Қувваи магнит чӣ гуна чен карда мешавад?

Магнитҳо асрҳо боз ашёи ҷолиб буданд ва бо қобилияти пурасрори худ барои ҷалби баъзе маводҳо олимон ва мухлисонро ба худ ҷалб мекарданд. Аз сӯзанҳои қутбнамо, ки сайёҳони қадимро роҳнамоӣ мекунанд, то механизмҳои мураккаби технологияи муосир, магнитҳо дар ҷанбаҳои гуногуни ҳаёти мо нақши муҳим мебозанд. Аммо чӣ гуна мо қувваи инҳоро чен мекунем?майдонҳои магнитӣЧӣ тавр мо қувваи магнитҳоро чен мекунем? Биёед ба усулҳо ва абзорҳое, ки барои чен кардани қувваи магнит истифода мешаванд, назар андозем.

Қувваи майдони магнитӣ

Қувваи магнит асосан аз майдони магнитии он, яъне масоҳати атрофи магнит, ки таъсири он эҳсос мешавад, муайян карда мешавад. Ин майдон бо хатҳои қувва ифода карда мешавад, ки аз қутби шимолии магнит то қутби ҷанубии он тӯл мекашанд. Ҳар қадар зичии ин хатҳо зиёд бошад, майдони магнитӣ ҳамон қадар қавитар мешавад.

Гаусс ва Тесла: Воҳидҳои ченкунӣ

Барои чен кардани қувваи майдони магнитӣ, олимон ду воҳиди асосии ченкуниро истифода мебаранд: Гаусс ва Тесла.

Гаусс (G): Ин воҳид, ки ба номи риёзидон ва физики олмонӣ Карл Фридрих Гаусс номгузорӣ шудааст, зичии ҷараёни магнитӣ ё индуксияи магнитиро чен мекунад. Як Гаусс ба як Максвелл дар як сантиметри мураббаъ баробар аст. Аммо, аз сабаби андозаи нисбатан хурди Гаусс, махсусан дар шароити муосир, олимон аксар вақт Тесларо барои майдонҳои магнитии қавитар истифода мебаранд.

Тесла (Т)Ин воҳид, ки ба шарафи ихтироъкор ва муҳандиси барқии серб-амрикоӣ Никола Тесла номгузорӣ шудааст, нисбат ба Гаусс зичии ҷараёни магнитии калонтарро нишон медиҳад. Як Тесла ба 10,000 Гаусс баробар аст, ки онро барои чен кардани майдонҳои магнитии қавитар, ба монанди онҳое, ки аз ҷониби магнитҳои пуриқтидоре, ки дар таҳқиқоти илмӣ ё барномаҳои саноатӣ истифода мешаванд, тавлид мешаванд, як воҳиди амалӣтар мегардонад.

Магнитометрҳо

Магнитометрҳо асбобҳое мебошанд, ки барои чен кардани қувват ва самти майдонҳои магнитӣ тарҳрезӣ шудаанд. Ин дастгоҳҳо дар шаклҳои гуногун, аз қутбнамоҳои оддии дастӣ то таҷҳизоти мураккаби лабораторӣ, мавҷуданд. Дар ин ҷо баъзе намудҳои маъмули магнитометрҳое оварда шудаанд, ки барои чен кардани қуввати майдони магнитӣ истифода мешаванд:

1. Магнитометрҳои ФлуксгейтИн магнитометрҳо аз принсипҳои индуксияи электромагнитӣ барои чен кардани тағйирот дар майдонҳои магнитӣ истифода мебаранд. Онҳо аз як ё якчанд ядроҳои магнитӣ иборатанд, ки бо печҳои симӣ иҳота шудаанд. Ҳангоми дучор шудан ба майдони магнитӣ, ядроҳо магнитӣ мешаванд ва дар печҳо сигнали электрикиро ба вуҷуд меоранд, ки онро барои муайян кардани қувваи майдони магнитӣ чен ва калибр кардан мумкин аст.

2. Магнитометрҳои эффекти ХоллМагнитометрҳои эффекти Холл ба эффекти Холл такя мекунанд, ки тавлиди фарқияти шиддат (шиддати Холл)-ро дар байни ноқили барқӣ ҳангоми таъсири майдони магнитӣ ба ҷараёни ҷараён тавсиф мекунад. Бо чен кардани ин шиддат, магнитометрҳои эффекти Холл метавонанд қувваи майдони магнитиро муайян кунанд.

3. Магнитометрҳои SQUIDМагнитометрҳои Дастгоҳи Дахолати Квантии Супергузаронанда (SQUID) аз ҷумлаи ҳассостарин магнитометрҳои мавҷуда мебошанд. Онҳо бар асоси хосиятҳои квантии супергузаронандаҳо кор мекунанд ва ба онҳо имкон медиҳанд, ки майдонҳои магнитии хеле заифро то сатҳи фемтотеслас (10^-15 Тесла) муайян кунанд.

Калибрченкунӣ ва стандартизатсия

Барои таъмини андозагириҳои дақиқ, магнитометрҳо бояд дуруст калибрчен ва стандартизатсия карда шаванд. Калибрченкунӣ муқоисаи баромади магнитометрро бо қувваҳои маълуми майдони магнитӣ барои муқаррар кардани робитаи хаттӣ байни нишондодҳои асбоб ва арзишҳои воқеии майдони магнитӣ дар бар мегирад. Стандартизатсия кафолат медиҳад, ки андозагириҳои бо магнитометрҳои гуногун гузаронидашуда мувофиқ ва қобили муқоиса бошанд.

Истифодаи магнитометрия

Қобилияти дақиқ чен кардани шиддати майдони магнитӣ дар соҳаҳои гуногун татбиқҳои зиёде дорад:

ГеофизикаМагнитометрҳо барои омӯзиши майдони магнитии Замин истифода мешаванд, ки маълумоти арзишмандро дар бораи сохтор ва таркиби дохилии сайёра фароҳам меорад.

НавигатсияҚутбнамо, як навъи магнитометр, аз замонҳои қадим асбобҳои муҳими навигатсия буданд ва ба маллоҳон ва сайёҳон дар ёфтани роҳи худ дар уқёнусҳои васеъ кӯмак мекарданд.

Илми маводМагнитометрия барои тавсиф истифода мешавадмаводҳои магнитӣва хосиятҳои онҳоро, ки барои рушди технологияҳо ба монанди дастгоҳҳои нигоҳдории магнитӣ ва дастгоҳҳои аксбардории магнитии резонансӣ (MRI) муҳиманд, омӯхтан.

Омӯзиши кайҳонМагнитометрҳо дар киштиҳои кайҳонӣ барои омӯзиши майдонҳои магнитии ҷирмҳои осмонӣ истифода мешаванд ва дар бораи таркиб ва таърихи геологии онҳо маълумот медиҳанд.

Хулоса

Андозагирии 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 роҳро барои пешрафтҳо дар технология, кашфиёт ва таҳқиқоти илмӣ ҳамвор кунанд. Бо фаҳмиши мо дар бораи магнетизм, қобилияти мо барои истифода аз қудрати он ба манфиати инсоният низ афзоиш хоҳад ёфт.