Bir manyetik çubuğu ikiye kesmek, kutuplarını sıyırmaz. Sadece iki mıknatıs üretecek, her biri diğer mıknatısın güney kutbuna çekilecek bir kuzey kutbuna sahip ve bunun tersi de geçerli.
Mıknatısları bir parti daveti düzenlemekten buzdolabına, tıbbi görüntüleme yapmaya kadar pek çok amaç için yararlı kılan bu temel çekim özelliğidir.
Peki bu kutuplar nasıl ortaya çıkıyor? Bir mıknatısın neden kuzey ve güney kutbu vardır?
Mıknatıslar “fiziğin en derin gizemlerinden biridir” dedi. Greg Böbinger (Yeni bir sekmede açılır)Tallahassee, Florida’daki Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı Direktörü. sırasında İnsanlar binlerce yıldır mıknatıs kullanıyor (Yeni bir sekmede açılır)Bilim adamları hala nasıl çalıştıkları hakkında yeni şeyler öğreniyorlar.
Mıknatısların neden kutuplara sahip olduğunun temel cevabı elektronların davranışında yatmaktadır. Mıknatıslar dahil tüm maddeler atomlardan yapılmıştır. her MısırÇekirdek, bir veya daha fazla negatif yüklü elektronla çevrilidir. Bu elektronların her biri, bilim adamlarının “spin” olarak adlandırdığı kendi küçük manyetik alanını üretir. Bu küçük manyetik alanların yeteri kadarı aynı yönü gösteriyorsa, malzemenin kendisi paramanyetik hale gelir.
İlgili: Mikrodalgada metal neden kıvılcım çıkarır?
Boebinger WordsSideKick.com’a bir elektronun “spin” inin soyut bir kavram olduğunu söyledi. Teknik olarak, hiç kimse bir elektron dönüşü görmedi – mikroskop altında görmek için çok küçük. Ancak fizikçiler, ölçtükleri için elektronların bir manyetik alana sahip olduğunu biliyorlar. Ve bu alanın oluşturulma yollarından biri, elektronun dönmesidir. Dönme yönünü tersine çevirin ve manyetik alan tersine dönecektir.
mümkün olunca, Elektronlar, dönüşleri iptal edilecek şekilde eşleşecek (Yeni bir sekmede açılır), bu da bir atomun net manyetizmasını sıfır yapar. Ancak demir gibi bazı elementlerde bu olamaz. Elektronların sayısı ve çekirdeğin etrafına yerleştirilme biçimleri, her demir atomunun küçük bir manyetik alan oluşturan eşleşmemiş bir elektrona sahip olacağı anlamına gelir.
Manyetik olmayan bir malzemede, bu bireysel manyetik alanlar farklı rastgele yönlere işaret eder. Bu durumda, çoğunlukla birbirlerini yok ederler, dolayısıyla malzeme genellikle manyetik değildir. Ancak doğru koşullar altında, küçük atom altı manyetik alanlar aynı yönde hizalanabilir. Bunu, etrafta dolaşan bir insan kalabalığı ile organize olan ve aynı yöne bakan herkes arasındaki fark olarak düşünebilirsiniz. Bu çok küçük manyetik alanların kombinasyonu daha büyük bir manyetik alan yaratır – böylece malzeme bir mıknatıs olur.
Buzdolabı mıknatısları gibi günlük hayatta kullanılan birçok mıknatıs, kalıcı mıknatıslar olarak bilinir. Bu malzemelerde, malzemedeki birçok atomun manyetik alanları, daha güçlü bir manyetik alanın içine yerleştirilmek gibi, harici bir kuvvet tarafından kalıcı olarak hizalanmıştır.
Çoğu zaman, bu daha güçlü manyetik alan elektrik tarafından üretilir. Elektrik ve manyetizma temel olarak ilişkilidir, çünkü manyetik alanlar elektrik yüklerinin hareketiyle üretilir. Bu nedenle dönen elektron bir manyetik alan içerir. Ancak bilim adamları, çok güçlü mıknatıslar oluşturmak için elektriği de kullanabilirler. Paulo Veracin (Yeni bir sekmede açılır)California’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda kıdemli bir bilim adamı. Bir tel bobinden yeterli akımın geçirilmesi, akım aktığı sürece devam eden çok güçlü bir manyetik alan oluşturur. Veracin, WordsSideKick.com’a bu elektromıknatısların genellikle fizik araştırmalarında kullanıldığını söyledi. Manyetik rezonans görüntüleme (MRI) makineleri gibi tıbbi cihazlarda da kullanılır.
Dünyanın da kendi manyetik alanı vardır – pusula iğnesinin çalışmasını sağlayan da budur. Bilim adamları, bir mıknatısın kuzey kutbunu, eğer mıknatıs serbestçe dönüyorsa, Dünya’nın kuzey kutbunu gösteren uç olarak tanımladılar. Ancak Boebinger, teknik olarak, zıt kutupların birbirini çekmesi nedeniyle, bunun Dünya’nın manyetik kuzey kutbunun aslında bir manyetik güney kutbu olduğu anlamına geldiğini açıkladı.
Fiziksel olarak, manyetik alan çizgileri bir mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna doğru akar ve kapalı bir döngü oluşturur.
Fizikçiler manyetik kutuplar için başka düzenlemeler de bulmuşlardır. Dörtlü dahil (Yeni bir sekmede açılır), bir grup kuzey ve güney manyetik kutbun bir kare şeklinde düzenlendiği yer. Veracin, bir hedefin hala zor olduğunu söyledi: Henüz hiç kimse manyetik bir tekel bulamadı.
Elektronlar ve protonlar tek kutupludur: her birinin pozitif veya negatif tek bir elektrik yükü vardır. Ancak elektronların (ve diğer parçacıkların da) manyetik kutupları vardır. Temel parçacıklar oldukları için daha fazla parçalanamazlar. Parçacıkların elektriksel ve manyetik olarak davranış biçimleri arasındaki bu fark, birçok fizikçinin ilgisini çekmiştir ve bazıları için, tek bir manyetik kutba sahip bir parçacık bulmak kutsal kâsedir. Keşfi, şu anda anladığımız şekliyle fizik yasalarına meydan okur.
“Analist. Tutkulu zombi gurusu. Twitter uygulayıcısı. İnternet fanatiği. Dost pastırma hayranı.”
More Stories
Yeni araştırmalar dinozorların sandığımız kadar akıllı olmadığını ortaya koyuyor
Bilim insanları Mars'ta güneş fırtınalarına hazırlanıyor
Görünmez karanlık maddeyi görünür ışığa dönüştürmek