Ինչպե՞ս է չափվում մագնիսի ուժը։

Մագնիսները դարեր շարունակ հետաքրքրաշարժ առարկաներ են եղել, որոնք գրավել են թե՛ գիտնականներին, թե՛ էնտուզիաստներին որոշակի նյութեր գրավելու իրենց խորհրդավոր ունակությամբ: Հին հետազոտողներին ուղղորդող կողմնացույցի ասեղներից մինչև ժամանակակից տեխնոլոգիաների բարդ մեխանիզմները, մագնիսները կարևոր դեր են խաղում մեր կյանքի տարբեր ոլորտներում: Բայց ինչպե՞ս քանակապես չափել դրանց ուժը:մագնիսական դաշտերԻնչպե՞ս չափել մագնիսների հզորությունը։ Եկեք խորանանք մագնիսի ուժը քանակականացնելու համար օգտագործվող մեթոդների և գործիքների մեջ։

Մագնիսական դաշտի ուժգնություն

Մագնիսի ուժը հիմնականում որոշվում է նրա մագնիսական դաշտով, այսինքն՝ մագնիսի շուրջը գտնվող տարածքով, որտեղ զգացվում է դրա ազդեցությունը: Այս դաշտը ներկայացված է ուժի գծերով, որոնք տարածվում են մագնիսի հյուսիսային բևեռից մինչև հարավային բևեռը: Որքան մեծ է այդ գծերի խտությունը, այնքան ուժեղ է մագնիսական դաշտը:

Գաուս և Տեսլա. Չափման միավորներ

Մագնիսական դաշտի ուժը քանակականացնելու համար գիտնականները օգտագործում են չափման երկու հիմնական միավոր՝ Գաուս և Տեսլա։

Գաուս (Գ): Անվանակոչված գերմանացի մաթեմատիկոս և ֆիզիկոս Կառլ Ֆրիդրիխ Գաուսի անունով, այս միավորը չափում է մագնիսական հոսքի խտությունը կամ մագնիսական ինդուկցիան: Մեկ գաուսը հավասար է մեկ Մաքսվելի մեկ քառակուսի սանտիմետրի համար: Այնուամենայնիվ, Գաուսի համեմատաբար փոքր մեծության պատճառով, մասնավորապես ժամանակակից համատեքստերում, գիտնականները հաճախ օգտագործում են Տեսլայի մեթոդը՝ ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտերի համար:

Տեսլա (Տ)Սերբա-ամերիկացի գյուտարար և էլեկտրատեխնիկ Նիկոլա Տեսլայի պատվին անվանակոչված այս միավորը ներկայացնում է ավելի մեծ մագնիսական հոսքի խտություն՝ համեմատած Գաուսի հետ։ Մեկ Տեսլան հավասար է 10,000 գաուսի, ինչը այն դարձնում է ավելի գործնական միավոր՝ ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտերը չափելու համար, ինչպիսիք են գիտական ​​հետազոտություններում կամ արդյունաբերական կիրառություններում օգտագործվող հզոր մագնիսների կողմից առաջացողները։

Մագնիսաչափեր

Մագնիսաչափերը մագնիսական դաշտերի ուժգնությունն ու ուղղությունը չափելու համար նախատեսված սարքեր են: Այս սարքերը լինում են տարբեր ձևերի՝ սկսած պարզ ձեռքի կողմնացույցներից մինչև բարդ լաբորատոր սարքավորումներ: Ահա մագնիսական դաշտի ուժգնությունը չափելու համար օգտագործվող մագնիսաչափերի մի քանի տարածված տեսակներ.

1. Հոսքային մագնիսաչափերԱյս մագնիսաչափերը օգտագործում են էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքները՝ մագնիսական դաշտերի փոփոխությունները չափելու համար: Դրանք բաղկացած են մեկ կամ մի քանի մագնիսական միջուկներից, որոնք շրջապատված են մետաղալարերի կծիկներով: Մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ միջուկները մագնիսանում են՝ կծիկներում առաջացնելով էլեկտրական ազդանշան, որը կարող է չափվել և տրամաչափվել՝ մագնիսական դաշտի ուժգնությունը որոշելու համար:

2. Հոլի էֆեկտի մագնիսաչափերՀոլի էֆեկտի մագնիսաչափերը հիմնված են Հոլի էֆեկտի վրա, որը նկարագրում է լարման տարբերության (Հոլի լարում) առաջացումը էլեկտրական հաղորդչի վրա, երբ այն ենթարկվում է հոսանքի հոսքին ուղղահայաց մագնիսական դաշտի ազդեցությանը: Այս լարումը չափելով՝ Հոլի էֆեկտի մագնիսաչափերը կարող են որոշել մագնիսական դաշտի ուժգնությունը:

3. SQUID մագնիսաչափերԳերհաղորդիչ քվանտային ինտերֆերենցիալ սարքի (SQUID) մագնիսաչափերը առկա ամենազգայուն մագնիսաչափերից են։ Դրանք գործում են գերհաղորդիչների քվանտային հատկությունների հիման վրա, ինչը թույլ է տալիս հայտնաբերել ծայրահեղ թույլ մագնիսական դաշտեր՝ մինչև ֆեմտոտեսլաների (10^-15 Տեսլա) մակարդակ։

Կալիբրացիա և ստանդարտացում

Ճշգրիտ չափումներ ապահովելու համար մագնիսաչափերը պետք է պատշաճ կերպով տրամաչափվեն և ստանդարտացվեն։ Տրամաչափումը ենթադրում է մագնիսաչափի ելքային ազդանշանի համեմատում հայտնի մագնիսական դաշտի ուժգնությունների հետ՝ սարքի ցուցմունքների և մագնիսական դաշտի իրական արժեքների միջև գծային կապ հաստատելու համար։ Ստանդարտացումը ապահովում է, որ տարբեր մագնիսաչափերով կատարված չափումները լինեն հետևողական և համեմատելի։

Մագնիսաչափության կիրառությունները

Մագնիսական դաշտի ուժգնությունը ճշգրիտ չափելու ունակությունը բազմաթիվ կիրառություններ ունի տարբեր ոլորտներում՝

ԵրկրաֆիզիկաԵրկրի մագնիսական դաշտը ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են մագնիսաչափեր, որոնք արժեքավոր տեղեկություններ են տալիս մոլորակի ներքին շերտի կառուցվածքի և կազմի մասին։

ՆավիգացիաԿողմնացույցները, որոնք մագնիսաչափի տեսակ են, հին ժամանակներից ի վեր եղել են նավարկության կարևոր գործիքներ՝ օգնելով նավաստիներին և հետազոտողներին գտնել իրենց ուղին անծայրածիր օվկիանոսներում։

ՆյութագիտությունՄագնիսաչափությունը օգտագործվում է բնութագրելու համարմագնիսական նյութերև ուսումնասիրել դրանց հատկությունները, որոնք կարևոր են այնպիսի տեխնոլոգիաների զարգացման համար, ինչպիսիք են մագնիսական պահեստավորման սարքերը և մագնիսական ռեզոնանսային պատկերման (ՄՌՏ) սարքերը։

Տիեզերքի հետազոտությունՄագնիսաչափերը տեղադրվում են տիեզերանավի վրա՝ երկնային մարմինների մագնիսական դաշտերն ուսումնասիրելու համար, ինչը հնարավորություն է տալիս պատկերացում կազմել դրանց կազմի և երկրաբանական պատմության մասին։

Եզրակացություն

Մագնիսական դաշտի ուժի չափումը կարևոր է մագնիսների վարքագիծը և դրանց կիրառությունները տարբեր ոլորտներում հասկանալու համար: Գաուսի և Տեսլայի նման սարքերի, ինչպես նաև մագնիսաչափերի նման գործիքների միջոցով գիտնականները կարող են ճշգրիտ քանակականացնել մագնիսական դաշտերի ուժը՝ հարթելով ճանապարհը տեխնոլոգիայի, հետազոտությունների և գիտական ​​հետազոտությունների առաջընթացի համար: Մագնիսականության մասին մեր ըմբռնման խորացմանը զուգընթաց կխորանա նաև դրա ուժը մարդկության օգտին օգտագործելու մեր կարողությունը: