Ինչպե՞ս է չափվում մագնիսների ուժը:

Մագնիսները դարեր շարունակ եղել են հետաքրքրաշարժ առարկաներ՝ գրավելով ինչպես գիտնականներին, այնպես էլ էնտուզիաստներին՝ որոշակի նյութեր գրավելու իրենց խորհրդավոր ունակությամբ: Հին հետախույզներին ուղղորդող կողմնացույցի ասեղներից մինչև ժամանակակից տեխնոլոգիայի բարդ մեխանիզմներ, մագնիսները վճռորոշ դեր են խաղում մեր կյանքի տարբեր ասպեկտներում: Բայց ինչպես ենք մենք չափում դրանց ուժըմագնիսական դաշտեր? Ինչպե՞ս ենք չափում մագնիսների ուժը: Եկեք խորանանք մագնիսի ուժի քանակականացման համար օգտագործվող մեթոդների և գործիքների մեջ:

Մագնիսական դաշտի ուժ

Մագնիսի ուժը հիմնովին որոշվում է նրա մագնիսական դաշտով, մագնիսի շուրջը գտնվող տարածքով, որտեղ զգացվում է նրա ազդեցությունը: Այս դաշտը ներկայացված է ուժի գծերով, որոնք տարածվում են մագնիսի հյուսիսային բևեռից մինչև հարավային բևեռ: Որքան մեծ է այս գծերի խտությունը, այնքան ուժեղ է մագնիսական դաշտը։

Գաուս և Տեսլա. Չափման միավորներ

Մագնիսական դաշտի ուժգնությունը քանակականացնելու համար գիտնականներն օգտագործում են չափման երկու հիմնական միավոր՝ Գաուս և Տեսլա:

Գաուս (G): Գերմանացի մաթեմատիկոս և ֆիզիկոս Կարլ Ֆրիդրիխ Գաուսի անունով այս միավորը չափում է մագնիսական հոսքի խտությունը կամ մագնիսական ինդուկցիան: Մեկ Գաուսը հավասար է մեկ Մաքսվելի մեկ քառակուսի սանտիմետրի համար: Այնուամենայնիվ, Գաուսի համեմատաբար փոքր մեծության պատճառով, հատկապես ժամանակակից համատեքստում, գիտնականները հաճախ օգտագործում են Tesla-ն ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտերի համար:

Tesla (T)Սերբ-ամերիկացի գյուտարար և ինժեներ-էլեկտրիկ Նիկոլա Տեսլայի պատվին այս միավորը ներկայացնում է ավելի մեծ մագնիսական հոսքի խտություն՝ համեմատած Գաուսի հետ: Մեկ Տեսլան հավասար է 10,000 Գաուսի, ինչը այն դարձնում է ավելի գործնական միավոր ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտերի չափման համար, ինչպիսիք են հզոր մագնիսները, որոնք արտադրվում են գիտական ​​հետազոտություններում կամ արդյունաբերական կիրառություններում:

Մագնիսաչափեր

Մագնիսաչափերը մագնիսական դաշտերի ուժն ու ուղղությունը չափելու համար նախատեսված գործիքներ են: Այս սարքերը լինում են տարբեր ձևերով՝ սկսած պարզ ձեռքի կողմնացույցից մինչև բարդ լաբորատոր սարքավորումներ: Ահա մագնիսաչափերի մի քանի սովորական տեսակներ, որոնք օգտագործվում են մագնիսական դաշտի ուժը չափելու համար.

1. Fluxgate մագնիսաչափերԱյս մագնիսաչափերը օգտագործում են էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքները մագնիսական դաշտերի փոփոխությունները չափելու համար: Դրանք բաղկացած են մեկ կամ մի քանի մագնիսական միջուկներից, որոնք շրջապատված են մետաղալարերի կծիկներով։ Մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ միջուկները մագնիսանում են՝ առաջացնելով էլեկտրական ազդանշան պարույրների մեջ, որը կարելի է չափել և չափավորել՝ որոշելու մագնիսական դաշտի ուժգնությունը։

2. Hall Effect MagnetometersHall-ի էֆեկտի մագնիսաչափերը հիմնված են Hall-ի էֆեկտի վրա, որը նկարագրում է էլեկտրական հաղորդիչի վրայով լարման տարբերության առաջացումը (Hall լարման) երբ ենթարկվում է ընթացիկ հոսքին ուղղահայաց մագնիսական դաշտին: Չափելով այս լարումը, Hall-ի էֆեկտի մագնիսաչափերը կարող են որոշել մագնիսական դաշտի ուժգնությունը։

3. SQUID MagnetometersԳերհաղորդչային քվանտային միջամտության սարքի (SQUID) մագնիսաչափերը հասանելի ամենազգայուն մագնիսաչափերից են: Նրանք գործում են գերհաղորդիչների քվանտային հատկությունների հիման վրա՝ թույլ տալով նրանց հայտնաբերել չափազանց թույլ մագնիսական դաշտեր՝ մինչև ֆեմտոտեսլաների մակարդակը (10^-15 Տեսլա)։

Կալիբրացիա և ստանդարտացում

Ճշգրիտ չափումներ ապահովելու համար մագնիսաչափերը պետք է պատշաճ չափորոշված ​​և ստանդարտացված լինեն: Կալիբրացումը ներառում է մագնիսաչափի ելքի համեմատությունը հայտնի մագնիսական դաշտի ուժգնության հետ՝ գործիքի ընթերցումների և իրական մագնիսական դաշտի արժեքների միջև գծային կապ հաստատելու համար: Ստանդարտացումը ապահովում է, որ տարբեր մագնիսաչափերով կատարված չափումները համահունչ և համադրելի են:

Մագնիսաչափության կիրառությունները

Մագնիսական դաշտի ուժգնությունը ճշգրիտ չափելու ունակությունը բազմաթիվ կիրառություններ ունի տարբեր ոլորտներում.

ԵրկրաֆիզիկաԵրկրի մագնիսական դաշտը ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են մագնիսաչափեր, որոնք արժեքավոր տեղեկություններ են տալիս մոլորակի ներքին կառուցվածքի և կազմի մասին:

ՆավիգացիաԿողմնացույցները, մի տեսակ մագնիսաչափ, եղել են նավարկության կարևոր գործիքներ հնագույն ժամանակներից՝ օգնելով նավաստիներին և հետազոտողներին գտնել իրենց ճանապարհը հսկայական օվկիանոսների միջով:

ՆյութագիտությունՄագնիսաչափությունը օգտագործվում է բնութագրելու համարմագնիսական նյութերև ուսումնասիրել դրանց հատկությունները, որոնք կարևոր են այնպիսի տեխնոլոգիաների զարգացման համար, ինչպիսիք են մագնիսական պահեստավորման սարքերը և մագնիսական ռեզոնանսային պատկերման (MRI) մեքենաները:

Տիեզերական հետազոտությունՄագնիսաչափերը տեղադրվում են տիեզերանավի վրա՝ ուսումնասիրելու երկնային մարմինների մագնիսական դաշտերը՝ տրամադրելով պատկերացումներ դրանց կազմի և երկրաբանական պատմության մասին:

Եզրակացություն

Մագնիսական դաշտի ուժի չափումը կարևոր է մագնիսների վարքագիծը և դրանց կիրառումը տարբեր դաշտերում հասկանալու համար: Գաուսի և Տեսլայի նման միավորների և մագնիսաչափերի նման գործիքների միջոցով գիտնականները կարող են ճշգրիտ չափել մագնիսական դաշտերի ուժգնությունը՝ ճանապարհ հարթելով տեխնոլոգիայի, հետախուզման և գիտական ​​հետազոտությունների առաջընթացի համար: Քանի որ մագնիսականության մասին մեր ըմբռնումը շարունակում է խորանալ, նույնքան էլ կխորանա դրա ուժը մարդկության օգտին օգտագործելու մեր կարողությունը: