեռոմագնիսականություն`նյութեր, որոնցում որոշակի կրիտիկական ջերմաստիճանց ցածր լինենու դեմքում սահմանվում է մագնիսական մոմենտների հեռահար ֆեռոմագնիսական կարգ:
    • Հակաֆեռիմագնիսականություն` նյութեր, որոնցում սահմանվում է ատոմների և իոնների մագնիսական մոմենտների հակաֆեռիմագնիսական դասակարգում:

Մագնիսական դաշտի գաղափարների զարգացման պատմություն[խմբագրել]

Չնայած որ մագնիսները և մագնիսականությունը հայտնի են եղել շատ ավելի վաղ,մագնիսական դաշտի ուսումնասիրությունը սկսվել է 1269 - ին,երբ Ֆրանսիայի գիտնական Փիթեր Պերիգրինը նկատել է մագնիսական դաշտ գնդաձև մագնիսի վրա, օգտագործելով պողպատե ասեղներ հայտնաբերել է որ արդյունքում ստացբող մագնիսական ուժագծերը հատվում են երկու կետում որոնք նա անվանել է «բևեռներ» Երկրի բևեռների նման: Գրեթե երեք դար անց, Ուիլիամ Գիլբերդ Կոլչեստեր - ը օգտագործելով Փիթեր Պերիգրին աշխատությունները և առաջին անգամ սահմանեց որ Երկրիը ինքնին մագնիս է: