Co to jest siła pola magnetycznego?

Siła pola magnetyczna to efekt, że pole magnetyczne wywiera lub działa na naładowaną cząstkę, taką jak cząsteczka, przechodząc przez to pole. Siły te istnieją w dowolnym momencie, w pobliżu magnesu znajduje się cząsteczka naładowana elektrycznie lub gdy energia elektryczna przechodzi przez drut lub cewkę. Siła pola magnetycznego może być stosowana do zasilania silników elektrycznych i do analizy struktur chemicznych materiałów ze względu na sposób reagowania na nią cząstek.

Gdy prąd elektryczny przechodzi przez drut, przepływ elektronów tworzy pole magnetyczne, tworząc siłę, która może działać na innych materiałach. Wspólnym przykładem siły pola magnetycznego jest silnik elektryczny, który wykorzystuje poruszający się wirnik z otaczającymi nią przewody, otoczony stojanem z dodatkowymi cewkami. Gdy prąd elektryczny jest nakładany do cewek stojana, tworzą one pole magnetyczne, a siła tego pola tworzy moment obrotowy poruszający wirnik.

Kierunek siły pola magnetycznego można opisać za pomocą tego, co nazywa się thE zasada prawej ręki. Osoba może wskazać kciuk, wskazówki lub pierwszy palec, a drugi palec w trzech różnych kierunkach, często nazywany osi X, Y i Z. Każdy palec i kciuk powinny znajdować się na poziomie 90 stopni, więc jeśli osoba wskazuje palec wskazujący, drugi palec wskazuje na lewo, a kciuk wskazuje bezpośrednio na osobę.

Korzystając z tego układu palców, każdy palec pokaże kierunki przepływu elektrycznego (palcem wskazującego), pola magnetycznego (drugiego palca) i powstałej siły pola magnetycznego (kciuk). Kiedy cztery palce ręki zwinięte w kierunku dłoni, pokazuje to kierunek pola magnetycznego z kciukiem, który wciąż wskazuje na kierunek siły. Korzystanie z zasady prawej ręki jest łatwym sposobem dla uczniów uczących się o polach magnetycznych, aby zobaczyć skutki prądu i sił.

mogą być pola magnetyczneBardzo przydatne w laboratorium do analizy materiałów. Jeżeli materiał wymaga zidentyfikowania lub podzielony na jego składniki molekularne, próbkę można jonizować, co zmienia materiał w gaz z dodatnimi lub ujemnymi ładunkami elektrycznymi. Ten zjonizowany gaz jest następnie przechodzący przez silne pole magnetyczne i wychodzi z obszaru zbierania.

Masa lub masa każdej zjonizowanej cząstki próbki testowej reaguje inaczej na siłę pola magnetycznego, a cząstki są lekko zgięte od prostego kierunku. Urządzenie do zbierania rejestruje się, w którym każda cząstka uderza w detektor, a oprogramowanie komputerowe może zidentyfikować cząsteczkę na podstawie interakcji z polem. Jeden typ urządzenia korzystający z tej technologii nazywa się spektrometr masowy i jest szeroko stosowany do pomocy w identyfikacji nieznanych substancji.

Kolejnym zastosowaniem pól magnetycznych w celu spowodowania zmian w materiałach jonizowanych jest akcelerator cząstek. Pod koniec XX wieku największy akcelerator cząstek BuiLT w tym czasie znajdował się na granicy Szwajcarii i Francji, z 17 milami (27 kilometrów) akceleratora głębokiego pod ziemią w dużej pętli. Sprzęt skorzystał z siły pola magnetycznego, aby szybko przyspieszyć naładowane cząstki w pętli, gdzie dodatkowe pola nadal przyspieszały lub przyspieszyły naładowane cząstki.

Gdy cząstki szybkie krążyły do ​​dużego kolekcjonera, były zarządzane przez inne kontrole pola magnetycznego i wysłane do kolizji z innymi materiałami. Sprzęt ten został zbudowany w celu przetestowania kolizji wysokoenergetycznych podobnych do tych widocznych na słońcu lub innych gwiazdach oraz podczas reakcji jądrowych. Położenie podziemne zastosowano, aby zapobiec przestrzeni cząstki zakłócające wyniki testu, ponieważ warstwy skały nad przyspieszeniem pochłaniały szybką energię i jony.