كم قطبًا للمغناطيس في الفيزياء؟

2 إجابتان

أقطاب المغناطيس في الفيزياء

بدايةً من المهم أن نعطي فكرة عن المغناطيس، وهو عبارة عن إحدى الأشياء المصنوعة من مواد قادرة على تشكيل مجال مغناطيسي حولها، ولم يتمكن الباحثون من إيجاد مغناطيس بقطب واحد إذ أنّ جميع المغانط الموجودة تتضمن قطبين اثنين على الأقل، وتشير الأبحاث التي أجريت في هذا المجال على أنّ المغناطيس كان قد عُرف منذ عام 600 قبل الميلاد، كما كان البحارة يعتمدون عليه في معرفة الاتجاهات أثناء سفرهم.

ويمكننا تعريف القطب المغناطيسي على أنّه النقطة الموجودة في نهاية المجال المغناطيسي التي تكون فيها القوة المغناطيسية متمركزة وقوية فيها، في حين أنّ المجال المغناطيسي هو عبارة عن المجال الذي يحيط بالمغناطيس، إذ أنّه يطبق قوى ذات خطوط منحنية تدعى خطوط المجال المغناطيسي وعادةً ما يوضع عليها أسهم عند رسمها لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية الذي يتجه من القطب الشمالي للمغناطيس إلى القطب الجنوبي له.

أي أنّ القطب المغناطيسي هو عبارة عن قسم من المغناطيس حيث الحقل المغناطيسي يكون أكبر، وفي حال قمنا بقسم المغناطيس إلى جزأين سيشكل كل منهما مغناطيسًا جديدًا ذو قطبين، ويطلق على القطب الذي يشير إلى الشمال بالقطب الشمالي، بينما يطلق على القطب الذي يشير إلى الجنوب بالقطب الجنوبي.

حقيقةً إنّ أقطاب المغناطيس تمثل مناطقه التي تمتلك قوة مغناطيسية، حيث أنّه في حال قمت بجمع أكثر من مغناطيس معًا ستلاحظ بأنّ الأقطاب المتماثلة تتنافر والأقطاب المتعاكسة تتجاذب إذ يرمز لقطبي المغناطيس بالرمزين S و N، وإن اختلط عليك الأمر ولم تستطع التمييز بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي فقط قم بإحضار بوصلة وضعها بجانب المغناطيس عندها ستشير إبرة البوصلة إلى القطب الجنوبي للمغناطيس، إذ أنّ هذه الإبرة ما هي إلا مغناطيس له قطبان شمالي وجنوبي.

وفي حين أنّ بعض أنواع المغناطيس لديها قطبان كما هو الحال عند المغناطيس الشريطي الذي يكون له شكل مستقيم ومقطع عرضي مستطيل ومنه يسمى الحقل المغناطيسي الخاص بها بثنائي القطب، إلا أنّ هناك أنواع من المغانط تمتلك أكثر من قطبين فقد يكون لها أربعة أو ستة أو ثمانية أقطاب، وإذا أردنا أن نذكر مثالًا على أنواع المغناطيس هذه سنجد بأنّ الأرض تشكل مجالًا مغناطيسيًا ثنائي القطب، في حين توجد مجموعة من الأجرام السماوية التي تتضمن نجوم وكواكب ذات حقول مغناطيسية بأكثر من قطبين كما هو الحال مع بعض الكواكب مثل أورانوس ونبتون مما يجعل لهما مجالات مغناطيسية متعددة.

أما عن المغناطيسية فهي تشمل الخصائص التي يتمتع بها المغناطيس وكذلك التأثير الذي تسببه القوة المغناطيسية على التيارات المتحركة والشحنات وكذلك إنشاء المجالات المغناطيسية عبر التيارات. وإذا كنت ترغب في معرفة أنواع المغناطيس فيمكن تصنيفها كالتالي:

  • المغانط المؤقتة والتي تحصل على مغنطتها عند وجود مجال مغناطيسي والذي في حال تمت إزالته سوف تفقد هذه المغنطة بشكل تدريجي.
  • المغانط الدائمة والتي تتكون عادةً من عناصر طبيعية أو من مركبات كيميائية وهذه المغانط لا تفقد مغنتطها بسهولة.
  • المغانط الكهربائية وهي التي تتشكل عند تشغل التيار الكهربائي في سلك ملفوف ذو نواة معدنية مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا، حيث أنّ هذا المجال يختفي مع إيقاف التيار.

أكمل القراءة

كم قطبًا للمغناطيس في الفيزياء

في علم الفيزياء يُعرّف المغناطيس بأنه تلك القطعة التي تتميز بقدرتها على جذب بعض المعادن إليها، ويعد الحديد من أشهر المعادن التي تنجذب إليه، في حين أنه لا يجذب معدن النحاس أو الذهب. ويتألف المغناطيس الواحد من طرفين يطلق على كلّ منهما اسم القطب، أي يكون للمغناطيس قطبان، وهما:

  • القطب المغناطيسي الشمالي، ورمزه (N) ولونه أحمر.
  • القطب المغناطيسي الجنوبي، ورمزه (S) ولونه أزرق.

يستطيع المغناطيس أن يجذب واحدًا آخر مثله، ولكن بشرط أن يتقارب القطبان المختلفان عن بعضهما، فعند اقتراب القطبين المتماثلين، كالقطب الشمالي من المغناطيس الأول مع القطب الشمالي من الثاني، سيحدث تنافرٌ بينهما ويبتعد كلٌّ منهما عن الآخر، لذلك يجب أن يتعاكس القطبان.

وللمغناطيس أًيضًا قدرةٌ على شحن بعض الأجسام وجعلها تعمل عمله، وكمثالٍ على ذلك: حين تُفرك قطعةٌ من الفولاذ بالمغناطيس، ستتحول إلى جسمٍ قادرٍ على جذب المعادن نتيجة امتلاكه لخواص المغنطة. من ذلك المثال يمكن القول بأن للكهرباء ارتباطٌ وثيقٌ بالخواص المغناطيسية بسبب تشكل ما يسمى بالشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة.

تعد الأرض من أهم الأمثلة عن المغناطيس، فهي تعمل عمل المغناطيس بقطبيها الشمالي والجنوبي، وقد اخترعت البوصلة لتحديد اتجاه قطبي الأرض المغناطيسيين، فهي عبارةٌ عن مغناطيسٍ صغيرٍ مثبتٍ على نقطةٍ تجعله قادرًا على الدوران بحرية، لينجذب الطرف الشمالي ذو اللون الأحمر نحو الشمال المغناطيسي للأرض، وينجذب الطرف الجنوبي ذو اللون الأزرق نحو القطب المغناطيسي الجنوبي للأرض.

يمتلك المغناطيس خاصية التجدد فحين يقطع إلى نصفين، يشكل كل نصفٍ مغناطيسًا جديدًا له قطبين شماليٌّ وجنوبي، وحتى إن قُطّع المغناطيس عدة مراتٍ أخرى ولم يتبقى منه سوى ذرة، فستكون مغناطيسًا جديدًا بالرغم من صغرها، ويعتبر ذلك من أعقد الألغاز في علم الفيزياء، فلم يستطيع أحدٌ تفسير عدم إمكانية فصل قطبي المغناطيس الشمالي والجنوبي عن بعضهما البعض، بالرغم من القدرة على فصل الجسميات التي تكون مشحونةً كهربائيُّا بشحناتٍ موجبةٍ وسالبة.

حاول العلماء معرفة كم قطبًا للمغناطيس في الفيزياء وعملوا على إثبات وجود مغناطيسٍ يملك قطبًا واحدًا بمفرده ويسمى أحادي القطب المغناطيسي، فكان أول من طرح هذه الفكرة العالم الفيزيائي (بول ديراك) في عام 1931 ميلادي، ثمّ أعيد الحديث عنها من قبل النظريات الفيزيائية الحديثة، والتي حاولت ربط كافة القوى مع بعضها البعض، فسميت (النظريات الموحدة الكبرى)، ولكن أثبت فيما بعد أن تلك الأبحاث والنظريات غير مجديةٍ، وبالتالي لا يوجد مغناطيسٌ ذو قطبٍ أحادي.

استخدامات المغناطيس كثيرةٌ ومتنوعة، منها:

  • يتواجد المغناطيس في داخل أجهزة الكمبيوتر، على القرص الصلب، ويقوم بتمثيل البيانات التي يحتاجها الكمبيوتر فيما بعد من أجل عملية استخراج المعلومات.
  • له استخدامٌ داخل أجهزة التلفاز والراديو، وأيضًا في مكبرات الصوت، فهو من يحول الإشارة الالكترونية إلى اهتزازاتٍ صوتية.
  • يستطيع المغناطيس المشحون كهربائيًّا والموجود في الرافعات، أن يجذب القطع المعدنية ذات الحجم الكبير ويحركها من مكانٍ إلى آخر.
  • يدخل المغناطيس في العمليات الصناعية التي تقوم بمعالجة الأغذية، من خلال أداءه لدور هام وهو فصل القطعة المعدنية الصغيرة الموجودة مع الحبوب وباقي المواد الغذائية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كم قطبًا للمغناطيس في الفيزياء؟"؟