ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແມ່ເຫຼັກວັດແທກແນວໃດ?

ການສະກົດຈິດເປັນວັດຖຸທີ່ໜ້າຈັບໃຈມາເປັນເວລາຫຼາຍສັດຕະວັດແລ້ວ, ດຶງດູດນັກວິທະຍາສາດ ແລະຜູ້ທີ່ກະຕືລືລົ້ນຢ່າງດຽວກັນກັບຄວາມສາມາດທີ່ລຶກລັບໃນການດຶງດູດວັດຖຸບາງຢ່າງ. ຈາກເຂັມເຂັມທິດນໍາພານັກສຳຫຼວດວັດຖຸບູຮານໄປສູ່ກົນໄກທີ່ຊັບຊ້ອນຂອງເທັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝ, ແມ່ເຫຼັກມີບົດບາດສຳຄັນໃນດ້ານຕ່າງໆຂອງຊີວິດຂອງເຮົາ. ແຕ່ພວກເຮົາຈະປະເມີນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ແນວໃດສະໜາມແມ່ເຫຼັກ? ເຮົາຈະວັດແທກຄວາມແຮງຂອງແມ່ເຫຼັກໄດ້ແນວໃດ? ໃຫ້ເຮົາມາພິຈາລະນາວິທີການ ແລະເຄື່ອງມືທີ່ໃຊ້ໃນການປະເມີນຄວາມແຮງຂອງແມ່ເຫຼັກ.

ຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ

ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແມ່ເຫຼັກແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍພື້ນຖານໂດຍສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ພື້ນທີ່ອ້ອມຮອບແມ່ເຫຼັກບ່ອນທີ່ອິດທິພົນຂອງມັນມີຄວາມຮູ້ສຶກ. ພາກສະຫນາມນີ້ແມ່ນສະແດງໂດຍເສັ້ນຂອງກໍາລັງ, ຂະຫຍາຍຈາກຂົ້ວເຫນືອຂອງແມ່ເຫຼັກໄປຫາຂົ້ວໃຕ້ຂອງມັນ. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງສາຍເຫຼົ່ານີ້ຫຼາຍ, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເຂັ້ມແຂງ.

Gauss ແລະ Tesla: ຫນ່ວຍວັດແທກ

ເພື່ອປະເມີນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ນັກວິທະຍາສາດໃຊ້ສອງຫນ່ວຍວັດແທກຕົ້ນຕໍ: Gauss ແລະ Tesla.

Gauss (G): ຕັ້ງຊື່ຕາມນັກຄະນິດສາດແລະນັກຟີຊິກສາດຊາວເຢຍລະມັນ Carl Friedrich Gauss, ຫນ່ວຍງານນີ້ວັດແທກຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ flux ຂອງແມ່ເຫຼັກຫຼື induction ແມ່ເຫຼັກ. ຫນຶ່ງ Gauss ເທົ່າກັບຫນຶ່ງ Maxwell ຕໍ່ຕາລາງຊັງຕີແມັດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກຂະຫນາດຂອງ Gauss ຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍ, ໂດຍສະເພາະໃນສະພາບການທີ່ທັນສະໄຫມ, ນັກວິທະຍາສາດມັກຈະໃຊ້ Tesla ສໍາລັບພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເຂັ້ມແຂງ.

Tesla (T): ເປັນກຽດສັກສີຂອງນັກປະດິດຊາວເຊີເບຍ-ອາເມລິກາ ແລະວິສະວະກອນໄຟຟ້າ Nikola Tesla, ໜ່ວຍນີ້ສະແດງເຖິງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສແມ່ເຫຼັກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າເມື່ອທຽບກັບ Gauss. Tesla ຫນຶ່ງແມ່ນເທົ່າກັບ 10,000 Gauss, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຫນ່ວຍປະຕິບັດຫຼາຍສໍາລັບການວັດແທກພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເຊັ່ນ: ທີ່ຜະລິດໂດຍແມ່ເຫຼັກທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ໃຊ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດຫຼືການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ.

ເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກ

Magnetometers ແມ່ນເຄື່ອງມືທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອວັດແທກຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະທິດທາງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ອຸ​ປະ​ກອນ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​ມາ​ໃນ​ຮູບ​ແບບ​ຕ່າງໆ​, ນັບ​ຕັ້ງ​ແຕ່​ເຂັມ​ທິດ​ມື​ຖື​ງ່າຍ​ດາຍ​ເພື່ອ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ​ທີ່​ຊັບ​ຊ້ອນ​. ນີ້ແມ່ນບາງປະເພດເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກທົ່ວໄປທີ່ໃຊ້ໃນການວັດແທກຄວາມແຮງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ:

1. Fluxgate Magnetometers: ເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ຫຼັກການຂອງ induction ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າເພື່ອວັດແທກການປ່ຽນແປງໃນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ພວກມັນປະກອບດ້ວຍແກນແມ່ເຫຼັກຫນຶ່ງຫຼືຫຼາຍອັນທີ່ອ້ອມຮອບດ້ວຍລວດລວດ. ເມື່ອສໍາຜັດກັບສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ແກນກາຍເປັນແມ່ເຫຼັກ, inducing ສັນຍານໄຟຟ້າໃນ coils, ຊຶ່ງສາມາດວັດແທກແລະປັບເພື່ອກໍານົດຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄດ້.

2. Hall Effect Magnetometers: Hall effect magnetometers ຂຶ້ນກັບ Hall effect, ເຊິ່ງອະທິບາຍການສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຮງດັນ (Hall voltage) ໃນທົ່ວ conductor ໄຟຟ້າ ເມື່ອຖືກກັບພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ perpendicular ກັບກະແສໄຟຟ້າ. ໂດຍການວັດແທກແຮງດັນນີ້, Hall effect magnetometers ສາມາດກໍານົດຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ.

3. SQUID Magnetometers: ເຄື່ອງວັດແທກການລົບກວນ Quantum Superconducting (SQUID) ແມ່ນຢູ່ໃນບັນດາເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກທີ່ລະອຽດອ່ອນທີ່ສຸດທີ່ມີຢູ່. ພວກເຂົາເຈົ້າດໍາເນີນການໂດຍອີງໃສ່ຄຸນສົມບັດ quantum ຂອງ superconductors, ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າສາມາດກວດພົບສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ອ່ອນແອທີ່ສຸດ, ຫຼຸດລົງໃນລະດັບ femtoteslas (10^-15 Tesla).

Calibration ແລະມາດຕະຖານ

ເພື່ອຮັບປະກັນການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງ, ເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກຕ້ອງຖືກປັບແລະມາດຕະຖານຢ່າງຖືກຕ້ອງ. Calibration ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປຽບທຽບຜົນຜະລິດຂອງເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ຮູ້ຈັກເພື່ອສ້າງຄວາມສໍາພັນເສັ້ນລະຫວ່າງການອ່ານຂອງເຄື່ອງມືແລະຄ່າພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຕົວຈິງ. ການກໍານົດມາດຕະຖານຮັບປະກັນວ່າການວັດແທກທີ່ປະຕິບັດດ້ວຍເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນສອດຄ່ອງແລະປຽບທຽບ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ Magnetometry

ຄວາມສາມາດໃນການວັດແທກຄວາມແຮງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຢ່າງຖືກຕ້ອງມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫລາຍໃນທົ່ວຂົງເຂດຕ່າງໆ:

ພູມສາດ: ເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສຶກສາພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງໂລກ, ເຊິ່ງສະຫນອງຂໍ້ມູນທີ່ມີຄຸນຄ່າກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງແລະອົງປະກອບຂອງພາຍໃນຂອງດາວເຄາະ.

ການນໍາທາງ: ເຂັມທິດ, ເປັນເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກຊະນິດໜຶ່ງ, ເປັນເຄື່ອງມືທີ່ສຳຄັນໃນການນຳທາງຕັ້ງແຕ່ສະໄໝບູຮານ, ຊ່ວຍໃຫ້ນັກເຮືອ ແລະ ນັກສຳຫຼວດຊອກຫາທາງຜ່ານມະຫາສະໝຸດທີ່ກວ້າງໃຫຍ່ໄພສານ.

ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ: Magnetometry ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອລັກສະນະວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກແລະສຶກສາຄຸນສົມບັດຂອງເຂົາເຈົ້າ, ທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີເຊັ່ນ: ອຸປະກອນການເກັບຮັກສາແມ່ເຫຼັກແລະເຄື່ອງຮູບພາບ resonance ສະນະແມ່ເຫຼັກ (MRI).

ການສຳຫຼວດອາວະກາດ: ເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກໄດ້ຖືກນໍາໄປໃຊ້ໃນຍານອະວະກາດເພື່ອສຶກສາພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງອົງການຈັດຕັ້ງຊັ້ນສູງ, ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບອົງປະກອບແລະປະຫວັດສາດທໍລະນີສາດຂອງມັນ.

ສະຫຼຸບ

ການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການເຂົ້າໃຈພຶດຕິກໍາຂອງແມ່ເຫຼັກແລະການນໍາໃຊ້ຂອງເຂົາເຈົ້າໃນທົ່ວພາກສະຫນາມຕ່າງໆ. ໂດຍຜ່ານຫນ່ວຍງານເຊັ່ນ Gauss ແລະ Tesla ແລະເຄື່ອງມືເຊັ່ນເຄື່ອງວັດແທກແມ່ເຫຼັກ, ນັກວິທະຍາສາດສາມາດປະເມີນຄວາມແຂງແຮງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ປູທາງໄປສູ່ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ, ການຂຸດຄົ້ນ, ແລະການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບແມ່ເຫຼັກສືບຕໍ່ເລິກລົງ, ຄວາມສາມາດຂອງພວກເຮົາທີ່ຈະໃຊ້ອໍານາດຂອງມັນເພື່ອຜົນປະໂຫຍດຂອງມະນຸດ.