Bieguny mangesu stalego

15.11.05, 22:34
Przegladnelem wieczorem odpowiedzi na pytanie uczennicy gimnazjum na temat
definicji biegunow magnesow stalych.To zjawisko mozna podobno wytlumaczyc
w fizyce makroskopicznej na dziesieciu roznych przykladach.Ja znam trzy
kto mi poda inne?

1.Dla uczni gimnazjum.
Wziasc zwykla linijke i traktowac ja jako magnes staly ktory z jednej
strony ma biegun N a z durygiej S.Czyli traktujemy linijke jako magnes
sztabkowy. Doswiadczenie nas uczy ze jesli przystawimy do konca N podobny
magnes sztabkowy to ten magnes bedzie przyciagany z przez jeden
koniec linijki odpychany przez drugi(pojecie biegun Nord , Polnocny lub + i
biegun Sud ,Poludniowy lub - jest pojeciem semantycznym jak strona lewa lub
prawa).Aby wytlumaczyc powstawanie biegunow magnetycznych wystarczy sobie
wyobrazic ze linijka (ktora odtad bedziemy nazywali "duza") sklada sie z
mnostwa malych linijek (magnesow elementarnych)ulozonych rownomiernie w ten
sposob: ze ich boczne krawedzie sa rownolegle do bocznych krawedzi duzej
linijki i wrzystkie ich bieguny S skierowane sa w kierunku bieguna S
duzej linijki i logicznie ich bieguny N w kierunku N duzej linijki.
Wszystkie ciala (powiedzmy na tym etapie stale) skladaja sie z bardzo duzej
ilosci magnesow elementarnych ktore normalnie sa poustawiane w rozne strony
w ten sposob ze suma ich dzialania sie znosi.W pewnych materialach
(np.ferytach) mozna stosukowo latwo "uporzadkowac" elementarne magnesy tak
jak w duzej linijce i otrzymac duzy magnes u krawedzi ktorego wystepuja
bieguny N i S.Ta ostatnia operacja nazywa sie magnesowaniem.W srodku magnesu
linie pola magnetycznego sa skierowane od bieguna S do bieguna N(wzdluz
elementarnych magnesow).Na koncach (biegunach), czyli naprzyklad
w powietrzu , linie wychodza (prawie) pod katem prostym i zamykaja sie
swobodnie.
Nalezy dodac ze jak najmniejsze magnesy elementarne maja zawsze biegunowosc
N z jednej strony S drugiej czyli nie ma nigdzie biegunu N bez biegunu S.

2.Dla studentow (lub koncowej klasy licealnej)
Podaje sie doswiadczenie Maxwella z tarciem elemetarnych monopoli i
ewentualnie domenami Weissa.

3.Dla studetow fizyki
Tutaj wyjasnienie jest najlatwiejsze. Pole wektora pola magnetycznego B
jest wyrazone lokalnie przez:

divB=0 ; rotB(B)=Jcalkowite.

Co oznacza ze linie pola magnetycznego sa bezrodlowe (nie zaczynaja sie
nigdzie i nie koncza sie nigdzie czyli sa zamkniete).Pole magnetycznen nie
moze brac swego zrodla gdzie indziej niz w gestosci calkowitej pradu.Monopole
magnetyczne nie isnieja.Wyrazenia calkowe powyzszych rownan rozniczkowych
jest wazne w kazdej zamknietej przestrzeni. UFF!!!

Chcialbym dodac ze metody:pradow Ampera i mas magnetycznych sa bledne.Cf.
Landau&Lifchitz "Teoraia Pola".
Router GW nie przyjmuje "Scientific Word" wiec nie moge pisac rownan wekto-
rowych.No i jeszcze ze Nasi koledzy z NASA mieli podobno udowodnic ze
divB=0 jest bledem , ale potem sie okazalo ze to ich "imaging" zle dzialalo.
Jesli te slowa wpadna Ci przed oczy tùg to moze cos o tym wspomnisz.
    • picard2 Maly dodatek 16.11.05, 21:22

      1a.Dla uczni gimnazjum
      Wiekszosc Szkol Srednich posiada programy numeryczne objasniajace zjawiska
      magnesow trwalych.Inne moga latwo znalesc w Internecie odpowiednie
      ilustracje jak na przyklad "pole magnetyczne wokol magnesu sztabkowego":

      www.walter-fend.de/phl11f/mfbar_f.htm

      lub wiele innych.Gdy przyklady nie sa w jezyku polskim ,wystarczy w wielu
      wypadkach kliknac na SOMMAIRE pozniej da odpowiednia flage.

      3a.Wszystkie Uczelnie Wyzsze sa wyposazone w programy rozwiazujace najczeesciej
      rownania pola przy pomocy potencjalu wektorowego A korzystajac z
      B=rotA
      redukujacych w wielu praktycznych przypadkach liczbe wielkosci nieznanch.Do
      nalepszych (i najbardziej kosztownych) zalicza sie MATLAB ale inne programy
      jak: EFEL,Maxwell,FLUX 2D, .... sa zupelnie wystarczajace .Na Sieci
      mozna znalesc dobra ilustracje pol magnetycznych magnesu trwalego na:
      mit.edu/belcher/www/anim.html
      • godik7 Re: Maly dodatek 07.12.05, 12:50

        Prblemy pol Magnesow rozwiazuje sie latwiej metodami calkowymi.Co TY na to?
        • picard2 Re: Maly dodatek 08.12.05, 18:36

          Nie jestem specjalista od rowiazan numerycznych .Podaje metody elementow
          skonczonych bo jest dla mnie najbardziej dostepna.Jest mozliwe ze metoda
          calkowa lepiej sie nadaje do elektrostatyki.Moze mi podasz jakis link.
          Zgory dziekuje.
Pełna wersja