מהם קטבים מגנטיים, מה ההבדל בין הקוטב המגנטי הצפוני לדרום
מוט מגנטי האם מושג שימושי מתורת השדה המגנטי דומה למושג מטען חשמלי… הגדרות צפון ודרום ביחס לקטבים כאלה בתוך אנלוגיה זו תואמים להגדרות של מטען כמו חיובי ושלילי.
כשם שיש כוח דחיה בין שני אלקטרונים וכוח משיכה בין אלקטרון לפרוטון, קיים כוח דחיה בין שני הקטבים הצפוניים המגנטיים וכוח משיכה בין הקוטב הצפוני והדרומי.
ניתן לתאר שדות מגנטיים באמצעות קווים של שטף מגנטי או קווי כוח... מושג זה קשור להתנהגות ההיפותטית של קוטב צפוני אחד נע בשדה מגנטי חיצוני.
אם היה קיים קוטב כזה, אז בתנאים שצוינו הוא היה נוטה לנוע בכיוון השדה בכל נקודה במרחב ויתאר מסלולים הנקראים קווי כוח. קוטב דרומי יחיד נע לאורך קווי הכוח בכיוון ההפוך לכיוון התנועה של קוטב צפוני בודד.
תנועת קוטב יחידה לאורך קווי הכוח היא תוצאה של פעולת כוח קולומב, והשפעתו של אחד משני קטבי היחידה מוחלפת בהשפעה של שדה מגנטי שווה ערך.
הכוח המופעל על עמוד הוא תוצאה של האינטראקציה של השדה המקומי שלו עם השדה הקיים במרחב שמסביב.
למרות שעוצמתו של שדה חיצוני זה מורגשת על ידי קוטב נתון, אין צורך לדעת את מיקומו של מקור השדה החיצוני אם רק מתחשבים בכוח הפועל על קוטב נתון.
השדה החיצוני פשוט משפיע על הקוטב שנמצא בנקודה נתונה במרחב. עוצמת התגובה של קוטב אחד להשפעה של שדה חיצוני קובעת את המדד הכמותי ביחס אליו עוצמת השדה החיצוני הזה.
אז, גם שדות חשמליים וגם שדות מגנטיים יכולים להיות מתוארים במונחים כלליים באמצעות קווי כוח. מטענים חשמליים ליחידה נוטים לנוע לאורך קווי כוח חשמליים ו קטבים מגנטיים בודדים - לאורך קווי כוח מגנטייםעם זאת, יש הבדל מהותי בין שני סוגי קווי הכוח הללו.
באופן ספציפי, ישנם שני סוגים של חלקיקים טעונים חשמלית, חיובי ושלילי, וכל סוג של חלקיק משמש כמקור לזרם חשמלי.
אם יש חלקיקים משני הסוגים בחלל, אז קווי הכוח החשמליים מתחילים בחלקיקים מסוג אחד ומסתיימים בחלקיקים מהסוג השני. בתנאים אלה, לכל קו שדה חשמלי יש התחלה, סוף וכיוון.
אם יש חלקיקים טעונים חשמלית מסוג אחד בלבד, אז קווי כוח חשמליים משתרעים בין אותם חלקיקים לאינסוף. במקרה זה, לכל קו כוח יש התחלה וכיוון, אך אין סוף.
קו שדה מגנטי, בניגוד לשדה חשמלי, למרות שיש לו כיוון, אין לו התחלה או סוף. קווי שדה מגנטי הם תמיד רציפים. כתוצאה מכך, לא יכול להיות קוטב מגנטי בודד בצורה של חלקיק, בדומה למטען בודד, שמיוצג על ידי אלקטרון או פרוטון.
למרות שהמושגים של קטבים מגנטיים של יחידות צפון ודרום שימושיים לכימות שדות מגנטיים, חלקיקים כאלה אינם יכולים להתקיים בטבע. עם זאת, קווי שדה מגנטי יכולים לצאת מקצה אחד של הגוף ולהיכנס לקצה השני. במקרים אלו נאמר כך הגוף הזה מקוטב מגנטית.
באופן דומה, גוף מקוטב חשמלית אם קווי שדה חשמלי יוצאים מקצה אחד שלו ונכנסים בקצה השני.
בקיטוב חשמלי, קו השדה החשמלי מתחיל בנקודה מסוימת בתוך הגוף המקוטב. קצה קו הכוח מוקצה לאלקטרון מסוים או פרוטון ספציפי. במקרה של קיטוב מגנטי, קו השדה המגנטי פשוט עובר דרך הגוף, ובתוך הגוף הזה אין נקודות שבהן הוא יתחיל או יסתיים.
כדוגמה, שקול את השדה המגנטי סביבו מגנט קלטת... לשדה זה יש את החוזק הגדול ביותר שלו בשני קצוות המוט.
במבט ראשון, זה עשוי לרמוז על נוכחות של כמה מקורות של שדה מגנטי בתוך המוט בקצותיו - הקוטב הצפוני בקצה האחד והקוטב הדרומי בקצה השני.
אולם רעיון כזה מתפתח רק כשמתבוננים בו מבחוץ, שכן למעשה לשדה יש את החוזק הגדול ביותר בחלק המרכזי של מוט המתכת, ולא בקצותיו. אז כאן הקטבים המגנטיים מאפיינים את נקודות הכניסה והיציאה של קווי הכוח, ולא בשום אופן את נקודות ההתחלה או הסוף שלהם.
השמות צפון ודרום נוצרו כתוצאה משיוך היסטורי. השדה המגנטי של כדור הארץ מכוון כך שהקטבים שלו ממוקמים פיזית בסמיכות לקטבים הגיאוגרפיים.
למעשה, מחט המצפן מצביעה על הקוטב הצפוני הגיאוגרפי בנקודות רבות על פני כדור הארץ. במוחם של אנשים רבים, שני מושגים שונים לחלוטין (קטבים גיאוגרפיים ומגנטיים) מתמזגים לאחד.
אבל גם בשימוש במוסכמה המקובלת לגבי הקוטב הצפוני והדרומי, עדיין נותרה אי בהירות מסוימת, בשל הצורך להבחין בין הקוטב המכוון לכיוון צפון, שהוא הקוטב הצפוני האמיתי של מגנט, לבין הקוטב המגנטי הדרומי. , שמבחינת תכונותיו, היה מתאים לקוטב הצפוני הגיאוגרפי, אם אכן היה קוטב יחיד מוגדר פיזית.
בקיצור, למרות שניתן לקטב גוף כך שקווי שדה מגנטי יוצאים בקצה אחד ונכנסים בקצה השני, עצמים כמו מונופול מגנטי אינם קיימים.
המשך מאמר זה: מהו הקוטב של המקור הנוכחי