Co to jest dipol magnetyczny?
Dipol magnetyczny można uznać za podstawową obserwowalną jednostkę magnetyzmu. Najbardziej intuicyjnie dipol składa się z dwóch równych, lecz przeciwnie naładowanych punktów lub biegunów. Interakcja między tymi dwoma naładowanymi monopolami generuje wektorowe pole siły w otaczającym obszarze znane jako pole magnetyczne. Znane przykłady dipoli magnetycznych obejmują magnesy prętowe, elektrony i samą planetę Ziemię.
Chociaż często najłatwiej jest uznać materiały magnetyczne, takie jak magnesy prętowe, za posiadające dwa monopole ładunku elektrycznego, model ten nie jest w stanie opisać zachowania się magnesu. Ponadto nigdy nie zaobserwowano monopoli. Monopole są raczej hipotetycznymi cząsteczkami. Co ciekawe, istnienie monopoli było postulowane przez fizykę teoretyczną, a istnienie i natura monopoli była aktywną otwartą kwestią w nauce.
Drugim modelem, za pomocą którego można rozważyć dipole magnetyczne, jest pętla prądowa. Hans Christian Oersted odkrył w 1820 r., Że zamknięty obwód elektryczny lub zamknięta pętla prądowa generuje pole magnetyczne. Zrobił to, umieszczając elektrycznie naładowany drut w pobliżu kompasu i zauważając, że igła kompasu porusza się. Pętla prądowa wytwarzała pole magnetyczne, które oddziaływało na igłę magnetyczną lub dipol w kompasie. Dipol materiału magnetycznego, takiego jak magnes prętowy, można modelować, wyobrażając sobie, że struktura jest wypełniona małymi pętlami prądowymi. Modele wykorzystujące te pętle prądowe z dużym powodzeniem przewidują zachowanie materiałów magnetycznych.
Siła dipola jest mierzona jako magnetyczny moment dipola. Moment jest wektorem, co oznacza, że ma wielkość lub wielkość, a także kierunek. Rozważając bieguny magnetyczne, takie jak magnesy prętowe, moment magnetyczny (m) definiuje się jako siłę biegunów (p) pomnożoną przez odległość między biegunami (L), którą można przedstawić równaniem m = pL. Kierunek chwili wskazuje od południowego bieguna magnesu do jego północnego bieguna.
Moment magnetyczny można również zdefiniować dla dipola magnetycznego wytwarzanego przez prąd elektryczny. W tym przypadku moment magnetyczny jest równy prądowi (I) pomnożonemu przez pole w pętli (pętlach) prądowej, co można przedstawić równaniem m = Is. Kierunek tego momentu można określić na podstawie reguły po prawej stronie. Aby zastosować tę zasadę, osoba trzyma prawą rękę do przodu i pozwala, aby palce wygięły się w pięść w tym samym kierunku co prąd. Prawy kciuk osoby, jeśli będzie trzymany prosto, wskaże kierunek magnetycznego momentu dipolowego.