Manyetik alan terimi, bir mıknatıstan gelen bir kuvvetin etkisine maruz kalan bir uzay bölgesini belirtir. Ayrıca hareket halindeki bir elektrik yükünün etkisini karakterize eder ve karşılıklı olarak hareket halindeki yükler üzerindeki etkisini uygular.
Başlıklar
Manyetik alan, elektromanyetik alanın bileşenlerinden biridir. Bir manyetik alanın varlığında, malzemeler üzerinde çeşitli olaylar gözlemlenebilir:
- paramanyetizma;
- diamanyetizma;
- ferromanyetizma.
Manyetik alanın birçok uygulaması vardır. Mıknatısların çekiciliğinden ve pusulaların yönlenmesinden, partikül hızlandırıcılardan veya senkrotron radyasyonundan geçen sabit disklerdeki bilgilerin depolanmasına kadar uzanır.
Dünyanın manyetik alanı
Dünya, Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenler gibi, sıvı metalik çekirdeğinin hareketlerinden elde ettiği geniş bir manyetik alan tarafından korunmaktadır. Güneş fırtınalarına maruz kalan bu alan tek tip değildir. Değeri, gezegende bulunduğunuz yere bağlı olarak 30 ile 60 μT arasında değişir.
Tarihin belirli zamanlarında, kuzey kutbu güney kutbunun yerini alarak dünyanın manyetik alanı tersine döndü. Ve bu olay tekrar olabilir.
Manyetik alan / manyetik alan şiddeti (H)
Manyetik alan, bir mıknatısın kuvvetlerini ileten bir elektromanyetik enerji alanıdır. Çizimlerde, manyetik alan genellikle alan çizgileriyle temsil edilir. Pratikte, örneğin altında bir mıknatıs bulunan bir levha üzerine demir talaşları bırakarak bunu görünür kılmak da mümkündür.
Manyetik alan çizgileri her zaman bir mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna doğru gider ve oradan da mıknatısın içinden geçer ve kapalı bir daire oluşturacak şekilde kuzey kutbuna geri döner.
Manyetik alan H harfi ile sembolize edilir ve Amper/metre cinsinden ölçülür.
Dünyamızı 2 kutuplu büyük bir mıknatıs olarak da düşünebiliriz.
Manyetik Alan Tarihçesi
MÖ altıncı yüzyıldan. MS, Yunan filozofları manyetitçe zengin cevherlerin etkisini tanımladı ve açıklamaya çalıştı. Bu kayalar, diğerlerinin yanı sıra Magnesia şehrinden geldi ve bu fenomene adını verdi.
Manyetik iğneli pusuladan ilk kez 11. yüzyılda Shen Kuo tarafından bahsedilmiştir ve MÖ 3. yüzyılda Çin’de mıknatıs bilgisinin doğrulandığına dair kanıtlar olsa da, karasal manyetizma sorunu çok daha sonra ortaya çıkıyor.
Pusulanın navigasyon tekniklerinde kullanımı 12. yüzyıldan kalmadır ve o dönemde esasen kıyı navigasyonu nedeniyle kesin kullanımı açıklığa kavuşturulmamıştır.
Pusulalar, bugün dünyanın dönme ekseniyle kabaca hizalı olan dünyanın manyetik alanından yararlanır, bu nedenle bir pusula manyetik kutbu göstererek (yaklaşık olarak da olsa) dünyanın coğrafi kutbunun yönünü de gösterir.
Batıda, Pierre de Maricourt manyetizma üzerine çalışan ilk kişilerden biriydi ve Epistola de magnete’i Çinli bilim adamlarıyla aynı zamanda yayınladı.
Basit öncelikler sorununun ötesinde, belirli tekniklerin nasıl seyahat edebildiğini ve paralel gelişmelerin ve kronolojik olarak neredeyse aynı anda meydana gelmesinin mümkün olup olmadığını bilmek ilginç olurdu.
Aydınlanma ansiklopedistleri için “manyetizma, mıknatısın farklı özelliklerine verilen genel isimdir”.
Etkilerini, manyetik dedikleri “havadan farklı, ince bir madde”ye (çünkü bu olaylar bir boşlukta da meydana gelir) bağlıyorlar.
Dahası, “bu, manyetizmanın nedeni ile elektriğin nedeni arasında bir ilişki olup olmadığını bilmekten daha az zor olmayan bir sorudur, çünkü biri diğerinden daha iyi bilemez.
1820’lerin başına kadar, yalnızca manyetite dayalı doğal mıknatısların manyetizması biliniyordu. Hans Christian Ørsted 1821’de bir telden geçen elektrik akımının yakındaki bir pusula iğnesini etkilediğini gösterdi.
Ancak o, bu fenomeni zamanın bilgisi ışığında açıklayamıyordu. Aynı yıl, Michael Faraday, elektrik ve manyetizma arasındaki ilk bağlantıyı izleyen Faraday yasasını dile getirdi.
1822’de ilk elektrik motoru icat edildi: Barlow’un tekerleği.
André-Marie Ampère kısa bir süre sonra, manyetik alanı akımlara bağlayan Ampère teoremi adı verilen elektromanyetizmanın genel çerçevesinde gösterilen fenomenolojik bir yasa önerdi. Kısa bir süre sonra, 1825’te elektrikçi William Sturgeon ilk elektromıknatısı yaptı.
1873’te James Clerk Maxwell, elektromanyetizma teorisinde manyetik alanı ve elektrik alanını birleştirdi.
Bunu yaparken, klasik mekanik yasaları ile elektromanyetizma yasaları arasında bir uyumsuzluk keşfetti.
İkincisi, ışığın hızının, ışığı yayan kaynağa göre bir gözlemcinin hızından bağımsız olduğunu tahmin eder; bu, klasik mekanik yasalarıyla bağdaşmayan bir hipotezdir.
1873’te Belçikalı mühendis Zénobe Gramme, büyük ölçekte kullanılabilen ilk doğru akım elektrik motorunu keşfetti.
1887’de Amerikalılar Albert A. Michelson ve Edward Morley, Maxwell’in tahminlerini deneysel olarak doğruladılar (Michelson-Morley deneyi).
1905’te Albert Einstein, Maxwell tarafından keşfedilen paradoksu, klasik mekaniğin yasalarının aslında başka yasalarla, sınırlı görelilik yasalarıyla değiştirilmesi gerektiğini göstererek çözdü.
1933’te Walther Meissner ve Robert Ochsenfeld, bir manyetik alana batırılmış bir süper iletken numunenin, onu içinden dışarı atma eğiliminde olduğunu keşfettiler (Meissner etkisi).
1944’te Lars Onsager, ferromanyetizma fenomenini tanımlayan ilk modeli (Ising modeli olarak adlandırılır) önerdi.
1966’da Doktor Karl Strnat, olağanüstü enerjiye sahip ilk samaryum-kobalt mıknatısları keşfetti.
1968’de, günümüzde doğada var olan en yoğun manyetik alanların yeri olan olağanüstü yoğun yıldız kalıntıları olan pulsarlar keşfedildi.
1983 yılında uluslararası bir ekip, bugüne kadar bilinen en güçlü kalıcı mıknatıslar olan neodimiyum-demir-bor mıknatısları yarattı.
1998’de bir Rus ekibi 2.800 T’ye ulaşan bir patlama ile darbeli bir manyetik alan yarattı.
12 Aralık 1999’da bir Amerikan ekibi, 45T yoğunluğunda sürekli bir manyetik alan yarattı.
2006’da darbeli manyetik alanlar yok edilmeden 100T’ye ulaştı.
