Fizikada istifadə olunan əsas anlayışlardan biri maqnit sahəsidir. Hərəkət edən elektrik yükləri üzərində işləyir. Bu, hiss olunmur və bir insan tərəfindən hiss olunmur, lakin onun varlığı bir maqnit və ya dəmir istifadə edərək aşkar edilə bilər. Hansı maqnit sahəsinin homojen və qeyri-homogen adlandırıldığını başa düşmək də olduqca asandır.
Maqnit sahəsinin tərifi və aşkarlanması üsulları
Maqnit sahəsi anlayışı ilə qarşılaşdığımız zaman onun necə bir maqnit sahəsi olduğu, onun homojen və ya qeyri-bərabər olması ilə bağlı sual yaranır. Belə bir suala cavab verməzdən əvvəl terminlərin ilkin təriflərini vermək lazımdır.
Maqnit sahəsinin hərəkət edən elektrik yüklərinin yaxınlığında, xüsusən də cərəyanlı keçiricilərin yaxınlığında mövcud olan xüsusi bir maddə növü hesab edilməlidir. Maqnit iynəsi və ya dəmir qırıntıları ilə aşkar edilə bilər.
Vahid sahə
Qrup daxilində baş verirmaqnit və solenoiddə, uzunluğu diametrindən çox böyük olduqda. Bu halda, gimlet qaydasına əsasən, maqnit sahəsinin konturları saat əqrəbinin əksinə yönəldiləcək.
Maqnit xətləri paralel və düzdür, aralarındakı boşluq həmişə eynidir, maqnit iynəsinə təsir qüvvəsi bütün nöqtələrdə böyüklüyünə və istiqamətinə görə fərqlənmir.
Heterojen sahə
Qeyri-homogen sahə vəziyyətində maqnit xətləri əyiləcək, aralarındakı boşluq ölçülərinə görə dəyişəcək, maqnit iynəsinə təsir qüvvəsi sahənin müxtəlif nöqtələrində miqyası və istiqaməti ilə fərqlənəcək. Həmçinin zolaqlı maqnit sahəsinə yerləşdirilmiş oxa təsir edən qüvvə müxtəlif nöqtələrdə böyüklüyü və istiqaməti fərqli olan qüvvələrlə təsir göstərir. Buna qeyri-homogen sahə deyilir. Belə sahənin xətləri əyridir, tezlik nöqtədən nöqtəyə dəyişir.
Cərəyanı, ştrixli maqniti və solenoidi olan düz keçiricinin yanında bu cür sahəni aşkar etmək mümkündür.
Maqnit xətləri nədir
İlk növbədə problem yarandıqda hansı maqnit sahəsinin homojen və ya qeyri-bərabər olduğunu müəyyən etməli, maqnit xətlərini öyrənmək lazımdır ki, onların formasından sahənin xarakteristikası aydın olur.
Maqnit sahəsini təsvir etmək üçün maqnit xətlərindən istifadə etməyə başladı. Onlar bir maqnit iynəsi boyunca xəyali zolaqlardır və maqnit sahəsinə yerləşdirilir. İstəniləndən maqnit xətti çəkmək olarsahə nöqtəsi, istiqaməti olacaq və həmişə bağlanacaq.
İstiqamət
Maqnitin şimal qütbünü tərk edərək cənuba doğru gedirlər. Maqnitin özündə hər şey tam əksinədir. Xətlərin özlərinin başlanğıcı və sonu yoxdur, bağlıdır və ya sonsuzluqdan sonsuzluğa gedir.
Maqnitdən kənarda, xətlər qütblərin yaxınlığında mümkün qədər sıx yerləşdirilir. Buradan aydın olur ki, sahənin təsiri qütblərin yaxınlığında daha güclü olur və dibdən uzaqlaşdıqca zəifləyir. Maqnit zolaqlarının əyri olduğunu nəzərə alsaq, maqnit iynəsinə təsir edən qüvvənin istiqaməti də dəyişir.
Necə təsvir etmək olar
Homojen maqnit sahələrinin qeyri-homogen olanlardan necə fərqləndiyini başa düşmək üçün onları maqnit xətlərindən istifadə edərək necə təsvir etməyi öyrənməlisiniz.
Yuxarıdakı misalda cərəyanın keçdiyi silindrik məftilli sarğı olan solenoid adlanan hissədə vahid maqnit sahəsinin meydana gəlməsinə nəzər salmaq lazımdır. Onun içərisində maqnit sahəsi vahid hesab edilə bilər, bu şərtlə ki, uzunluğu diametrdən çox böyükdür (bobin xaricində sahə qeyri-bərabər olacaq, maqnit xətləri çubuq maqnitində olduğu kimi yerləşəcəkdir).
Uniforma sahəsi də daimi bar maqnitinin mərkəzində yerləşir. Kosmosda hər hansı məhdud sahədə, eyni zamanda, maqnitlənmiş iynəyə təsir edən qüvvələrin böyüklük və istiqamətdə eyni olacağı vahid maqnit sahəsini yaratmaq da mümkündür.
Maqnit sahəsini təsvir etmək üçün aşağıdakı nümunədən istifadə edin. Xətlər yerləşərsərəsm müstəvisinə perpendikulyar və tamaşaçıdan yönəldilir, sonra xaçlarla, əgər tamaşaçıda - nöqtələrlə təsvir olunur. Cərəyanda olduğu kimi, hər bir xaç, sanki baxan tərəfdən uçan oxun görünən quyruğudur və ucu bizə tərəf uçan oxdan daha itidir.
Həmçinin, "Vahid və qeyri-bərabər maqnit sahəsini çəkin" tələbi asanlıqla yerinə yetirilir. Sadəcə olaraq sahənin xüsusiyyətlərini (vahidlik və qeyri-bərabərlik) nəzərə alaraq bu maqnit xətlərini çəkin.
Lakin qeyri-homogen sahələrin olması işi xeyli çətinləşdirir. Bu halda ümumi tənlikdən istifadə etməklə hər hansı fiziki nəticə əldə etmək mümkün deyil.
Fərqlər
Bircins maqnit sahələrinin qeyri-homogenlərdən nə ilə fərqləndiyi sualına cavab vermək olduqca asandır. Hər şeydən əvvəl, maqnit xətlərindən asılıdır. Vahid sahə vəziyyətində, onlar arasındakı məsafə eyni olacaq və onlar bərabər məsafədə yerləşdiriləcək, hər hansı bir nöqtədə alətlərə eyni qüvvə təsir edəcəkdir. Qeyri-homogen sahələr üçün hər şey tam əksinədir. Xətlər qeyri-bərabər yerləşib, müxtəlif yerlərdə cihazlarda qeyri-bərabər güclə hərəkət edirlər.
Təcrübədə qeyri-homogen sahə olduqca yaygındır, onu da xatırlamaq lazımdır, çünki vahid sahələr yalnız maqnit və ya solenoid kimi bir obyektin daxilində yarana bilər. Çöl müşahidələr heterojenliyi düzəldəcək.
Sahə aşkarlanması
Bircins və qeyri-bərabər maqnit sahələrinin nə olduğunu başa düşmək və onları təyin etməksökdükdən sonra onları necə tapa biləcəyinizi öyrənməlisiniz.
Bunun üçün ən sadəsi Oersted tərəfindən aparılan təcrübədir. Bu, elektrik cərəyanının mövcudluğunu müəyyən etməyə kömək edən bir maqnit iynəsindən istifadə etməkdən ibarətdir. Cərəyan keçirici boyunca hərəkət edən kimi, vahid və qeyri-bərabər maqnit sahələrinin olması səbəbindən yaxınlıqda yerləşən ox hərəkət edəcək.
Keçiricilərin cərəyanla qarşılıqlı təsiri
Cərəyanı olan hər keçiricinin özünəməxsus maqnit sahəsi var və bu sahə ən yaxın birinə müəyyən qüvvə ilə təsir edir. Cərəyanın istiqamətindən asılı olaraq, keçiricilər bir-birini cəlb edəcək və ya itəcək. Fərqli mənbələrdən yaranan sahələr toplanaraq vahid nəticə sahəsi təşkil edəcək.
Onlar necə yaradılıb və niyə
Katod şüası cihazlarında istifadə olunan vahid və qeyri-bərabər maqnit sahələrinə misallar cərəyan keçirən rulonlarla yaradılmışdır. Maqnit sahəsinin lazımi formasını əldə etmək üçün güclü maqnit keçiriciliyi olan materiallardan hazırlanmış rəf ucları və maqnit ekranları istifadə olunur.
Bircins olmayan maqnit sahələrinin təsiri geri dönməz fiziki və kimyəvi hadisələrin, əsasən də heterojen prosesin gedişatını dəyişə bilər. Turbulent diffuziyanın görünüşü formada hər hansı bir mayedən səthə qazın hərəkət sürətinin bir neçə miqyasda artmasına səbəb olur.mikrobaloncuklar. İonların və hissəciklərin yerli susuzlaşmasının təsiri mikrokristallaşma prosesinin intensivləşməsi ilə əlaqədardır. Axan mühitlərdə yüksək enerjili reaksiyalar sərbəst radikallar, atomik oksigen, peroksidlər və azotlu birləşmələr yarada bilər. Mayedə laxtalanma baş verir və eroziv məhv nəticəsində yaranan məhsullar görünür.
Hidrodinamik kavitasiya zamanı yaranan qabarcıqların və mağaraların böyük ölçüləri onların maye ilə aşağı təzyiq sahəsindən baloncukların dağıldığı daha yüksək təzyiq sahəsinə daxil olmasını çətinləşdirir. Kiçik bir qabarcığın çökməsi zamanı aşağı hava tərkibi var və plazma boşalmasına bənzər güclü kimyəvi reaksiya baş verir. Qeyri-homogen maqnit sahələrinin olması boşluqların qeyri-sabitliyinə, onların parçalanmasına və kiçik miqyaslı burulğanların və baloncukların görünüşünə səbəb olur. Belə bir burulğanın mərkəzində təzyiqin azaldığını nəzərə alsaq, o, kiçik qaz qabarcıqlarını çevirir.
Qeyri-bərabər maqnit sahəsində induksiyanı ölçərkən yadda saxlayın ki, Hall gərginliyi çeviricinin səthi ilə məhdudlaşan sahədə sahə induksiyasının orta dəyərinə mütənasibdir.
Paraksial şüaları fokuslamaq üçün uzunluqları diametrinə uyğun olan çoxqatlı solenoidlər olan qısa bobinlərdən əmələ gələn qeyri-bərabər maqnit sahələrindən də istifadə olunur. Belə bir sahəyə daxil olan elektron onun istiqamətini dəyişən qüvvələrə məruz qalır. Belə bir qüvvənin təsiri altında olan elektron lensin oxuna yaxınlaşır, onun trayektoriyasının yerləşdiyi müstəvi isəəyilir. Elektron linzanın oxunu verilmiş nöqtədə kəsən spiral seqment boyunca hərəkət edir.
Məkan artımı əmsalı maye ilə yuyulmuş heterojen sistemin ərazisində qeyri-homogen sahələrin məkanda yayılması nəticəsində yaranır. Səviyyələrin populyasiya inversiyasını ayırma üsulu ilə əldə etmək üçün çoxzolaqlı bir maqnit tərəfindən yaradılmış qeyri-bərabər sahələrdən istifadə olunur. Qütblərin forması ammonyak əsaslı molekulyar generatorun dördqütblü kondansatorundakı çubuqlara bənzəyir.
İstifadə edir
Qüsurların aşkarlanmasının maqnit sıralı üsulu qüsurların üstündə görünən qeyri-homogen sahələrin qüvvələri tərəfindən maqnit hissəciklərinin dartılmasına əsaslanır. Belə bir tozun yığılması qüsurun mövcudluğunu, onun ölçüsünü və yoxlanılan hissədə mövqeyini müəyyən edir.
Kiçik bir parçalanma effekti güclü qeyri-homogen maqnit sahələrindən istifadə edən molekulyar şüa metodunun əhəmiyyətli çatışmazlığı hesab olunur. Bu effekti artırmaq üçün sadə və qeyri-mümkün görünən bir üsul var. Yüngül xarici maqnit sahəsinin tətbiqindən ibarətdir. Sonuncu qeyri-bərabər maqnit sahələrinə doğru nüvə presessiya maqnitometrlərinin istifadə sahəsini artırmağa imkan verəcək.
Bu metodun üstünlüyü onun yüksək ayırdetmə qabiliyyətidir ki, bu da lentin maqnit təbəqəsinin hissəciklərinin ölçüsünə mütənasib qeyri-bərabər maqnit sahələrini aşkar etməyə imkan verir, həmçinin zədələnməni tapmaq imkanı verir. mürəkkəb səthlərdə və sıx boşluqlarda.
Mənfi cəhətləri bunlardırməlumatın ikincil işlənməsi ehtiyacı, yalnız lent boyunca maqnit sahələrinin hissəcikləri sabitlənir, lentin demaqnitləşdirilməsi və qorunmasının mürəkkəbliyi və xarici maqnit sahələrinin təsirinin qarşısını almaq lazımdır.
Vahid və qeyri-bərabər maqnit sahələri adi bir layman üçün görünməz olmasına baxmayaraq, olduqca yaygındır. Vahid və qeyri-bərabər maqnit sahələrinə nümunələr çubuqlu maqnitlərdə və solenoidlərdə tapıla bilər. Eyni zamanda, siz onları sadə maqnit iynəsi və ya dəmir yonqarlardan istifadə edərək görə bilərsiniz.
