Kakšne so linije magnetnega polja

Nedvomno so zdaj vsi znani liniji sile magnetnega polja. Vsaj v šoli se njihova manifestacija kaže na pouku fizike. Se spomniš, kako je učitelj postavil trajni magnet (ali celo dva, ki je združeval usmeritev svojih polov) pod list papirja, in nad njim je bila postavljena kovinska žagovina, vzeta iz delovne sobe? Razumljivo je, da je bilo treba kovino držati na pločevinastem listu, čeprav je bilo opaziti nekaj čudnega - jasno je bilo, da so bile črte jasno označene po tem, kako je bila žagovina zgrajena. Obvestilo - ne ravno, ampak v črtah. To so linije sile magnetnega polja. Njihova manifestacija. Kaj se je potem zgodilo in kako ga lahko razložiš?

Začnimo daleč. Skupaj z nami v fizičnem svetu vidnega soobstaja posebna vrsta snovi - magnetno polje. Zagotavlja interakcijo premikajočih se osnovnih delcev ali večjih teles, ki imajo električni naboj ali naravno magnetni moment. Električna in magnetni pojavi ne le, da so medsebojno povezani, temveč tudi pogosto ustvarjajo. Na primer, žica, skozi katero poteka električni tok, ustvarja okoli sebe linije magnetnega polja. Nasprotno velja tudi: učinek izmeničnih magnetnih polj na zaprto prevodno vezje ustvarja gibanje nosilcev polnjenja v njem. Slednja lastnost se uporablja v generatorjih, ki dobavljajo električno energijo vsem potrošnikom. Svetel primer elektromagnetnih polj je svetel.

Vrte magnetnega polja okoli vodnika se vrtijo, ali pa tudi, kar je resnično, značilno z usmerjenim vektorjem magnetne indukcije. Smer vrtenja določa pravilo vrtanja. Navedene črte so običajne, saj se polje enakomerno razširi v vseh smereh. Stvar je v tem, da je lahko predstavljen v obliki neskončnega števila vrstic, od katerih imajo nekatere izrazitejšo napetost. Zato v izkušnje z magnetom in žagovina jasno izslediti nekaj "linije". Zanimivo je, da linije magnetnega polja nikoli niso prekinjene, zato je nemogoče nedvoumno reči, kje je začetek in kje je konec.

V primeru trajnega magneta (ali podobnega elektromagneta) vedno obstajata dva pola, ki imajo običajna imena severa in juga. Linije, omenjene v tem primeru, so obročki in ovali, ki povezujejo oba pola. Včasih je to opisano z vidika interoperabilnih monopolov, vendar se nato pojavi protislovje, v skladu s katerim ni mogoče ločiti monopola. To pomeni, da bo vsak poskus razdelitve magneta povzročil nastanek več bipolarnih delov.

Izredno zanimanje je lastnosti linije sile. O kontinuiteti smo že govorili, vendar je praktičnega pomena sposobnost ustvarjanja v dirigentu elektromotorna sila (EMF), zaradi česar je električni tok. Pomen tega je naslednji: če se prevodna kontura križi linije jakost magnetnega polja (ali pa se sam dirigent premika v magnetnem polju), imajo elektroni na zunanjih tleh atomov materiala dodatno energijo, kar jim omogoča, da začnejo samostojno smerno gibanje. Lahko rečemo, da magnetno polje iz kristalne rešetke "trči" nabite delce. Ta pojav je dobil ime elektromagnetne indukcije in je v tem trenutku glavni način pridobivanja primarne električne energije. 1831 je eksperimentalno odkril angleški fizik Michael Faraday.

Študija magnetnih polj se je začela leta 1269, ko je P. Peregrin odkril interakcijo sferičnega magneta z jeklenimi iglami. Skoraj 300 let kasneje je to predlagal W.G. Colchester Globus sama je velik magnet z dvema poljema. Nadalje so magnetne pojave preučevali tako znani znanstveniki kot Lorentz, Maxwell, Ampere, Einstein in drugi.