Magnetvälja joon
Magnetvälja joon või magnetvoo joon näitab magneti jõu suunda ja magneti tugevust.
Jõujoonte idee leiutas Michael Faraday. Tema teooria kohaselt koosneb kogu tegelikkus jõust endast. Tema teooria ennustab, et elektril, valgusel ja gravitatsioonil on lõplikud levikuajad. Einsteini teooria nõustub sellega.
Võib panna magnetvälja jooned näitama nii, nagu oleksid need füüsikalised nähtused. Näiteks moodustavad magnetvälja asetatud rauakillud jooned, mis vastavad "välijoontele".
Kui magnetist läbib palju jooni ja nende vahel ei ole suur vahe, siis on magnet tugev. Kui magnetil on jooned üksteisest kaugel ja neid on vähe, siis on magnet nõrk. Üks võimalus magneti tugevuse määramiseks on teha katse rauakillustikuga. Rauapuru tõmbub magnetile ja liigub voolujoonte kuju järgi. Seejärel vaatate rauajäätmete kuju ja näete voolujoonte vahelist tühimikku. See annab teile ettekujutuse magneti tugevusest.
Rauapuru kasutamine väljade kuvamiseks muudab magnetvälja nii, et see on piki raua "joont" palju suurem. Selle põhjuseks on raua suur läbilaskvus õhu suhtes. Magnetvälja "jooned" ilmnevad visuaalselt ka polaarööpides, kui osakesed tekitavad nähtavaid valgusvihke, mis on kooskõlas Maa magnetvälja kohaliku suunaga.
Magnetvälja jooned on nagu kontuurjooned (konstantsed kõrgused) topograafilisel kaardil, sest nad kujutavad midagi pidevat ja erinevas kaardistuskaalas oleks joonte arv suurem või väiksem. Magnetvälja joonte kasutamisel on üks eelis. Paljusid magnetismi (ja elektromagnetismi) seadusi saab täielikult ja lühidalt esitada, kasutades lihtsaid mõisteid, nagu näiteks pinda läbivate magnetvälja joonte "arv". Neid mõisteid saab kiiresti "tõlkida" nende matemaatilisele kujule.
Tegelikus magnetväljas endas ei ole "jooni"; "jooned" on üksnes rauakillud, mis ise polariseeruvad, reageerivad üksteisele ja väljale, joondudes N ja S suhtes üksteise suhtes väljale. Kui te näeksite tegelikku jõuvälja, siis oleks see varjutatud ja gradientne, kusjuures tugevama osa läheduses oleks tugevam ja paksem vari, mis nõrgeneb, mida kaugemale jõuate magnetist. Ja kõigis 3 dimensioonis, mida rauast viilimise demonstratsioonid ei suuda reprodutseerida. Ferrovedelikud reageerivad kõigis 3 dimensioonis ja suudavad täpsemalt reprodutseerida välja, välja arvatud gravitatsioon, mis tekitab kaalupiirangu. Tugeva magneti hoidmine valge ekraaniga CRT-tüüpi monitori ees võib samuti anda väljade kujutamise, ilma et "jõujooned" oleksid nähtavad. Ferro-/magnetmaterjalide kasutamisel välja vaatamiseks on probleemiks see, et materjalid ise magnetiseeruvad ja muudavad algset välja nii, et see sisaldab nende endi mõju.
Magnetvälja joonte suund, mida kujutab vardamagneti kohale asetatud paberile puistatud rauakillud.
Kompassid näitavad kohaliku magnetvälja suunda. Nagu siin näha, on magnetväli suunatud magneti lõunapooluse suunas ja põhjapoolusest eemale.
Küsimused ja vastused
K: Mis on magnetvälja joon?
V: Magnetvälja joon on magnetjõu suuna ja tugevuse visuaalne kujutis.
K: Kes leiutas jõujoonte idee?
V: Jõujoonte idee leiutas Michael Faraday.
K: Kuidas saab määrata magneti tugevust?
V: Magneti tugevust saab määrata, tehes katse rauakillustikuga. Rauakillud tõmbuvad magnetile ja liiguvad voolujoonte kujul, mis annab märku sellest, kui tugev või nõrk magnet on.
K: Mis põhjustab nähtavaid triipe polaarööpides?
V: Nähtavad triibud polaarööpides on põhjustatud osakestest, mis joonduvad Maa magnetväljaga.
K: Kuidas erinevad magnetväljad topograafilistest kaartidest?
V: Magnetväljad erinevad topograafilistest kaartidest selle poolest, et nad kujutavad midagi pidevat ja eri kaardistuskaaladel on rohkem või vähem triipe. Topograafilised kaardid kujutavad kaardil konstantset kõrgust, samas kui magnetväljad kujutavad midagi pidevat, mis muutub sõltuvalt vaatluseks kasutatavast mõõtkavast.
K: Miks on raske vaadata tegelikke välju ilma neid muutmata?
V: Tegelikke välju on raske vaadata ilma neid muutmata, sest ferro-/magnetmaterjalid magnetiseeruvad, kui nendega kokku puutuvad, muutes seega algset välja nii, et see sisaldaks ka nende enda mõju.
K: Millised on mõned viisid, kuidas saab vaadata välja täpset kujutist ilma seda muutmata?
V: Mõned viisid, kuidas saab vaadata välja täpset kujutist ilma seda muutmata, on näiteks ferrovedelike kasutamine (mis reageerivad kõigis kolmes mõõtmes) või tugeva magneti hoidmine valge ekraaniga CRT-tüüpi monitori ees (mis ei tekita ühtegi nähtavat "joont").
