Қувваи магнит чӣ гуна чен карда мешавад?

Магнитҳо дар тӯли асрҳо объектҳои ҷолиб буданд ва олимон ва мухлисонро бо қобилияти пурасрор барои ҷалби маводҳои муайян ба худ ҷалб мекунанд. Аз сӯзанҳои қутбнамо, ки муҳаққиқони қадимаро роҳнамоӣ мекунанд, то механизмҳои мураккаби технологияи муосир, магнитҳо дар паҳлӯҳои гуногуни ҳаёти мо нақши ҳалкунанда мебозанд. Аммо чӣ гуна мо тавоноии инҳоро ҳисоб мекунеммайдонҳои магнитӣ? Мо потенсиали магнитҳоро чӣ гуна чен мекунем? Биёед усулҳо ва асбобҳоеро, ки барои миқдори қувваи магнит истифода мешаванд, омӯзем.

Қувваи майдони магнитӣ

Қувваи магнитро асосан майдони магнитии он, майдони атрофи магнит, ки таъсири он эҳсос мешавад, муайян мекунад. Ин майдон бо хатҳои қувва тасвир шудааст, ки аз қутби шимолии магнит то қутби ҷанубии он тӯл мекашанд. Ҳар қадар зичии ин хатҳо зиёд бошад, майдони магнитӣ ҳамон қадар қавӣ мешавад.

Гаусс ва Тесла: воҳидҳои андозагирӣ

Барои муайян кардани қувваи майдони магнитӣ олимон ду воҳиди асосии ченакро истифода мебаранд: Гаусс ва Тесла.

Гаусс (Г): Ин воҳид ба номи математик ва физики олмонӣ Карл Фридрих Гаусс гузошта шудааст, ки зичии ҷараёни магнитӣ ё индуксияи магнитиро чен мекунад. Як Гаусс ба як Максвелл дар як сантиметри мураббаъ баробар аст. Бо вуҷуди ин, аз сабаби андозаи нисбатан хурди Гаусс, махсусан дар заминаҳои муосир, олимон аксар вақт Tesla-ро барои майдонҳои магнитии қавӣ истифода мебаранд.

Тесла (Т): Ин агрегат ба шарафи ихтироъкори сербӣ-амрикоӣ ва муҳандиси барқ ​​Никола Тесла номгузорӣ шудааст, ки дар муқоиса бо Гаусс зичии бештари ҷараёни магнитиро ифода мекунад. Як Тесла ба 10,000 Гаусс баробар аст, ки онро воҳиди бештар амалӣ барои чен кардани майдонҳои магнитии қавитар, ба монанди магнитҳои пурқуввате, ки дар таҳқиқоти илмӣ ё барномаҳои саноатӣ истифода мешаванд, месозад.

Магнитометрҳо

Магнитометрҳо асбобҳое мебошанд, ки барои чен кардани қувват ва самти майдонҳои магнитӣ пешбинӣ шудаанд. Ин дастгоҳҳо дар шаклҳои гуногун мавҷуданд, аз қутбнамоҳои оддии дастӣ то таҷҳизоти мураккаби лабораторӣ. Инҳоянд баъзе намудҳои маъмули магнитометрҳо, ки барои чен кардани қувваи майдони магнитӣ истифода мешаванд:

1. Магнитометрҳои Fluxgate: Ин магнитометрҳо барои чен кардани тағирот дар майдонҳои магнитӣ аз принсипҳои индуксияи электромагнитӣ истифода мебаранд. Онҳо аз як ё якчанд ядроҳои магнитӣ иборатанд, ки дар гирду атрофи он печҳои сим иҳота шудаанд. Ҳангоми ба майдони магнитӣ дучор шудан, ядроҳо магнитӣ мешаванд ва дар гардишҳо сигнали электрикиро ба вуҷуд меоранд, ки онро барои муайян кардани қувваи майдони магнитӣ чен кардан ва калибр кардан мумкин аст.

2. Магнитометрҳои эффекти Холл: Магнитометрҳои эффекти Холл ба эффекти Хол такя мекунанд, ки тавлиди фарқияти шиддатро (шиддати Ҳолл) дар як ноқили барқ ​​ҳангоми зери таъсири майдони магнитӣ перпендикуляр ба ҷараёни ҷорӣ тавсиф мекунад. Бо чен кардани ин шиддат магнитометрҳои эффекти Холл метавонанд қувваи майдони магнитиро муайян кунанд.

3. Магнитометрҳои SQUID: Магнитометрҳои суперноқили дастгоҳи дахолати квантӣ (SQUID) аз ҷумлаи магнитометрҳои ҳассостарин мебошанд. Онҳо дар асоси хосиятҳои квантии суперноқилҳо амал мекунанд ва ба онҳо имкон медиҳанд, ки майдонҳои магнитии ниҳоят заифро то сатҳи фемтотеслас (10^-15 Тесла) муайян кунанд.

Калибрченкунӣ ва стандартизатсия

Барои таъмини ченакҳои дақиқ, магнитометрҳо бояд дуруст калибровка ва стандартизатсия карда шаванд. Калибрченкунӣ муқоисаи баромади магнитометрро бо қувваҳои маълуми майдони магнитӣ барои муқаррар кардани робитаи хатӣ байни хонишҳои асбоб ва арзишҳои воқеии майдони магнитиро дар бар мегирад. Стандартизатсия кафолат медиҳад, ки ченакҳои бо магнитометрҳои гуногун гирифташуда мувофиқ ва муқоисашаванда бошанд.

Барномаҳои магнитометрия

Қобилияти дақиқ чен кардани қувваи майдони магнитӣ дар соҳаҳои гуногун барномаҳои сершумор дорад:

Геофизика: Магнетометрхо барои омухтани майдони магнитии Замин истифода мешаванд, ки дар бораи сохт ва таркиби дохилии сайёра маълумоти пуркимат медихад.

Навигатсия: Қутбнамоҳо, як навъи магнитометр, аз замонҳои қадим асбоби муҳими навигатсионӣ буда, ба маллоҳон ва муҳаққиқон дар ёфтани роҳи худ дар уқёнусҳои азим кӯмак мекунанд.

Илмҳои мавод: Магнетометрия барои тавсиф кардан истифода мешавадмаводи магнитӣва омӯхтани хосиятҳои онҳо, ки барои таҳияи технологияҳо ба монанди дастгоҳҳои нигоҳдории магнитӣ ва мошинҳои магнитии резонанси (MRI) муҳиманд.

Тадкикоти кайхон: Магнетометрхо дар киштихои кайхонй барои омухтани майдонхои магнитии чисмхои осмонй гузошта шудаанд, ки дар бораи таркиб ва таърихи геологии онхо маълумот медиханд.

Хулоса

Андозаи қувваи майдони магнитӣ барои фаҳмидани рафтори магнитҳо ва татбиқи онҳо дар соҳаҳои гуногун муҳим аст. Тавассути воҳидҳо ба монанди Гаусс ва Тесла ва асбобҳо ба монанди магнитометрҳо, олимон метавонанд қувваи майдонҳои магнитиро дақиқ муайян кунанд ва ба пешрафти технология, иктишоф ва тадқиқоти илмӣ роҳ кушоянд. Вақте ки фаҳмиши мо дар бораи магнитизм амиқтар мешавад, қобилияти мо низ барои истифода бурдани қувваи он ба манфиати инсоният.