ما هي الأقطاب المغناطيسية ، ما هو الفرق بين القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي
قطب مغناطيسي هو مفهوم مفيد من نظرية المجال المغناطيسي شبيه بالمفهوم الشحنة الكهربائية… تعريفات الشمال والجنوب فيما يتعلق بهذه الأقطاب ضمن هذا القياس تتوافق مع تعريفات الشحنة مثل ايجابي وسلبي.
مثلما توجد قوة تنافر بين إلكترونين وقوة جذب بين إلكترون وبروتون ، هناك قوة تنافر بين القطبين الشماليين المغناطيسيين وقوة جذب بين القطبين الشمالي والجنوبي.
يمكن وصف المجالات المغناطيسية باستخدام خطوط التدفق المغناطيسي أو خطوط القوة… يرتبط هذا المفهوم بالسلوك الافتراضي لقطب شمالي متحرك واحد في مجال مغناطيسي خارجي.
إذا كان مثل هذا القطب موجودًا ، فإنه في ظل الظروف المحددة سيميل إلى التحرك في اتجاه المجال في أي نقطة في الفضاء وسوف يصف مسارات تسمى خطوط القوة. يتحرك قطب جنوبي واحد على طول خطوط القوة في الاتجاه المعاكس لاتجاه حركة قطب شمالي واحد.
إن حركة عمود الوحدة على طول خطوط القوة هي نتيجة لتأثير قوة كولوم ، ويتم استبدال تأثير أحد قطبي الوحدة بتأثير مجال مغناطيسي مكافئ.
القوة المطبقة على القطب هي نتيجة تفاعل مجالها المحلي مع المجال الموجود في الفضاء المحيط.
على الرغم من أن قوة هذا المجال الخارجي يشعر بها قطب معين ، إلا أنه لا يلزم معرفة موقع مصدر المجال الخارجي إذا تم اعتبار القوة المؤثرة على قطب معين فقط.
يؤثر المجال الخارجي ببساطة على القطب الموجود في نقطة معينة في الفضاء. تحدد شدة استجابة قطب واحد لتأثير مجال خارجي المقياس الكمي المتعلق به شدة هذا المجال الخارجي.
لذلك ، يمكن تصوير المجالات الكهربائية والمغناطيسية بشكل عام باستخدام خطوط القوة. تميل شحنات الوحدة الكهربائية إلى التحرك على طول خطوط القوة الكهربائية و أقطاب مغناطيسية مفردة - على طول خطوط القوة المغناطيسية... ومع ذلك ، هناك اختلاف جوهري بين هذين النوعين من خطوط القوة.
على وجه التحديد ، هناك نوعان من الجسيمات المشحونة كهربائيًا ، الموجبة والسالبة ، ويعمل كل نوع من الجسيمات كمصدر للتيار الكهربائي.
إذا كانت هناك جسيمات من كلا النوعين في الفضاء ، فإن خطوط القوة الكهربائية تبدأ على جسيمات من نوع واحد وتنتهي على جسيمات من النوع الآخر. في ظل هذه الظروف ، يكون لكل خط مجال كهربائي بداية ونهاية واتجاه.
إذا كانت هناك جزيئات مشحونة كهربائيًا من نوع واحد فقط ، فإن خطوط القوة الكهربائية تمتد بين تلك الجسيمات وما لا نهاية. في هذه الحالة ، كل خط من خطوط القوة له بداية واتجاه ، ولكن ليس له نهاية.
خط المجال المغناطيسي ، على عكس المجال الكهربائي ، على الرغم من أن له اتجاه ، ليس له بداية أو نهاية. خطوط المجال المغناطيسي مستمرة دائمًا. نتيجة لذلك ، لا يمكن أن يكون هناك قطب مغناطيسي واحد على شكل جسيم ، مشابه لشحنة واحدة ، والتي يمثلها إلكترون أو بروتون.
على الرغم من أن مفاهيم الأقطاب المغناطيسية للوحدة الشمالية والجنوبية مفيدة في قياس المجالات المغناطيسية ، إلا أن هذه الجسيمات لا يمكن أن توجد في الطبيعة. ومع ذلك ، يمكن لخطوط المجال المغناطيسي الخروج من أحد طرفي الجسم والدخول إلى الطرف الآخر. في هذه الحالات يقال أن هذا الجسم مستقطب مغناطيسيًا.
وبالمثل ، يكون الجسم مستقطبًا كهربائيًا إذا خرجت خطوط المجال الكهربائي من أحد طرفيه ودخلت في الطرف الآخر.
في الاستقطاب الكهربائي ، يبدأ خط المجال الكهربائي عند نقطة معينة داخل الجسم المستقطب. يتم تعيين نهاية خط القوة لبعض الإلكترون المحدد أو البروتون المحدد. في حالة الاستقطاب المغناطيسي ، يمر خط المجال المغناطيسي ببساطة عبر الجسم ، وداخل ذلك الجسم لا توجد نقاط يبدأ عندها أو ينتهي عندها.
كمثال ، ضع في اعتبارك المجال المغناطيسي المحيط به مغناطيس الشريط… هذا المجال له أكبر قوة في كلا طرفي القضيب.
للوهلة الأولى ، قد يشير هذا إلى وجود بعض مصادر المجال المغناطيسي داخل القضيب في نهايته - القطب الشمالي في أحد طرفيه والقطب الجنوبي في الطرف الآخر.
ومع ذلك ، فإن هذه الفكرة تتطور فقط عند ملاحظتها من الخارج ، حيث أن الحقل في الواقع يتمتع بأكبر قوة في الجزء المركزي من القضيب المعدني ، وليس في نهاياته. حتى هنا الأقطاب المغناطيسية تحدد نقاط الدخول والخروج من خطوط القوة ، وليس بأي شكل من الأشكال نقاط بدايتها أو نهايتها.
تم إنشاء الأسماء الشمالية والجنوبية كنتيجة للارتباط التاريخي. يتم توجيه المجال المغناطيسي للأرض بحيث تقع أقطابها فعليًا بالقرب من القطبين الجغرافيين.
في الواقع ، تشير إبرة البوصلة إلى القطب الشمالي الجغرافي في العديد من النقاط على الأرض. في أذهان الكثير من الناس ، يندمج هذان المفهومان المختلفان تمامًا (الأقطاب الجغرافية والمغناطيسية) في مفهوم واحد.
ولكن حتى باستخدام الاتفاقية المقبولة فيما يتعلق بالقطبين الشمالي والجنوبي ، لا يزال هناك بعض الغموض ، بسبب ضرورة التمييز بين القطب الموجه في اتجاه الشمال ، وهو القطب الشمالي الحقيقي للمغناطيس ، والقطب المغناطيسي الجنوبي. ، والتي ، من حيث خصائصها ، تتوافق مع القطب الشمالي الجغرافي ، إذا كان هناك بالفعل قطب واحد محدد ماديًا.
باختصار ، على الرغم من أن الجسم يمكن أن يكون مستقطبًا بحيث تخرج خطوط المجال المغناطيسي من أحد طرفيه وتدخل في الطرف الآخر ، لا توجد أشياء مثل أحادي القطب المغناطيسي.
استمرار هذا المقال: ما هو عمود المصدر الحالي