Co to są bieguny magnetyczne?

W magnesie siła magnetyczna jest skoncentrowana na końcach i słabnie w środku. Te magnetycznie mocne końce nazywane są biegunami magnetycznymi. Magnesy mają dwa bieguny, oba o jednakowej sile. Ziemia ma również bieguny magnetyczne. Kompas działa, ponieważ magnes w kompasie reaguje na siłę magnetyczną Ziemi.

Prosty magnes prętowy, który może się swobodnie obracać, zawsze ustawi się w linii z magnetycznym północnym i południowym biegunem Ziemi. Niektóre magnesy są oznaczone N na jednym końcu i S na drugim. Wynika to z tego, że koniec N będzie zawsze wskazywał północ, podczas gdy koniec S będzie zawsze wskazywał południe. Jeśli dwa magnesy zostaną umieszczone obok siebie, koniec N pierwszego magnesu przyciągnie koniec S drugiego, a koniec N będzie się odpychał.

Siła przyciągania biegunów magnetycznych Ziemi jest tak silna, że ​​magnes zawsze ustawi się w jednej linii z biegunami, bez względu na to, jak daleko od nich są. Należy zauważyć, że magnetyczny biegun północny Ziemi nie jest idealnie dopasowany do geograficznego bieguna północnego. Północ magnetyczna jest w rzeczywistości około 15 stopni od północy geograficznej.

Od tysięcy lat ludzie używają biegunów magnetycznych Ziemi, aby pomóc im w nawigacji. Kompas jest w zasadzie swobodnie obracającą się igłą. Ponieważ igła jest namagnesowana, zawsze będzie wskazywała północ. Wiedząc, w którym kierunku jest północ, odkrywcy i podróżnicy mogą dowiedzieć się, w którą stronę zmierzają. Pierwszą wzmiankę o kompasie dokonali starożytni Chińczycy około 210 roku p.n.e.

Istnieje kilka różnych teorii wyjaśniających, dlaczego magnesy zachowują się w taki sposób. Starsza z nich to teoria Webera. Stwierdza, że ​​substancje magnetyczne są zbudowane z małych namagnesowanych cząsteczek. Cząsteczki pozostawione same sobie wskazują we wszystkich kierunkach. Jeśli magnes zostanie kilkakrotnie przeciągnięty przez materiał w tym samym kierunku, cząsteczki ustawią się w szeregu jak seria małych magnesów od północnego końca do południowego końca, tworząc bieguny magnetyczne na obu końcach metalu.

Podobna, ale bardziej wyrafinowana teoria opiera się na wiedzy, że elektrony mają pole magnetyczne. Elektrony to małe jednostki, które krążą wokół atomów. Każdy atom ma co najmniej jeden elektron. Teoria domen mówi, że jeśli elektrony atomu krążą wokół siebie w różnych kierunkach, ich pola magnetyczne się znoszą. Jeśli jednak krążą w tym samym kierunku, atom zostanie namagnesowany. Materiał pełen tych namagnesowanych atomów jest magnesem.