Co to jest dipol magnetyczny?

Dipol magnetyczny można uznać za podstawową obserwowalną jednostkę magnetyzmu.Najbardziej intuicyjnie dipol składa się z dwóch równych, ale przeciwnie naładowanych punktów lub biegunów.Interakcja między tymi dwoma naładowanymi monopolami generuje pole wektorowe siły w okolicy znanym jako pole magnetyczne.Znane przykłady dipoli magnetycznych obejmują magnesy prętowe, elektron i sama planeta Ziemia.

Często najprostsze jest rozważenie materiałów magnetycznych, takich jak magnesy barowe, jak posiadanie dwóch monopoli ładunku elektrycznego, model ten nie może opisać zachowania w magnesie.Ponadto monopole nigdy nie były obserwowane.Raczej monopole są hipotetycznymi cząsteczkami.Co ciekawe, istnienie monopoli zostało postulowane przez fizykę teoretyczną, a istnienie i natura monopoli było aktywnym otwartym pytaniem w nauce.

Drugim modelem, z którym można rozważyć dipole magnetyczne, jest obecne pętle.Hans Christian Oersted odkrył w 1820 r., Że zamknięty obwód elektryczny lub zamknięta pętla prądu generuje pole magnetyczne.Zrobił to, umieszczając przewód naładowany elektrycznie w pobliżu kompasu i zauważając, że igła kompasu poruszyła się.Obecna pętla tworzyła pole magnetyczne, które wpłynęło na igły magnetyczne lub dipol w kompasie.Dipol materiału magnetycznego, takiego jak magnes barowy, można modelować, wyobrażając sobie strukturę jako wypełnioną małymi pętlami prądowymi.Modele wykorzystujące te prądowe pętle z wielkim sukcesem przewidują zachowanie w materiałach magnetycznych.

Wytrzymałość dipola mierzy się jako magnetyczny moment dipolowy.Moment jest wektorem, co oznacza, że ma wielkość lub rozmiar, a także kierunek.Rozważając bieguny magnetyczne, takie jak te w magnesie prętowym, moment magnetyczny (M) jest zdefiniowany jako wytrzymałość biegunów (p) pomnożona przez odległość między biegunami (l), które mogą być reprezentowane przez równanie m 'pl.Kierunek momentu punktów z bieguna południowego magnesu do jego bieguna północnego.

Moment magnetyczny można również zdefiniować dla dipolu magnetycznego stworzonego przez prąd elektryczny.W takim przypadku moment magnetyczny jest równy prądowi (i) pomnożonemu przez obszar w bieżącej pętli, który może być reprezentowany przez równanie m ' IS.Kierunek tego momentu można ustalić na podstawie zasady prawej ręki.Aby użyć tej zasady, osoba trzyma prawą rękę do przodu i pozwala na krzywą palce lub zamykać pięść w tym samym kierunku co prąd.Osoby prawe kciuk, jeśli trzymane proste, wskazują w kierunku momentu dipolowego magnetycznego.