محتويات
لرؤية المجال المغناطيسي تستخدم برادة الحديد
نعم، المجال المغناطيسي هو مجال قوى مثل المجال الكهربائي، يتم حساب مقداره في نقطة ما من خلال شدة المجال المغناطيسي في هذه النقطة لأنه يساويها. واتجاهه يكون باتجاه القوة المؤثرة في القطب الشمالي المفرد.
تستعمل برادة الحديد من أجل فحص المجال المغناطيسي منذ زمن بعيد. حيث كانت برادة الحديد تستعمل منذ زمن الإغريق في جذب المعادن مثل قطع الحديد الصغيرة.
من أجل رؤية المجال المغناطيسي من خلال برادة الحديد:
- الخطوة الأولى، قوم بوضع قطعة من الورق على سطح مستو ووضع قطعة مغناطيسية فوقه
- يجب رش برادة الجديد حول المغناطيس والتأكد من رش برادة الحديد على الورق كخطوة ثانية
- في الخطوة الثالثة، يجب مراقبة تأثيرات المجال المغناطيسي وتدوين النتائج التي يراها الشخص
- أخيرًا، قم باستبدال المغناطيس الشريطي بمغناطيس على شكل حرف U وملاحظة تأثيرات المجال المغناطيسي.
قم برسم الخطوط من المجال المغناطيسي على الورق من الملاحظات التي حصلت عليها من تجربة رؤية المجال المغناطيسي من خلال برادة الحديد.
سجل النقاط التي حصلت عليها الأساسية وهي:
- القوة المغناطيسية تأتي من القطب الشمالي وتنتقل نحو القطب الجنوبي
- بسبب وجود تركيز أكبر حول القطبين، يكون التصاق برادة الحديد أكبر بالمغناطيس عند القطبين.
- كل خط مجال يكون مرئي ويظهر على شكل حلقات حول المغناطيس
- يمكن مراقبة ورؤية تنافر الأقطاب وتأثيرات جذب القطبين المتعاكسين عندما يكون مغناطيسان على التصاق وثيق.
لماذا لرؤية المجال المغناطيسي تستخدم برادة الحديد
تظهر برادة الحديد الخصائص المغناطيسية في كل جزيء حديد بسبب خصائصها المغناطيسية. لذلك من السهل تمثيل المجال المغناطيسي على شكل خطوط في مجالات منفصلة. الأقطاب المتشابهة تتنافر وتتجاذب الأقطاب المتقابلة
يكون المجال المغناطيسي على أشده في القطبين ويكون أضعف ما يمكن في وسط المغناطيس. وكلا القطبين يكون المجال المغناطيسي لهما كبير للغاية وبكميات متساوية. تستعمل برادة الحديد لهذا الغرض من أجل كشف الخطوط غير المرئية بدون برادة الحديد لأن برادة الحديد تظهر خريطة كاملة لخطوط الحقل المغناطيسي
ما هو المجال المغناطيسي
المجال المغناطيسي هو عبارة عن قوة مغناطيسية تنشأ في الحيز المحيط بالجسم المغناطيسي أو الموصل الذي يمر به تيار كهربائي. إذا وضعنا إبره بوصلة في المجال المغناطيسي فإن هذا الإبرة توجه نفسها في اتجاه معين في كل جزء من المجال، والخطوط المرسومة في اتجاه الإبرة تحدد الوضع العام للخطوط.
يطلق المجال المغناطيسي على المنطقة التي تحيط بالمغناطيس أو الموصل الذي يمر به تيار كهربائي. وعندما يمر تيار كهربائي خلال موصل طويل. وتوضع بوصلة قريبة من الموصل تنحرف البوصلة عندما يبدأ التيار بالمرور.
الحيز المحيط بالموصل والذي يلاحظ فيه هذا التأثير يطلق عليه المجال المغناطيسي. والقوى التي تسبب انحراف ابره البوصلة تسمى القوة المغناطيسية. وإذا قمنا بتحريك البوصلة بشكل مستمر باتجاه قطبها الشمالي نحصل على صورة للمجال المغناطيسي.
الشحنات الكهربائية تؤثر على شحنة قريبة منها بقوة كهربائية، وللشحنة الكهربائية مجال بسمى هذا المجال المجال الكهربائي.
وللقيام بدراسة حول المجال المغناطيسي نضع مغناطيس أفقي موضوع بشكل أفقي على قطعة خشبية وحول مجموعة من الإبر المغناطيسية. نلاحظ أن المغناطيس يؤثر على نقاط ولا يؤثر على بعضها الآخر، وتتركز قوة الجاذبية في قطبية معينة وتقل في الأماكن الأخرى. المجال المغناطيسي لا يكون مرئي في جميع النقاط لذلك نستعمل برادة الحديد من أجل إظهار المجال المغناطيسي أو نقوم باستعمال عدة بوصلات دقيقة الحجم.
نلاحظ من خلال التجربة في رؤية المجال المغناطيسي من خلال برادة الحديد أن:
- تتنافر خطوط القوة المغناطيسية لقطبين مغناطيسين متشابهين
- تلتحم خطوط القوة المغناطيسية لقطبين مغناطيسين مختلفين
خصائص المجال المغناطيسي
يمتاز المجال المغناطيسي بما يلي:
- تؤثر قوة خطوط المجال المغناطيسي داخل المغناطيس من القطب الجنوبي باتجاه الشمالي. أما خطوط المجال المغناطيسي من القطب الشمالي باتجاه الجنوبي. وخطوط المجال لا تتحرك لكنها تملك قوة واتجاه وهي كميات متجهة
- خطوط المجال المغناطيسي تملك نفس القوة، أي أن القوى متساوية في أي نقطة فيه
- خطوط المجال المغناطيسي من المستحيل أن تتقاطع مع بعضها البعض
- تنخفض قوة المجال المغناطيسي عندما تزيد المسافة بين القطبين
- المجال المغناطيسي يمكن رؤيته من خلال برادة الحديد المنثورة على ورقة داخل المجال المغناطيسي.
- لا يوجد نقطة بداية أو نهاية لخط المجال المغناطيسي. ويكون دائمًا حلقة مغلقة بين داخل المغناطيس وخارجه.
أما المجال المغناطيسي في الأرض فهو يكون من خلال وضع قضيب مغناطيسي تخيلي بداخل الأرض.
- القطب الشمالي لإبرة البوصلة يشير إلى الشمال، والقطب المغناطيسي الأرضي الذي يكون باتجاه الشمال الجغرافي هو القطب الجنوبي.
- القطب الارضي الموجود في الشمال يسمى القطب الشمالي المغناطيسي أو القطب الشمالي الجيومغناطيسي
- القطب الجنوبي المغناطيسي الموجود في الجنوب يكون بالقرب من القطب الجنوبي الجغرافبي لكنه في الواقع قطب شمالي.
- الاقطاب المغناطيسية الأرضية لا تتطابق مع الاقطاب الجغرافية التي تقع على محور دوران الأرض. على سبيل المثال القطب الشمالي المغناطيسي يقع على منطقة كندية وهو يبعد مسافة 900 كم عن القطب الشمالي الجغرافي الحقيقي. وهذا الأمر يمكن أن يفيد الشخص عندما يقوم باستعمال البوصلة ليحسب المجال المغناطيسي
هل تنجذب برادة الحديد للمغناطيس
نعم، تنجذب برادة الحديد للمغناطيس، وتتحول برادة الحديد بالقرب من مغناطيس إلى مغناطيس
برادة الحديد هي مادة شبيهة بالمسحوق تتألف من مادة مغناطيسية مثل الحديد، وهذه البرادة الصغيرة تفيد في إظهار المجال المغناطيسي للأطفال وتعليمهم ماهيته من خلال التجربة والدروس العملية وليس فقط من خلال الدروس النظرية.
أي مادة تتكون من مجال مغناطيسي خاص وغير مرئي وقادر على التفاعل مع المجالات المغناطيسية الأخرى تعرف بأنها مغناطيس، والأجسام التي تظهر خصائص مغناطيسية تتكون من القطبين الشمالي والجنوبي. وأي مادة لها خصائص مغناطيسية تتنافر أقطابها المتشابهة بينما الأقطاب المتقابلة فيما بينها تتجاذب مع بعضها البعض.
أما المجالات المغناطيسية فهي نتاج للقوة التي تنشأ حول نواة المادة المغناطيسية وفي اتجاه خطوط المجال، والمنطقة التي تحيط بالمادة المغناطيسية تعرف باسم المجال المغناطيسي لهذه المادة. لكن المجالات المغناطيسية لا تكون مرئية بالعين المجردة إذا لم يتم وضع برادة حديد لإظهارها. [1] [2] [3]
