Despre magneti

[kpatrat]

Magnetul este un material sau un obiect care produce camp magnetic (vive wikipedia).
El este in general fier magnetizat. Astfel vor aparea cei doi poli magnetici, care sunt inseparabili unul de celalalt.
Care este diferenta intre structura unei bucati de fier oarecare si un magnet?

[Adi]

Adica intrebi ce face fierul obisnuit sa fie un magnet, dar fierul magnetizat sa fie magnet. Fierul este format din atomi, iar fiecare atom are o marime fizica denumita spin care este intr-o anumita directie. In fierul natural, atomii dintr-o anumita regiune au toti spinii orientati in aceeasi directie. Exista foarte multe astfel de zone. Acesti spini sunt fiecare un mic magnet si atunci cand sunt orientati in aceeasi directie sunt un magnet mai puternic. Dar cum fierul natural e format din milidarde de miliarde de astfel de magneti mici, fiecare orientat in alta directie, una peste alta efectul lor se anuleaza si bucata de fier nu apare ca un magnet. Cand sunt fierul acesta este pus langa un magnet puternic, diferitele zone ce sunt ele insele mici magneti, orientati in directii diferite, se orienteaza in directia campului magnetic al campului cel mare. Dupa ce magnetul este indepartat, directia spinilor din fier ramane asa, nu mai revine la ce era. Si cum ele sunt in aceeasi directie, magnetii cei mici din fier se intaresc unii pe altii (in loc sa se mai anuleze ca inainte) si astfel bucata de fier apare ca un magnet si cand e singura. A fost magnetizata.

[kpatrat]

Merci pentru raspuns! In mare parte am inteles, dar nu sunt familiarizat cu notiunea de spin. Spinul unui atom este echivalent cu perioada in care Terra face o roatie completa?

[Adi]

Merci pentru raspuns! In mare parte am inteles, dar nu sunt familiarizat cu notiunea de spin. Spinul unui atom este echivalent cu perioada in care Terra face o roatie completa?

Nu are cum sa fie spinul unui atom echivalent cu ceva ce face o intreaga planeta. Spinul este o marime cuantica fara analogie in viata reala. Dar daca vrei o analogie imperfecta, ar fi echivalentul rotirii unui electron in jurul axei sale. Numai ca electronul are raza zero si atunci nu are o axa si nu se roteste in jurul axei sale. Vei studia spinul poate in clasa a 12-a la mecanica cuantica la fizica. Pana atunci, mai multe aici.

http://en.wikipedia.org/wiki/Spin_(physics)

[HarapAlb]

Poti face o analogie calitativa cu niste electroni care se rotesc in jurul nucleului creand astfel un curent care are asociat un moment magnetic microscopic de o marime si directie bine definite: o spira de rezistenta zero prin care trece un curent si astfel apare un camp magnetic. Intr-o bucata de fier momentele astea magnetice microscopice sunt orientate aleator si campul total rezultant este zero. Intr-un magnet momentele microscopice sunt orientate toate in aceeasi directie si insumandu-se la nivel macroscopic genereaza un camp magnetic total nenul.

[kpatrat]

Mai am o intrebare despre magneti: de ce, in clasicul experiment cu hartia si pilitura de fier, liniile de camp au aceasta distributie. De ce nu sunt mai dense sau mai rare? Cantitatea de fier atrasa de fier atrasa nu ar trebui sa fie distribuita proportional cu intensitatea campului magnetic, adica invers proportional cu distanta? De ce?

[Electron]

In experimentul cu pilitura de fier, campul magnetic nu deplaseaza pilitura, ci doar o orienteaza dupa liniile sale. Ca atare, unde e mai multa sau mai putina pilitura nu depinde de intensitatea campului magnetic ci de modul in care experimentatorul distribuie pilitura. In schimb, acolo unde intensitatea campului magnetic este mai mare, forma lui este mult mai bine vizibila (pilitura e ordonata mai "precis" dupa liniile de camp).


e-

[kpatrat]

Da, si de ce intensitatea campului magnetic este mai mare acolo unde este ordonata pilitura? Intesitatea nu scade cu cat desitanta fata de magnet creste?

[Electron]

Repet, e invers: pilitura e mai ordonata acolo unde intensitatea e mai mare. Intensitatea scade intr-adevar cu distanta fata de magnet.

e-

[kpatrat]

Uff.... Am facut un desen in Paint:Click
In locul in care sunt acele elipse, este ordonata pilitura de fier, deci acolo este intensitatea mai mare. Intre aceste maxime de intensitate (elipsele) sunt niste spatii de o anumita dimensiune(d). De ce exista aceste minime si maxime de intensitate? Intensitatea campului nu scade uniform?
In comparatie cu (,) campul gravitational: la altitudine mare acceleratia gravitationala nu este mai mare decat la altitudine mai joasa, deci nu intalnim regiuni cu intensitatea campului gravitational mai mare la o altitudine mari decat la altitdini mici. De ce in campul magnetic nu este asa?

[Electron]

Uff.... Am facut un desen in Paint:Click

Desenul tau este o reprezentare teoretica a liniilor de camp si nu are de-a face cu pilitura de fier, decat in eventualitatea in care "elipsele" vor sa ilustreze directiile genereale de aliniere ale piliturii. "De-a lungul acestor linii" intensitatea nu e mai mare, comparat cu "intre ele". Intensitatea scade cu cresterea distantei fata de magnet.

In locul in care sunt acele elipse, este ordonata pilitura de fier, deci acolo este intensitatea mai mare.

Fals. Nu este nici o pilitura de fier in figura, ca sa tragi asemenea concluzii.

Intre aceste maxime de intensitate (elipsele) sunt niste spatii de o anumita dimensiune(d). De ce exista aceste minime si maxime de intensitate? Intensitatea campului nu scade uniform?

Intensitatea campului nu scade "uniform", in sensul ca nu scade liniar, dar scade in mod continuu pe masura ce se mareste distanta de la magnet.

In comparatie cu (,) campul gravitational: la altitudine mare acceleratia gravitationala nu este mai mare decat la altitudine mai joasa, deci nu intalnim regiuni cu intensitatea campului gravitational mai mare la o altitudine mari decat la altitdini mici.

Asta daca luam in considerare doar campul gravitational al unei singure mase.

De ce in campul magnetic nu este asa?

In campul magnetic nu se intampla ceea ce ai inteles tu gresit ca se intampla.

La reprezentarea liniilor de camp magnetic, conventia este ca, desi sunt o infinitate de linii de camp teoretice (prin fiecare punct al spatiului inconjurator trece exact o linie de camp), ele se reprezinta doar cateva: acolo unde sunt mai dese, intensitatea campului e mai mare, iar acolo unde sunt mai rare, intensitatea campului e mai mica. Nota: de-a lungul aceleiasi linii, intensitatea variaza in functie de distanta fata de magnet.

In nici un caz sa nu-ti imaginezi ca pilitura va forma asemenea linii continue in jurul magnetului. In orice punct s-ar afla o bucatica de fier (in fond o aschie de fier), ea va fi orientata de-a lungul liniei de camp care trece prin acel punct. Daca e intr-o zona de intensitate mare, ea se va orienta mai "precis" de-a lungul linei, daca e intr-o zona mai de intensitate mai mica, orientarea sa va fi doar aproximativa fata de linia de camp (teoretica) ce trece pe acolo. La asta m-am referit cand am pomenit de orientarea piliturii.

(vezi aici un exemplu real)


e-

[kpatrat]

Daca e intr-o zona de intensitate mare, ea se va orienta mai "precis" de-a lungul linei, daca e intr-o zona mai de intensitate mai mica, orientarea sa va fi doar aproximativa fata de linia de camp (teoretica) ce trece pe acolo.

si

"De-a lungul acestor linii" intensitatea nu e mai mare, comparat cu "intre ele".

Atunci daca in loc de piltura de fier am pune un praf din particule foarte fine de fier, aceste linii de camp nu ar mai fi obervabile?

[Electron]

Atunci daca in loc de piltura de fier am pune un praf din particule foarte fine de fier, aceste linii de camp nu ar mai fi obervabile?

Eu consider ca ar fi totusi observabile. Bucatile de fier aflate in camp magnetic (si asta cu atat mai mult cand e vorba de bucati mici de fier) se magnetizeaza partial, devenind fiecare in sine un mic magnet. Cand ai o puzderie de asemenea mici magneti (destul de slabi, desigur), ei vor interactiona unii cu ceilalti, se vor "strange" datorita fortelor de atractie si vor forma "fire"  magnetice (mai lungi sau mai scurte) de-a lungul catorva linii de camp, ceea ce ar permite vizualizarea topologiei campului chiar si in acest caz.

e-

[kpatrat]

ok! Multumesc electron.

[RaduH]

Acesti spini sunt fiecare un mic magnet si atunci cand sunt orientati in aceeasi directie sunt un magnet mai puternic

Daca sunt mici magneti pot sa genereze forta de natura magnetica.
Consuma ceva sa o faca ?
Magnetul permanent format prin orientarea lor consuma ceva ca sa poata sa ne ofere o forta ?