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
