‎เว็บตรงแตกง่าย แม่เหล็กคืออะไร? ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กและแรงแม่เหล็ก‎

‎เว็บตรงแตกง่าย แม่เหล็กคืออะไร? ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กและแรงแม่เหล็ก‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎จิม ลูคัส‎‎ ‎‎ ,เว็บตรงแตกง่าย ‎‎พอล ซัตเตอร์‎‎ ‎‎ ‎‎ ตีพิมพ์เมื่อ ‎‎03 กุมภาพันธ์ 2022‎‎แม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้าสามารถดึงดูดหรือขับไล่แม่เหล็กอื่น ๆ และเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุอื่น ๆ‎‎แม่เหล็กเป็นแรงของธรรมชาติที่ผลิตโดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้า บางครั้งการเคลื่อนไหวเหล่านี้เป็นกล้องจุลทรรศน์และภายในของวัสดุที่เรียกว่าแม่เหล็ก แม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้าสามารถดึงดูดหรือขับไล่แม่เหล็กอื่น ๆ และเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุอื่น ๆ‎

‎สนามแม่เหล็กออกแรงบนอนุภาคที่เรียกว่าแรง Lorentz ตาม‎‎เว็บไซต์ HyperPhysics‎‎

 ของมหาวิทยาลัยรัฐจอร์เจีย แรงที่กระทําต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับขนาดของประจุความเร็วของอนุภาคและความแข็งแรงของสนามแม่เหล็ก แรง Lorentz มีคุณสมบัติที่แปลกประหลาดที่ทําให้อนุภาคเคลื่อนที่ในมุมฉากไปยังการเคลื่อนที่ดั้งเดิม‎‎วัสดุบางอย่างเช่นเหล็กเป็นที่รู้จักกันเป็นแม่เหล็กถาวรซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถรักษาสนามแม่เหล็กถาวร เหล่านี้เป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดของแม่เหล็กที่พบในชีวิตประจําวัน วัสดุอื่น ๆ เช่น‎‎เหล็ก‎‎โคบอลต์‎‎และ‎‎นิกเกิล‎‎สามารถรับสนามแม่เหล็กชั่วคราวโดยวางไว้ภายในสนามที่ใหญ่กว่าและมีประสิทธิภาพ แต่ในที่สุดวัสดุเหล่านั้นจะสูญเสียแม่เหล็ก‎

‎แม่เหล็กทํางานอย่างไร‎‎สนามแม่เหล็กของโลก ‎‎(เครดิตภาพ: alxpin ผ่าน Getty รูปภาพ)‎

‎สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าตาม HyperPhysics อิเล็กตรอนทั้งหมดมีคุณสมบัติเชิงกลควอนตัมพื้นฐานของโมเมนตัมเชิงมุมที่เรียกว่า “หมุน” ภายใน‎‎อะตอม‎‎อิเล็กตรอนส่วนใหญ่มักจะสร้างคู่ที่หนึ่งในนั้นคือ “หมุนขึ้น” และอีกอันหนึ่งคือ “หมุนลง” หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือโมเมนตัมเชิงมุมของพวกเขาชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยจุดหมุนเหล่านั้นในทิศทางตรงกันข้ามดังนั้นพวกเขาจึงยกเลิกซึ่งกันและกัน อย่างไรก็ตามอะตอมบางอะตอมมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่อย่างน้อยหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่เหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก ทิศทางของการหมุนของพวกเขากําหนดทิศทางของสนามแม่เหล็กตาม‎‎ศูนย์ทรัพยากรการทดสอบแบบไม่ทําลาย (NDT)‎‎ เมื่ออิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ส่วนใหญ่อยู่ในแนวเดียวกันกับการหมุนในทิศทางเดียวกันพวกมันรวมกันเพื่อผลิตสนามแม่เหล็กที่มีความแข็งแรงพอที่จะสังเกตได้ในระดับกล้องจุลทรรศน์ ‎

‎แหล่งที่มาของสนามแม่เหล็กเป็นขั้วโลกซึ่งหมายความว่าพวกเขามีขั้วโลกเหนือและใต้ ขั้วตรงข้าม (N 

และ S) ดึงดูดและเช่นเดียวกับเสา (N และ N หรือ S และ S) ขับไล่ตามที่โจเซฟเบ็คเกอร์แห่ง‎‎มหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานโฮเซ‎‎ สิ่งนี้จะสร้างสนาม toroidal หรือรูปโดนัทเนื่องจากทิศทางของสนามแพร่กระจายออกไปด้านนอกจากขั้วโลกเหนือและเข้าสู่ขั้วโลกใต้ ‎‎โลก‎‎เองเป็นแม่เหล็กยักษ์ ดาวเคราะห์ได้รับสนามแม่เหล็กจากการไหลเวียน‎‎ของกระแสไฟฟ้า‎‎ภายในแกนโลหะหลอมเหลวตาม‎‎นาซา‎‎ ‎‎เข็มทิศ‎‎ชี้ไปทางทิศเหนือเพราะเข็มแม่เหล็กขนาดเล็กในนั้นถูกระงับเพื่อให้สามารถหมุนได้อย่างอิสระภายในปลอกของมันเพื่อจัดตําแหน่งตัวเองกับ‎‎สนามแม่เหล็กของโลก‎‎ ขัดแย้งกันสิ่งที่เราเรียกว่าขั้วแม่เหล็กเหนือเป็นจริงขั้วแม่เหล็กใต้เพราะมันดึงดูดขั้วแม่เหล็กทิศเหนือของเข็มทิศ‎

‎ประวัติความเป็นมาของแม่เหล็ก‎

‎แมกนีไทต์ (หรือที่เรียกว่า lodestone) เป็นแม่เหล็กมากที่สุดของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติทั้งหมดบนโลก ‎‎(เครดิตภาพ: อเล็กซานเดอร์ โพเบดิมสกี ผ่าน Shutterstock)‎

‎หากการจัดตําแหน่งของอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ยังคงมีอยู่โดยไม่ต้องใช้สนามแม่เหล็กภายนอกหรือกระแสไฟฟ้ามันจะผลิตแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กถาวรเป็นผลมาจาก ‎‎ferromagnetism‎‎ คํานําหน้า “ferro” หมายถึงเหล็กเนื่องจากแม่เหล็กถาวรถูกสังเกตครั้งแรกในรูปแบบของแร่เหล็กธรรมชาติที่เรียกว่า magnetite, Fe3O4 ชิ้นส่วนของแมกนีไทต์สามารถพบได้กระจัดกระจายอยู่บนหรือใกล้กับพื้นผิวโลกและบางครั้งหนึ่งจะถูกแม่เหล็ก แม่เหล็กที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเหล่านี้เรียกว่า lodestones ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่า lodestones ก่อตัวอย่างไร “นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่า lodestone เป็นแม่เหล็กที่ถูกฟ้าผ่า” ตามที่‎‎มหาวิทยาลัยแอริโซนา‎‎กล่าว ‎

‎ในไม่ช้าผู้คนก็เรียนรู้ว่าพวกเขาสามารถแม่เหล็กเข็มเหล็กโดยการลูบด้วยก้อนหินทําให้อิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ส่วนใหญ่ในเข็มเรียงตัวไปในทิศทางเดียว จากข้อมูลของ‎‎นาซา‎‎ประมาณปี ค.ศ. 1000 ชาวจีนค้นพบว่าแม่เหล็กที่ลอยอยู่ในชามน้ํามักจะเรียงรายอยู่ในทิศทางเหนือ – ใต้ หลังจากนั้นเข็มทิศแม่เหล็กกลายเป็นตัวช่วยอย่างมากในการนําทางโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างวันและกลางคืนที่ดวงดาวถูกซ่อนไว้โดยเมฆ ‎‎โลหะอื่น ๆ นอกเหนือจากเหล็กสามารถมีคุณสมบัติ ferromagnetic เหล่านี้รวมถึงนิกเกิลโคบอลต์และ‎‎โลหะโลกที่หายาก‎‎บางอย่างเช่นซามาเรียมหรือนีโอไดเมียมซึ่งใช้ทําแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ‎ เว็บตรงแตกง่าย