تسمى المجالات المغناطيسية المجال المغناطيسي وخصائصه – محاضرة

أنظر أيضا: البوابة:الفيزياء

يمكن إنشاء مجال مغناطيسي تيار الجسيمات المشحونةو/أو لحظات مغناطيسية الإلكتروناتالخامس الذرات(واللحظات المغناطيسية للجسيمات الأخرى، وإن كانت بدرجة أقل بشكل ملحوظ) ( مغناطيس دائم).

وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يظهر في وجود وقت متفاوت الحقل الكهربائي.

القوة الرئيسية المميزة للمجال المغناطيسي هي ناقلات الحث المغناطيسي (ناقلات تحريض المجال المغناطيسي). من وجهة نظر رياضية - حقل شعاعي، تعريف وتحديد المفهوم الفيزيائي للمجال المغناطيسي. في كثير من الأحيان، للإيجاز، يسمى ناقل الحث المغناطيسي ببساطة بالمجال المغناطيسي (على الرغم من أن هذا ربما لا يكون الاستخدام الأكثر صرامة للمصطلح).

خاصية أساسية أخرى للمجال المغناطيسي (بديلة للحث المغناطيسي ومترابطة معه بشكل وثيق، تساويه تقريبًا في القيمة الفيزيائية) وهي إمكانات المتجهات .

يمكن تسمية المجال المغناطيسي بأنه نوع خاص من المادة، يحدث من خلاله التفاعل بين الجزيئات المشحونة المتحركة أو الأجسام التي لها لحظة جاذبة.

المجالات المغناطيسية هي نتيجة ضرورية (في السياق) لوجود المجالات الكهربائية.

  • من وجهة نظر نظرية المجال الكمي، يعتبر التفاعل المغناطيسي حالة خاصة التفاعل الكهرومغناطيسييحملها عديمة الكتلة الأساسية بوسون - الفوتون(جسيم يمكن تمثيله على أنه إثارة كمومية للمجال الكهرومغناطيسي)، غالبًا (على سبيل المثال، في جميع حالات المجالات الثابتة) - افتراضي.

مصادر المجال المغناطيسي

يتم إنشاء (توليد) مجال مغناطيسي تيار الجسيمات المشحونة، أو متغيرة الزمن الحقل الكهربائيأو العزوم المغناطيسية الخاصة بالجسيمات (الأخيرة، من أجل توحيد الصورة، يمكن اختزالها رسميًا إلى تيارات كهربائية).

عملية حسابية

في الحالات البسيطة، يمكن العثور على المجال المغناطيسي للموصل مع التيار (بما في ذلك حالة التيار الموزع بشكل تعسفي على حجم أو مساحة) من قانون بيوت-سافارت-لابلاسأو نظريات الدورة الدموية(الملقب ب - قانون أمبير). ومن حيث المبدأ تقتصر هذه الطريقة على حالة (التقريب) الاستاتيكا المغناطيسية- أي حالة المجالات المغناطيسية والكهربائية الثابتة (إذا كنا نتحدث عن قابلية التطبيق الصارم) أو المتغيرة ببطء (إذا كنا نتحدث عن تطبيق تقريبي).

وفي المواقف الأكثر تعقيدًا، يتم البحث عنها كحل معادلات ماكسويل.

مظهر من المجال المغناطيسي

يتجلى المجال المغناطيسي في التأثير على اللحظات المغناطيسية للجسيمات والأجسام، على الجسيمات المشحونة المتحركة (أو الموصلات الحاملة للتيار). تسمى القوة المؤثرة على جسم مشحون كهربائيا يتحرك في مجال مغناطيسي قوة لورنتز، والتي يتم توجيهها دائمًا بشكل عمودي على المتجهات الخامسو ب. إنه متناسب تكلفةحبيبات س، مكون السرعة الخامس، عمودي على اتجاه ناقل المجال المغناطيسي ب، وحجم تحريض المجال المغناطيسي ب. في وحدات SI قوة لورنتزيتم التعبير عنها مثل هذا:

في نظام وحدة GHS:

حيث تشير الأقواس المربعة منتج ناقلات.

أيضًا (بسبب تأثير قوة لورنتز على الجزيئات المشحونة التي تتحرك على طول الموصل)، يعمل المجال المغناطيسي موصلمع صدمة كهربائية. تسمى القوة المؤثرة على موصل يحمل تيارا قوة أمبير. تتكون هذه القوة من القوى المؤثرة على شحنات فردية تتحرك داخل الموصل.

تفاعل اثنين من المغناطيس

أحد المظاهر الأكثر شيوعًا للمجال المغناطيسي في الحياة اليومية هو التفاعل بين اثنين مغناطيس: كما تتنافر الأقطاب، تتجاذب الأقطاب المتضادة. من المغري وصف التفاعل بين المغناطيس بأنه تفاعل بين اثنين احتكاراتومن وجهة نظر رسمية، هذه الفكرة مجدية تمامًا وغالبًا ما تكون مريحة جدًا، وبالتالي مفيدة عمليًا (في الحسابات)؛ ومع ذلك، يظهر التحليل التفصيلي أن هذا في الواقع ليس وصفًا صحيحًا تمامًا للظاهرة (السؤال الأكثر وضوحًا الذي لا يمكن تفسيره ضمن مثل هذا النموذج هو السؤال عن سبب عدم إمكانية فصل أحاديات القطب أبدًا، أي لماذا تظهر التجربة أنه لا يمكن فصل أحاديات القطب؟) الجسم المعزول لا يحتوي فعليًا على شحنة مغناطيسية، بالإضافة إلى ذلك، فإن ضعف النموذج هو أنه لا ينطبق على المجال المغناطيسي الناتج عن تيار مجهري، وبالتالي، إذا لم يتم اعتباره تقنية شكلية بحتة، فإنه يؤدي فقط إلى إلى تعقيد النظرية بالمعنى الأساسي).

والأصح أن نقول ذلك ثنائي القطب المغناطيسي، عند وضعها في مجال غير منتظم، تعمل قوة تميل إلى تدويرها بحيث يتماشى العزم المغناطيسي لثنائي القطب مع المجال المغناطيسي. لكن لا يوجد مغناطيس يواجه القوة (الإجمالية) التي يمارسها مجال مغناطيسي منتظم. القوة المؤثرة على ثنائي القطب المغناطيسيمع لحظة مغناطيسية ميعبر عنها بالصيغة:

يمكن تحديد القوة المؤثرة على المغناطيس (وهو ليس ثنائي القطب واحد) من مجال مغناطيسي غير منتظم من خلال جمع كل القوى (التي تحددها هذه الصيغة) المؤثرة على ثنائيات القطب الأولية التي تشكل المغناطيس.

ومع ذلك، من الممكن اتباع نهج يقلل من تفاعل المغناطيس مع قوة الأمبير، ويمكن أيضًا الحصول على الصيغة المذكورة أعلاه للقوة المؤثرة على ثنائي القطب المغناطيسي بناءً على قوة الأمبير.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

حقل شعاعي حتقاس الامبيراتعلى متر(أ/م) في النظام سيو في أورستيداخالخامس النظام العالمي المنسق عالمياً. إن Oersteds وGaussians هما كميات متطابقة؛ وتقسيمهما اصطلاحي بحت.

طاقة المجال المغناطيسي

الزيادة في كثافة طاقة المجال المغناطيسي تساوي:

ح - قوة المجال المغناطيسي , ب - الحث المغناطيسي

في تقريب الموتر الخطي النفاذية المغناطيسيةهنالك الموتر(دعنا نشير إليه) وضرب المتجه به هو ضرب الموتر (المصفوفة):

أو في المكونات.

كثافة الطاقة في هذا التقريب تساوي:

- مكونات الموتر النفاذية المغناطيسية، هو موتر يمكن تمثيله بواسطة مصفوفة، يعكسمصفوفة موتر النفاذية المغناطيسية، - ثابت مغناطيسي

عند اختيار محاور الإحداثيات التي تتوافق مع المحاور الرئيسية لموتر النفاذية المغناطيسية، يتم تبسيط الصيغ الموجودة في المكونات:

- المكونات القطرية لموتر النفاذية المغناطيسية في محاورها الخاصة (المكونات المتبقية في هذه الإحداثيات الخاصة - وفيها فقط! - تساوي الصفر).

في المغناطيس الخطي الخواص:

- نسبي النفاذية المغناطيسية

في فراغ و:

يمكن العثور على طاقة المجال المغناطيسي في المحث باستخدام الصيغة:

F - الفيض المغناطيسي، أنا - الحالي، لام - الحثلفائف أو تدور مع التيار.

الخصائص المغناطيسية للمواد

من وجهة نظر أساسية، كما ذكرنا أعلاه، يمكن إنشاء مجال مغناطيسي (وبالتالي - في سياق هذه الفقرة - إضعافه أو تقويته) بواسطة مجال كهربائي متناوب، أو تيارات كهربائية على شكل تيارات من الجسيمات المشحونة، أو العزوم المغناطيسية للجسيمات.

يؤدي التركيب المجهري المحدد وخصائص المواد المختلفة (وكذلك مخاليطها وسبائكها وحالات التجميع والتعديلات البلورية وما إلى ذلك) إلى حقيقة أنها يمكن أن تتصرف بشكل مختلف تمامًا على المستوى العياني تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي. (وعلى وجه الخصوص، إضعافه أو تعزيزه بدرجات متفاوتة).

وفي هذا الصدد، تنقسم المواد (والبيئات بشكل عام) من حيث خواصها المغناطيسية إلى المجموعات الرئيسية التالية:

توكي فوكو

تيارات فوكو (تيارات إيدي) - مغلقة التيارات الكهربائيةفي ضخمة موصل، الناشئة عن تغير في التخلل الفيض المغناطيسي. هم التيارات الحثيةيتكون في جسم موصل إما نتيجة تغير زمن المجال المغناطيسي الذي يوجد فيه، أو نتيجة حركة جسم في مجال مغناطيسي، مما يؤدي إلى تغير التدفق المغناطيسي خلال المجال المغناطيسي. الجسم أو أي جزء منه. وفق حكم لينزيتم توجيه المجال المغناطيسي لتيارات فوكو لمواجهة التغير في التدفق المغناطيسي الذي يحفز هذه التيارات.

تاريخ تطور الأفكار حول المجال المغناطيسي

على الرغم من أن المغناطيس والمغناطيسية كانا معروفين قبل ذلك بكثير، إلا أن دراسة المجال المغناطيسي بدأت في عام 1269، عندما قام العالم الفرنسي بيتر بيريجرين (الفارس بيير من ميريكورت) بوضع علامة على المجال المغناطيسي على سطح مغناطيس كروي باستخدام إبر فولاذية وقرر أن الناتج تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي عند نقطتين، أطلق عليهما اسم "الأقطاب" قياسًا على قطبي الأرض. وبعد ثلاثة قرون تقريبًا، ويليام جيلبرت كولشيستراستخدم عمل بيتر بيريجرين وذكر لأول مرة بالتأكيد أن الأرض نفسها مغناطيس. نُشرت أعمال جيلبرت عام 1600 "دي ماجنيتي"، وضع أسس المغناطيسية كعلم.

وقد تحدت ثلاثة اكتشافات متتالية هذا "الأساس المغناطيسي". أولاً: عام 1819 هانز كريستيان أورستداكتشف أن التيار الكهربائي يخلق مجالا مغناطيسيا حول نفسه. ثم، في عام 1820، أندريه ماري أمبيرأظهر أن الأسلاك المتوازية التي تحمل تيارًا في نفس الاتجاه تتجاذب مع بعضها البعض. أخيراً، جان بابتيست بيوتو فيليكس سافاردوفي عام 1820 اكتشفوا قانونًا يسمى قانون بيوت-سافارت-لابلاسوالتي تنبأت بشكل صحيح بالمجال المغناطيسي حول أي سلك حي.

وتوسعًا في هذه التجارب، نشر أمبير نموذجه الناجح للمغناطيسية في عام 1825. في ذلك، أظهر معادلة التيار الكهربائي في المغناطيس، وبدلاً من ثنائيات أقطاب الشحنات المغناطيسية لنموذج بواسون، اقترح فكرة أن المغناطيسية مرتبطة بحلقات التيار المتدفقة باستمرار. وقد أوضحت هذه الفكرة سبب عدم إمكانية عزل الشحنة المغناطيسية. وبالإضافة إلى ذلك، أخرج أمبير القانون المسمى باسمه، والذي، مثل قانون بيوت-سافارت-لابلاس، وصف بشكل صحيح المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المباشر، وتم تقديمه أيضًا نظرية دوران المجال المغناطيسي. وفي هذا العمل أيضًا، صاغ أمبير مصطلح "الديناميكا الكهربائية" لوصف العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية.

على الرغم من أن قوة المجال المغناطيسي للشحنة الكهربائية المتحركة الواردة في قانون أمبير لم يتم ذكرها صراحة، في عام 1892 هندريك لورينزاشتقها من معادلات ماكسويل. وفي الوقت نفسه، تم الانتهاء بشكل أساسي من النظرية الكلاسيكية للديناميكا الكهربائية.

توسعت وجهات النظر في القرن العشرين حول الديناميكا الكهربائية، وذلك بفضل ظهور النظرية النسبية وميكانيكا الكم. البرت اينشتاينفي ورقته البحثية عام 1905، والتي أسست نظريته النسبية، أظهر أن المجالات الكهربائية والمغناطيسية جزء من نفس الظاهرة، ويتم النظر فيها في أطر مرجعية مختلفة. (انظر مشكلة نقل المغناطيس والموصل - تجربة فكريةمما ساعد في نهاية المطاف أينشتاين على التطور النظرية النسبية الخاصة). أخيراً، ميكانيكا الكمتم دمجها مع الديناميكا الكهربائية لتشكيلها الديناميكا الكهربائية الكمية(QED).

أنظر أيضا

  • متخيل الفيلم المغناطيسي

ملحوظات

  1. مكتب تقييس الاتصالات. 1973، "الموسوعة السوفيتية".
  2. في حالات معينة، يمكن أن يوجد المجال المغناطيسي في غياب المجال الكهربائي، ولكن بشكل عام، يرتبط المجال المغناطيسي بعمق مع المجال الكهربائي، سواء ديناميكيًا (التوليد المتبادل للمتغيرات بواسطة المجالين الكهربائي والمغناطيسي لبعضهما البعض) وبمعنى أنه عند الانتقال إلى نظام مرجعي جديد، يتم التعبير عن المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي من خلال بعضهما البعض، أي أنه بشكل عام لا يمكن فصلهما دون قيد أو شرط.
  3. يافورسكي بي إم، ديتلاف أ.دليل الفيزياء: الطبعة الثانية، المنقحة. - م.: العلم، مكتب التحرير الرئيسي للأدب الفيزيائي والرياضي، 1985، - 512 ص.
  4. في سييتم قياس الحث المغناطيسي في تسلا(ت) في النظام النظام العالمي المنسق عالمياًالخامس غاوس.
  5. تطابق تام في نظام الوحدات النظام العالمي المنسق عالمياً، الخامس سي- تختلف بمعامل ثابت، وهو بالطبع لا يغير حقيقة هويتهم الجسدية العملية.
  6. الفرق الأكثر أهمية ووضوحًا هنا هو أن القوة المؤثرة على جسيم متحرك (أو على ثنائي القطب المغناطيسي) يتم حسابها بدقة من خلال وليس من خلال. أي طريقة قياس أخرى صحيحة وذات مغزى ستجعل من الممكن أيضًا القياس بدقة، على الرغم من أنه قد يكون أكثر ملاءمة للحسابات الرسمية في بعض الأحيان - وهذا، في الواقع، هو الهدف من إدخال هذه الكمية المساعدة (وإلا كان من الممكن الاستغناء عنها تماما، وذلك باستخدام فقط
  7. ومع ذلك، يجب أن نفهم جيدًا أن عددًا من الخصائص الأساسية لهذه "المادة" تختلف اختلافًا جوهريًا عن خصائص ذلك النوع العادي من "المادة"، والذي يمكن تسميته بمصطلح "مادة".
  8. سم. نظرية أمبير.
  9. بالنسبة للمجال المنتظم، يعطي هذا التعبير قوة صفرًا، نظرًا لأن جميع المشتقات تساوي صفرًا بعن طريق الإحداثيات.
  10. سيفوخين د. دورة الفيزياء العامة. - إد. 4، النمطية. - م.: فيزماتليت; دار النشر MIPT، 2004. - T. III. كهرباء. - 656 ق. - ردمك 5-9221-0227-3 ; ردمك 5-89155-086-5.

دعونا نفهم معًا ما هو المجال المغناطيسي. بعد كل شيء، يعيش الكثير من الناس في هذا المجال طوال حياتهم ولا يفكرون فيه حتى. حان الوقت لإصلاحه!

مجال مغناطيسي

مجال مغناطيسي- نوع خاص من المادة . يتجلى في العمل على تحريك الشحنات الكهربائية والأجسام التي لها عزم مغناطيسي خاص بها (المغناطيس الدائم).

هام: المجال المغناطيسي لا يؤثر على الشحنات الثابتة! وينشأ المجال المغناطيسي أيضًا عن طريق الشحنات الكهربائية المتحركة، أو عن طريق مجال كهربائي متغير بمرور الوقت، أو عن طريق العزوم المغناطيسية للإلكترونات في الذرات. أي أن أي سلك يتدفق من خلاله التيار يصبح أيضًا مغناطيسًا!

جسم له مجال مغناطيسي خاص به.

المغناطيس له قطبان يسمى الشمال والجنوب. يتم إعطاء التسميات "الشمال" و"الجنوب" للملاءمة فقط (مثل "زائد" و"سالب" في الكهرباء).

ويمثل المجال المغناطيسي خطوط الطاقة المغناطيسية. خطوط القوة مستمرة ومغلقة، واتجاهها يتطابق دائمًا مع اتجاه عمل قوى المجال. إذا تناثرت نشارة معدنية حول مغناطيس دائم، فإن جزيئات المعدن ستظهر صورة واضحة لخطوط المجال المغناطيسي الخارجة من القطب الشمالي والداخلة إلى القطب الجنوبي. الخاصية الرسومية للمجال المغناطيسي - خطوط القوة.

خصائص المجال المغناطيسي

الخصائص الرئيسية للمجال المغناطيسي هي الحث المغناطيسي, الفيض المغناطيسيو النفاذية المغناطيسية. ولكن دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب.

دعونا نلاحظ على الفور أن جميع وحدات القياس موجودة في النظام سي.

الحث المغناطيسي ب - الكمية الفيزيائية المتجهة، وهي القوة الرئيسية المميزة للمجال المغناطيسي. تمت الإشارة إليه بالحرف ب . وحدة قياس الحث المغناطيسي – تسلا (ت).

يوضح الحث المغناطيسي مدى قوة المجال من خلال تحديد القوة التي يؤثر بها على الشحنة. تسمى هذه القوة قوة لورنتز.

هنا س - تكلفة، الخامس - سرعته في المجال المغناطيسي، ب - تعريفي، F - قوة لورنتز التي يؤثر بها المجال على الشحنة.

F- كمية فيزيائية تساوي ناتج الحث المغناطيسي في مساحة الدائرة وجيب التمام بين ناقل الحث والمستوى الطبيعي للدائرة التي يمر عبرها التدفق. التدفق المغناطيسي هو خاصية عددية للمجال المغناطيسي.

يمكننا القول أن التدفق المغناطيسي يميز عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق مساحة الوحدة. يتم قياس التدفق المغناطيسي في ويبراخ (ويب).

النفاذية المغناطيسية- المعامل الذي يحدد الخواص المغناطيسية للوسط. إحدى المعلمات التي يعتمد عليها الحث المغناطيسي للمجال هي النفاذية المغناطيسية.

لقد كان كوكبنا مغناطيسًا ضخمًا لعدة مليارات من السنين. يختلف تحريض المجال المغناطيسي للأرض حسب الإحداثيات. وعند خط الاستواء تبلغ تقريبًا 3.1 في 10 أس سالب القوة الخامسة لتسلا. بالإضافة إلى ذلك، هناك حالات شاذة مغناطيسية حيث تختلف قيمة واتجاه المجال بشكل كبير عن المناطق المجاورة. بعض من أكبر الشذوذات المغناطيسية على الكوكب - كورسكو الشذوذ المغناطيسي البرازيلي.

أصل المجال المغناطيسي للأرض لا يزال لغزا للعلماء. ومن المفترض أن مصدر الحقل هو قلب المعدن السائل للأرض. يتحرك القلب، مما يعني أن سبيكة الحديد والنيكل المنصهرة تتحرك، وحركة الجسيمات المشحونة هي التيار الكهربائي الذي يولد المجال المغناطيسي. المشكلة هي أن هذه النظرية ( جيودينامو) لا يشرح كيفية الحفاظ على استقرار المجال.

الأرض عبارة عن ثنائي قطب مغناطيسي ضخم.لا تتطابق الأقطاب المغناطيسية مع الأقطاب الجغرافية، على الرغم من تقاربهما. علاوة على ذلك، تتحرك الأقطاب المغناطيسية للأرض. وقد تم تسجيل نزوحهم منذ عام 1885. على سبيل المثال، على مدى المائة عام الماضية، تحرك القطب المغناطيسي في نصف الكرة الجنوبي حوالي 900 كيلومتر ويقع الآن في المحيط الجنوبي. ويتحرك قطب نصف الكرة الشمالي عبر المحيط المتجمد الشمالي إلى الشذوذ المغناطيسي السيبيري الشرقي؛ وكانت سرعة حركته (بحسب بيانات عام 2004) حوالي 60 كيلومترًا في السنة؛ الآن هناك تسارع في حركة البولنديين - في المتوسط، تنمو السرعة بمقدار 3 كيلومترات في السنة.

ما أهمية المجال المغناطيسي للأرض بالنسبة لنا؟بادئ ذي بدء، يحمي المجال المغناطيسي للأرض الكوكب من الأشعة الكونية والرياح الشمسية. لا تسقط الجسيمات المشحونة من الفضاء السحيق مباشرة على الأرض، ولكنها تنحرف عن طريق مغناطيس عملاق وتتحرك على طول خطوط قوته. وبالتالي، فإن جميع الكائنات الحية محمية من الإشعاع الضار.

لقد حدثت عدة أحداث على مدار تاريخ الأرض. الانقلابات(تغيرات) الأقطاب المغناطيسية. انقلاب القطب- هذا عندما يغيرون الأماكن. آخر مرة حدثت فيها هذه الظاهرة كانت قبل حوالي 800 ألف سنة، وفي المجمل كان هناك أكثر من 400 انقلاب مغناطيسي أرضي في تاريخ الأرض، ويعتقد بعض العلماء أنه نظرا للتسارع الملحوظ لحركة الأقطاب المغناطيسية، فإن القطب التالي ومن المتوقع أن يحدث الانقلاب خلال الألفي سنة القادمة.

ومن حسن الحظ أن تغيير القطب ليس من المتوقع بعد في قرننا هذا. هذا يعني أنه يمكنك التفكير في أشياء ممتعة والاستمتاع بالحياة في المجال القديم الجيد الثابت للأرض، مع مراعاة الخصائص والخصائص الأساسية للمجال المغناطيسي. ولكي تتمكن من القيام بذلك، هناك مؤلفونا الذين يمكنك أن تعهد إليهم بثقة ببعض المشاكل التعليمية! وأنواع أخرى من العمل يمكنك طلبها باستخدام الرابط.

مصادر المجال المغناطيسي هي متحرك الشحنات الكهربائية (التيارات) . ينشأ المجال المغناطيسي في الفضاء المحيط بالموصلات الحاملة للتيار، كما ينشأ المجال الكهربائي في الفضاء المحيط بالشحنات الكهربائية الثابتة. يتم أيضًا إنشاء المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم بواسطة تيارات كهربائية دقيقة تدور داخل جزيئات المادة (فرضية أمبير).

لوصف المجال المغناطيسي، من الضروري تقديم خاصية قوة للمجال، تشبه المتجه التوتراتالحقل الكهربائي. هذه الخاصية هي ناقلات الحث المغناطيسييحدد متجه الحث المغناطيسي القوى المؤثرة على التيارات أو الشحنات المتحركة في المجال المغناطيسي.
يعتبر الاتجاه الإيجابي للناقل هو الاتجاه من القطب الجنوبي S إلى القطب الشمالي N للإبرة المغناطيسية، والتي يتم وضعها بحرية في المجال المغناطيسي. وهكذا، فمن خلال فحص المجال المغناطيسي الناتج عن تيار أو مغناطيس دائم باستخدام إبرة مغناطيسية صغيرة، من الممكن في كل نقطة في الفضاء

من أجل وصف المجال المغناطيسي كميًا، من الضروري الإشارة إلى طريقة تحديد ليس فقط
اتجاه المتجه ولكن ووحدتهوحدة ناقل الحث المغناطيسي تساوي نسبة القيمة القصوى
قوة الامبير المؤثرة على موصل مستقيم مع تيار تيار تساوي شدة التيار أنافي الموصل وطوله Δ ل :

يتم توجيه قوة الأمبير بشكل عمودي على ناقل الحث المغناطيسي واتجاه التيار المتدفق عبر الموصل. عادة ما يتم استخدام تحديد اتجاه قوة أمبير حكم اليد اليسرى: إذا قمت بوضع يدك اليسرى بحيث تدخل خطوط الحث في راحة اليد، ويتم توجيه الأصابع الممدودة على طول التيار، فإن الإبهام المختطف سيشير إلى اتجاه القوة المؤثرة على الموصل.

المجال المغناطيسي بين الكواكب

إذا كان الفضاء بين الكواكب فراغًا، فإن المجالات المغناطيسية الوحيدة فيه يمكن أن تكون فقط تلك الخاصة بالشمس والكواكب، بالإضافة إلى حقل من أصل مجري يمتد على طول الأذرع الحلزونية لمجرتنا. في هذه الحالة، ستكون مجالات الشمس والكواكب في الفضاء بين الكواكب ضعيفة للغاية.
في الواقع، الفضاء بين الكواكب ليس فراغًا، ولكنه مملوء بالغاز المتأين المنبعث من الشمس (الرياح الشمسية). تركيز هذا الغاز هو 1-10 سم -3، والسرعات النموذجية تتراوح بين 300 و800 كم/ث، ودرجة الحرارة قريبة من 105 كلفن (تذكر أن درجة حرارة الإكليل هي 2×106 كلفن).
الرياح المشمسة– تدفق البلازما من الهالة الشمسية إلى الفضاء بين الكواكب. وعلى مستوى مدار الأرض يبلغ متوسط ​​سرعة جزيئات الرياح الشمسية (البروتونات والإلكترونات) حوالي 400 كم/ث، ويبلغ عدد الجزيئات عدة عشرات في 1 سم3.

أظهر العالم الإنجليزي ويليام جيلبرت، طبيب البلاط الملكي للملكة إليزابيث، في عام 1600 لأول مرة أن الأرض عبارة عن مغناطيس لا يتطابق محوره مع محور دوران الأرض. وبالتالي، حول الأرض، كما هو الحال حول أي مغناطيس، يوجد مجال مغناطيسي. في عام 1635، اكتشف جيليبراند أن المجال المغناطيسي للأرض يتغير ببطء، وأجرى إدموند هالي أول مسح مغناطيسي في العالم للمحيطات وأنشأ أول خرائط مغناطيسية في العالم (1702). في عام 1835، أجرى غاوس تحليلًا توافقيًا كرويًا للمجال المغناطيسي للأرض. أنشأ أول مرصد مغناطيسي في العالم في غوتنغن.

بضع كلمات عن البطاقات المغناطيسية. عادة، كل 5 سنوات، يتم تمثيل توزيع المجال المغناطيسي على سطح الأرض بخرائط مغناطيسية لثلاثة عناصر مغناطيسية أو أكثر. في كل من هذه الخرائط، يتم رسم الخطوط المتساوية التي يكون لعنصر معين قيمة ثابتة عليها. تسمى الخطوط ذات الانحراف المتساوي D متساوي الأضلاع، والميل I يسمى الخطوط المتساوية، وتسمى مقادير القوة الكلية B الخطوط المتساوية الديناميكية أو الأيزودينات. تُسمى الخطوط المتساوية المغناطيسية للعناصر H وZ وX وY بالخطوط المتساوية للمكونات الأفقية أو الرأسية أو الشمالية أو الشرقية، على التوالي.

دعنا نعود إلى الرسم. تُظهر دائرة نصف قطرها الزاوي 90 درجة - د، والتي تصف موقع الشمس على سطح الأرض. يتقاطع قوس الدائرة الكبرى المرسوم عبر النقطة P والقطب المغنطيسي الأرضي B مع هذه الدائرة عند النقطتين H'n وH'm، اللتين تشيران إلى موقع الشمس، على التوالي، في لحظات الظهيرة المغنطيسية الأرضية ومنتصف الليل المغنطيسي الأرضي للنقطة P. تعتمد اللحظات على خط عرض النقطة P. تتم الإشارة إلى الشمس عند الظهيرة الحقيقية المحلية ومنتصف الليل بالنقطتين H n وH m، على التوالي. عندما تكون d موجبة (الصيف في نصف الكرة الشمالي)، فإن النصف الصباحي من اليوم المغنطيسي الأرضي لا يساوي المساء. عند خطوط العرض العليا، يمكن أن يكون الوقت المغنطيسي الأرضي مختلفًا تمامًا عن الوقت الحقيقي أو المتوسط ​​في معظم أوقات اليوم.
عند الحديث عن الوقت وأنظمة الإحداثيات، دعونا نتحدث أيضًا عن مراعاة الانحراف المركزي لثنائي القطب المغناطيسي. كان ثنائي القطب اللامركزي ينجرف ببطء نحو الخارج (شمالًا وغربًا) منذ عام 1836. فهل عبر المستوى الاستوائي؟ حوالي عام 1862. ويقع مسارها الشعاعي في منطقة جزيرة جيلبرت في المحيط الهادئ

تأثير المجال المغناطيسي على التيار

وفي كل قطاع، تختلف سرعة الرياح الشمسية وكثافة الجسيمات بشكل منهجي. تظهر عمليات رصد الصواريخ أن كلا المعلمتين تزيدان بشكل حاد عند حدود القطاع. وفي نهاية اليوم الثاني بعد اجتياز حدود القطاع، ترتفع الكثافة بسرعة كبيرة، ثم بعد يومين أو ثلاثة أيام تبدأ في الزيادة ببطء. وتتناقص سرعة الرياح الشمسية ببطء في اليوم الثاني أو الثالث بعد وصولها إلى ذروتها. يرتبط هيكل القطاع والتغيرات الملحوظة في السرعة والكثافة ارتباطًا وثيقًا باضطرابات الغلاف المغناطيسي. هيكل القطاع مستقر تمامًا، لذا فإن هيكل التيار بأكمله يدور مع الشمس لعدة دورات شمسية على الأقل، ويمر فوق الأرض كل 27 يومًا تقريبًا.