Các cực từ là gì, sự khác biệt giữa các cực từ bắc và nam

cực từ Là một khái niệm hữu ích từ lý thuyết từ trường tương tự như khái niệm sạc điện… Các định nghĩa Bắc và Nam đối với các cực như vậy trong phép loại suy này tương ứng với các định nghĩa về điện tích như tích cực và tiêu cực.

Giống như có lực đẩy giữa hai electron và lực hút giữa electron và proton, có lực đẩy giữa hai cực bắc từ tính và lực hút giữa cực bắc và cực nam.

Từ trường có thể được mô tả bằng cách sử dụng đường sức từ hay đường sức… Khái niệm này liên quan đến hành vi giả thuyết của một cực bắc đơn lẻ đang di chuyển trong từ trường ngoài.

Nếu một cực như vậy tồn tại, thì trong các điều kiện xác định, nó sẽ có xu hướng di chuyển theo hướng của trường tại bất kỳ điểm nào trong không gian và sẽ mô tả quỹ đạo gọi là đường sức. Một cực nam duy nhất di chuyển dọc theo các đường sức theo hướng ngược lại với hướng chuyển động của một cực bắc duy nhất.

Chuyển động của một cực đơn vị dọc theo các đường sức là hệ quả của tác dụng của lực Coulomb và ảnh hưởng của một trong hai cực đơn vị được thay thế bằng ảnh hưởng của từ trường tương đương.

Lực tác dụng lên một cực là kết quả của sự tương tác giữa trường cục bộ của chính nó với trường tồn tại trong không gian xung quanh.

Mặc dù cường độ của trường bên ngoài này được cảm nhận bởi một cực nhất định, nhưng không cần biết vị trí của nguồn trường bên ngoài nếu chỉ xem xét lực tác dụng lên một cực đã cho.

Trường bên ngoài chỉ đơn giản là ảnh hưởng đến cực nằm tại một điểm nhất định trong không gian. Cường độ phản ứng của một cực đối với tác động của trường bên ngoài xác định phép đo định lượng tương ứng với cường độ của trường bên ngoài này.

Vì vậy, cả điện trường và từ trường đều có thể được mô tả một cách tổng quát bằng cách sử dụng các đường sức. Các điện tích đơn vị có xu hướng chuyển động dọc theo các đường sức điện và các cực từ đơn - dọc theo các đường sức từ… Tuy nhiên, có một sự khác biệt cơ bản giữa hai loại đường sức này.

Cụ thể, có hai loại hạt tích điện, dương và âm, và mỗi loại hạt đóng vai trò là một nguồn dòng điện.

Nếu có cả hai loại hạt trong không gian, thì các đường sức điện bắt đầu từ hạt loại này và kết thúc ở hạt loại kia. Trong những điều kiện này, mọi đường sức điện trường đều có điểm đầu, điểm cuối và hướng.

Nếu chỉ có một loại hạt mang điện thì các đường sức điện kéo dài giữa các hạt đó đến vô cực. Trong trường hợp này, mỗi đường sức có điểm bắt đầu và hướng nhưng không có điểm kết thúc.

Đường sức từ, không giống như điện trường, mặc dù nó có hướng nhưng không có điểm đầu và điểm cuối. Đường sức từ luôn liên tục. Kết quả là, không thể có một cực từ duy nhất ở dạng hạt, tương tự như một điện tích, được biểu diễn bằng một electron hoặc một proton.

Mặc dù các khái niệm về các cực từ đơn vị bắc và nam rất hữu ích để định lượng từ trường, nhưng các hạt như vậy không thể tồn tại trong tự nhiên. Tuy nhiên, các đường sức từ có thể thoát ra khỏi một đầu của cơ thể và đi vào đầu kia. Trong những trường hợp này người ta nói rằng cơ thể này được phân cực từ tính.

Tương tự, một vật bị phân cực điện nếu các đường sức điện trường đi ra từ một đầu của nó và đi vào ở đầu kia.

Trong phân cực điện, đường sức điện trường bắt đầu tại một điểm nhất định bên trong cơ thể phân cực. Điểm cuối của đường sức được gán cho một số electron cụ thể hoặc một proton cụ thể. Trong trường hợp phân cực từ, đường sức từ chỉ đơn giản đi qua cơ thể, và bên trong cơ thể đó không có điểm bắt đầu hoặc kết thúc.

Ví dụ, hãy xem xét từ trường xung quanh nó băng nam châm… Trường này có cường độ lớn nhất ở cả hai đầu của thanh.

Thoạt nhìn, điều này có thể ám chỉ sự hiện diện của một số nguồn từ trường bên trong thanh ở hai đầu của nó—cực bắc ở một đầu và cực nam ở đầu kia.

Tuy nhiên, một ý tưởng như vậy chỉ phát triển khi được quan sát từ bên ngoài, vì trên thực tế, trường có cường độ lớn nhất ở phần trung tâm của thanh kim loại chứ không phải ở các đầu của nó. Nên ở đây các cực từ đặc trưng cho các điểm đi vào và đi ra của các đường sức, chứ không phải điểm đầu hoặc điểm cuối của chúng.

Các tên phía bắc và phía nam được tạo ra do sự liên kết lịch sử. Từ trường của Trái đất được định hướng sao cho các cực của nó nằm gần với các cực địa lý.

Trên thực tế, kim la bàn chỉ về cực bắc địa lý tại nhiều điểm trên trái đất. Trong suy nghĩ của nhiều người, hai khái niệm hoàn toàn khác nhau (cực địa lý và cực từ) này hợp nhất thành một.

Nhưng ngay cả khi sử dụng quy ước được chấp nhận về cực bắc và cực nam, vẫn còn một số điểm mơ hồ, do sự cần thiết phải phân biệt giữa cực được định hướng theo hướng bắc, đó là cực bắc thực của nam châm và cực từ nam. , về các thuộc tính của nó, sẽ tương ứng với cực bắc địa lý, nếu thực sự có một cực duy nhất được xác định về mặt vật lý.

Tóm lại, mặc dù một vật thể có thể bị phân cực sao cho các đường sức từ đi ra ở đầu này và đi vào ở đầu kia, nhưng các vật thể như đơn cực từ không tồn tại.

Tiếp tục bài viết này: cực của nguồn hiện tại là gì