Ero magneettisuuden ja sähkömagnetismin välillä

Sisällysluettelo:

Tärkein ero - Magnetismi vs. Sähkömagneetti
Mitä on magneettisuus
Mikä on sähkömagnetismi
Ero magneettisuuden ja sähkömagnetismin välillä

Tärkein ero - Magnetismi vs. Sähkömagneetti

Magnetismi ja sähkömagnetismi ovat fysiikan peruskäsitteitä. The tärkein ero termi magnetismin ja sähkömagnetismin välillä ”Magneettisuus” kattaa vain magneettivoimien aiheuttamat ilmiöt, kun taas "Sähkömagnetismi" kattaa sekä magneettisten että sähköisten voimien aiheuttamat ilmiöt. Itse asiassa sähköiset ja magneettiset voimat ovat molemmat yhden ilmentymiä sähkömagneettinen voima.

Mitä on magneettisuus

Magnetismi on termi, jota käytetään kuvaamaan mitä tahansa ilmiötä, joka voidaan liittää magneettikenttään. Magneetit voivat kohdistaa voimia muihin magneetteihin tai magneettisiin materiaaleihin. A magneettikenttä kuvataan alueeksi, jossa magneetit/magneettiset materiaalit kokevat voiman. Magneeteilla on pylväät, nimeltään "pohjoisnavat" ja "etelänavat". Kuten sauvat (pohjoinen-pohjoinen tai etelä-etelä) hylkivät ja toisin kuin pylväät (pohjoinen-etelä) houkuttelevat. Magneettisia navoja ei ole koskaan havaittu yksin (pohjoisnapaa seuraa aina etelänapa).

Magnetismi tulee elektronien ominaisuudesta, joka tunnetaan nimellä pyörii (tässä on tärkeää todeta, että tämä ei viittaa elektronin pyörimiseen fyysisesti, vaan pikemminkin siihen, että elektronilla on ominaisuus, joka voidaan selittää käyttämällä matematiikkaa, joka on samanlainen kuin matematiikka, jota käytetään kuvaamaan, kuinka esineet "pyörivät" klassisessa fysiikassa). Spin antaa elektronille ominaisuuden nimeltä magneettinen momentti. Yleensä lähellä olevien elektronien magneettiset momentit ovat vastakkaisiin suuntiin, joten ne kumoavat toisensa.

Kuitenkin materiaaleissa, jotka on magnetisoitu, elektronien magneettiset momentit ovat kohdakkain. Yhdistetyt magneettiset momentit mahdollistavat magnetoidun materiaalin voiman kohdistamisen muihin magneettisiin materiaaleihin. Kun asetat materiaalin magneettikentän sisälle, ulkoinen kenttä voi aiheuttaa elektronien magneettisten momenttien muodostumisen materiaalin atomeissa, jolloin materiaalit magnetoituvat. Materiaalin magnetointiaste riippuu sekä materiaalin tyypistä että ulkoisen magneettikentän voimakkuudesta. Jotkut materiaalit säilyttävät magneettisten momenttien kohdistuksen, vaikka ulkoinen magneettikenttä poistetaan, ja niistä tulee kestomagneetteja.

Mikä on sähkömagnetismi

Sähkömagneetti on termi, joka kuvaa ilmiöitä, jotka voivat johtua sähköisistä tai magneettisista voimista. Sähkö- ja magneettikentät liittyvät toisiinsa, ja niitä voidaan pitää yhden sähkömagneettisen voiman osina, kuten mainitsemme alla.

Ennen 1820 -lukua tiedemiehet olivat tienneet sähkön ja magnetismin ominaisuuksista eri kokeilla. Vuonna 1820 Hans Christian Ørsted (tanskalainen fyysikko) havaitsi, että kun kompassi tuodaan lähelle sähkövirtaa kantavaa johdinta, kompassin neula taipuu (kunhan kompassi pidetään oikeassa suunnassa). Tämä oli ensimmäinen lopullinen vihje siitä, että sähkön ja magnetismin välillä oli yhteys. Se, että sähkövirtaa johtava johdin tuottaa magneettikentän, on erittäin hyödyllinen. Sen avulla voimme esimerkiksi tehdä sähkömagneetteja yksinkertaisesti lähettämällä sähkövirran kierrelangan ympärille.

Sähkömagneetti, joka lähetetään lähettämällä sähkövirta johtimen ympärille.

Ørstedin löydön jälkeen myös monet muut tutkijat alkoivat tarkastella lähemmin sähkön ja magnetismin suhdetta. Havaittiin, että jos kaksi virtaa johtavaa johdinta pidetään lähellä toisiaan, ne kohdistavat voimia toisiinsa. Pian ranskalainen fyysikko André Ampère keksi yhtälön kuvaamaan kahden tällaisen johtimen välistä vetovoimaa niiden kantaman virran koon suhteen.

1830 -luvulla englantilainen fyysikko Michael Faraday havaitsi, että jos johtimen pidetään muuttuvassa magneettikentässä, virta alkaa kulkea johtimen läpi magneettikentän muuttuessa. Hän osoitti tämän kahdella tavalla: ensinnäkin hän osoitti, että jos kestomagneettia siirretään edestakaisin kierrejohtimen sisällä, virta alkaa kulkea johtimessa. Toiseksi hän osoitti, että jos johdin, joka ei kanna virtaa, pidetään lähellä toista johdinta, joka kantaa virtaa, niin virta voidaan saada virtaamaan ensimmäisessä johtimessa muuttamalla toisen johtimen virtaa. 1860 -luvulla James Clerk Maxwell yhdisti Ampèren ja Faradayn ajatukset ilmaisemalla ne kaikki matemaattisessa muodossa ja osoittamalla, että sähkö ja magnetismi ovat molemmat yleisemmän taustalla olevan ilmiön näkökohtia. Albert Einsteinin erityisessä suhteellisuusteoriassa tuli mahdolliseksi osoittaa, että se, mitä yksi havaitsija kokee sähkökenttään, voi itse asiassa kokea toisen magneettikenttään.

Tarina ei päättynyt tähän: 1970 -luvulla teoreettiset fyysikot Sheldon Glashow, Abdus Salam ja Steven Weinberg osoittivat, että suurilla energioilla sähkömagneettiset voimat käyttäytyivät samalla tavalla kuin heikot ydinvoimat. Heidän havaintonsa vahvistettiin myöhemmin kokeilla ja toivat uuden yhdistelmän fysiikassa: sähkömagneettinen voima ja heikko voima yhdistettiin yhdeksi sähköheikko voima. Tämän heikkovoiman yhdistäminen kahden muun perusvoiman kanssa: vahva ydinvoima ja painovoima, on edelleen fysiikan suurin haaste.