Magnetizam

Izvor: Wikipedia

Magnetizam je pojava privlačenja ili odbijanja gvozdenih predmeta. Za magnetizam je vezano postojanje dve vrste polova. Istovrsni polovi se odbijaju, a različiti se privlače. Magnetni polovi su neraskidivi, odnosno ne može jedno telo biti samo jednog pola a drugog da nema. Uobičajeno je da se polovi zovu severni i južni, iz istorijskih razloga. Fizički je nemoguće imati jednopol, magnet sa jednim polom. Zato se magnet zove dipol, jer ima oba pola. Magnete možemo podeliti na:

  1. Prirodne (magnetit, Fe3O4);
  2. Veštačke.

Magnetizam je jedan oblik pojavljivanja dualne, elektromagnetske sile, prema Maksvelovim jednačinama. Dualnost se ogleda u činjenici da električna struja (kretanje elektriciteta) izaziva (indukuje) magnetsko polje, a da promena magnetskog polja izaziva električno polje (i kretanje slobodnih nosilaca elektriciteta, električnu struju).

Magnetsko polje je posrednik uzajamnog delovanja magnetskim silama.

Veličina koja karakteriše magnetsko polje u nekoj njegovoj tački je vektorska veličina sa smerom i pravcem kao i intenzitetom. Obzirom da se vizuelizacija magnetskog polja ostvaruje crtanjem linija sila magnetskog polja to se jačina polja dočarava gustinom linija. Jedinica fluksa (količine linija sila polja) je veber (Wb), ali je to nepraktična veličina jer nije značajan fluks za intenzitet magnetskih sila već gustina linija koja se naziva indukcija magnetskog polja i njena jedinica je Tesla (T).

Zemljin magnetizam[uredi - уреди]

Glavni članak: Magnetsko polje Zemlje
Magnetosfera štiti površinu Zemlje od naelektrisanih čestica sunčevog vetra. Pod pritiskom nadirućih čestica, magnetosfera je stisnuta na strani okrenutoj ka Suncu.

Naša planeta poseduje slabo magnetsko polje ali dovoljno da može da se koristi za navigaciju. Magnetni polovi Zemlje su bliski geografskim polovima i stoga su pouzdani za grubu navigaciju, a vekovima su predstavljali glavni način za snalaženje moreplovaca. U ove svrhe se koristi kompas. Severni kraj magnetne igle kompasa okreće se u pravcu severnog geomagnetskog pola. U okolini polova je pravac pokazivanja magnetske igle nepouzdan.

Zemljin magnetizam nije konstantan. Postoji više teorija o njegovom nastanku, ali je sigurno da je fizički uzrok postojanje kružnog kretanja velike količine naelektrisanja u jezgru Zemlje. Postoje dokazi da se u istoriji dešavalo da magnetsko polje Zemlje potpuno nestane i da promeni smer. Razlog ovakvog ponašanja ostaje veoma tajanstven. Magnetski pol Zemlje je lokacija na površini gde su linije polja normalne na površinu Zemlje. Danas se može primetiti proces prividnog kretanja zemljinih magnetskih polova koje iznosi i po nekoliko kilometara godišnje. Godine 2003. je položaj severnog magnetnog pola bio 78°18' N, 104° W među ostrvima Kraljice Elizabete, Kanada, a brzina kretanja je između 9 i 40 km/god u pravcu severozapada (iz Kanade prema Sibiru).

Polarna svetlost Aurora Borealis

Značaj postojanja Zemljinog magnetskog polja je ključan za sav živi svet. Jačina magnetskog polja je dovoljna da u visokim slojevima, duboko u svemiru, skrene naelektrisane čestice visoke energije (Sunčev vetar) da ne ulaze u zemljinu atmosferu i ne izazivaju destruktivne posledice po ćelije i organizme.

Kretanje naelektrisanih čestica iz sunčevog vetra koje se kreću duž linija magnetskog polja i u blizini polova ulaze u atmosferu izazivaju električna pražnjenja u visokim slojevima koja se zovu "polarna svetlost" i vide se kao svetleće zavese, igrajuća svetlost, svetlucanje neba veoma vidljiv tokom polarnih noći.

Magnetno hlađenje[uredi - уреди]

Magnetno hlađenje je tehnologija koja se upotrebljava u oblasti istraživnja niskih temperatura (oko apsolutne nule). Supstanca koja se hladi magnetnom metodom mora biti paramagnetna. Kada se paramagnetik unese u magnetsko polje dolazi od orijentacije spinova čime se praktično smanjuje njihova pokretljivost. Kada se polje ukloni, zbog toplotnog kretanja, spinovi će opet postati haotično usmereni u svim pravcima. Ako je sistem izolovan, adijabatski, tada je jedini izvor energije za povećanje pokretljivosti nakon uklanjanja polja njegova sopstvena toplotna energija. I pošto nova sloboda za kretanje oduzima deo energije sistemu doći će do pada temeprature. Dakle, ceo proces se odvija u dva koraka. U prvom, izotermskom, spinovi se orijentišu i ceo sistem spoljašnjim hlađenjem u prisustvu spoljašnjeg magnetskog polja dovede na najnižu moguću temperaturu. Onda se sistem izoluje i uklanjanjem spoljašnjeg polja dolazi do dodatnog hlađenja. Proces se zove hlađenje adijabatskim razmagnetisavanjem. Ideju o magnetnom hlađenju je prvi publikovao kanadski fizičar Frensis Džiok 17.12. 1926. godine, a eksperimentalno je dokazao 12.4. 1933. na Kalifornijskom univerzitetu. Ovim metodom je postigao temperaturu 0,53 K, a kasnijim usvršavanjem i temperature od 0,34 K i 0,25 K.

Adijabatskim razmagnetisavanjem nuklearnih spinova finski istraživači su 1999. postigli u metalnom rodijumu temperaturu od 100 pK piko kelvina ili 0,000 000 000 1 K.

Vidi još[uredi - уреди]