Bevezetés a mágnesességbe

Egy bevezető a mágnesességbe.

Már tanultunk egy kicsit a gravitációról.

Szintén tanultunk az elektrosztatikáról.

Szóval itt az ideje, hogy tanuljunk az univerzum

következő alapvető erejéről.

És talán ez a második legtermészetesebb számunkra

a gravitáció mellet.

Ez pedig a mágnesesség.

Mégis honnan ered ez a szó?

Hát, gondolom több civilizációban (nem vagyok történész)

találtak természetes mágneseket, melyek

vonzottak más mágneseket,

vagy akár fémeket, mint például a vas,

vagy ferromágneses anyagokat.

És mi természetes mágneseknek hívjuk őket.

Azt hiszem nyugaton így nevezik őket.

És az ok amiért mágnesnek nevezik őket az,

hogy ezeket a természetes mágneseket, a görögországi

Magnesia provincia közelében találták.

Azt hiszem, hogy az emberek akik ott életek

ezeket "Magnetes" -nak hívták.

Mindegy, a Wikipédián többet tudhatsz meg róla,

mint amennyit én tudok.

Na mindegy, inkább fókuszáljunk arra, hogy mi is a mágnesesség.

Azt hiszem legtöbbünknek van alapvető ismerete arról,

hogy is mi az; játszottunk már mágnesekkel, és használtunk már

iránytűt is.

De most jobban elmagyarázom mi is igazából,

jó részletesen.

Az hiszem ebben a videóban képesek leszünk

matematikailag megérteni, kezelni és látni,

hogyan is viszonyul az elektromossághoz.

Azt is megmutatjuk hogy az elektromos mező erőhatása

és a mágneses mezőé, lényegében ugyanaz, csak

más vonatkoztatási rendszerből.

Tudom, hogy mindez nagyon

komplikáltnak tűnik.

De a mi klasszikus newton-i fizikában két külön

erőként tartjuk őket számon.

De amit mondani akarok, hogy mi hozzászoktunk

a mágnesességhez, akárcsak a gravitációhoz,

ami még mindig rejtélyes hogy mi okozza valójában

akárcsak a mágnesességet.

Szóval, mindezek ellenére próbáljunk némi alapvető

ismeretanyagra szert tenni, hogy hogy kezeljük a mágnesességet.

Mindannyiunk számára ismerős a mágnes.

Nem akartam hogy sárga legyen.

Legyen a körvonala sárga.

Á, nem akartam hogy ilyen legyen.

Szóval ez egy mágnes, és mi tudjuk hogy egy mágnesnek

mindig két pólusa van.

Egy északi és egy déli.

És ezek egy megegyezés alapján lettek elnevezve.

Mert amikor az emberek először felfedezték ezeket a természetes mágneseket

és magnetizáltak egy tűt

és a tűt egy fadarabra helyezték

egy vödör vízben, az a tű az Északi-sark

felé mutatott.

Azt mondták, hogy a tű azon részét mely

északra mutat hívjuk északi pólusnak,

és a tű azon részét mely dél felé mutat

(bocsánat) tehát a a tű azon részét mely a

földrajzi dél irányába mutat hívjuk

déli pólusnak.

Vagy van egy másik módszer, ha van mágnesünk, hogy

a mágnes vége vagy az oldala

betájolja magát - mármint ha tud szabadon mozogni,

súrlódás nélkül-- északi irányba, azt hívjuk

az északi pólusnak,

a másik oldal pedig a déli pólus.

És hát ez egy kicsit... -- Nyilvánvaló, hogy mi

föld "tetejét" Északi-sarknak hívjuk.

Tudod hogy ez az Északi-sark,

ezt meg Déli-sarknak hívjuk.

De van egy másik fogalom, az Északi mágneses sark

és ez --gondolom te is meg tudnád mondani--

ott van ahova az iránytű

északi része mutat

És tulajdonképpen ez a Északi mágneses sark mozog

a föld belsejében lévő folyadék miatt

És egy csomó más kölcsönhatás miatt

Ezek nagyon összetett kölcsönhatások.

De a mágneses észak nagyjából Észak-Kanadában található

Szóval a Északi mágneses sark itt lehet.

Körülbelül itt.

És a Déli mágneses sark, hát, pontosan nem tudom hol van

de ez is mozoghat egy kicsit

Nem ugyanott van.

Nincs rajta az Északi-sark és

a Déli-sark kereszttengelyén.

És ez egy másik zavarba ejtő dolog.

Az Északi mágneses sark arra van, amerre

egy mágnes északi pólusa fog mutatni.

De ennek akkor a déli pólusnak kéne lennie, hogy ha

a Földre egy mágnesként tekintesz.

Szóval ha a Föld olyan nagy lenne mint egy nagy mágnes (földmágnes)

akkor el tudnád képzelni ezt, mint a déli pólust.

És a földrajzi Déli-sark pedig az

északi pólusa lenne a "földmágnesnek"

Olvashatsz róla többet a Wikipédián. Tudom hogy

zavarba ejtő.

De lényegében, amikor a legtöbb ember a mágneses északról,

északról, vagy az Északi-sarkól beszél, akkor

a földrajzi északra gondolnak.

És a Déli-sark pedig a földrajzi déli terület.

De az ok amiért ezt külön megemlítettem, az az hogy

mikor a mágnesekkel foglalkozunk, vagy elektromossággal, vagy

elektrosztatikával-- de legfőbb különbség röviden az,

hogy mindig az ellenkező pólusok vonzzák egymást.

Szóval, ha a mágnes ezen oldala a Föld Északi-sarka

felé vonzódik, vagy a föld Északi mágneses sarkja felé, akkor

a "földmágnesnek" a déli pólusa felé fog mutatni.

És fordítva.

A mágnesem déli pólusa a föld

mágneses Déli-sarka felé fog vonzódni.

Ami tulajdonképpen az északi pólusa a hatalmas "mágnesnek"

amelyet földnek nevezünk.

Mindegy, most hagyom egy kicsit ezt a földmágnes dolgot, mert

kezd egy kicsit zavarba ejtő lenni.

Inkább maradunk a rudaknál hogy elég

következetes maradjak.

Hadd töröljem ezt le.

Na megvan.

Letörlöm Magnesia-t is.

Vajon a magnéziumot is Magnesia-ban

fedezték fel?

Talán.

Nemrég találtam egy úgynevezett "Magnesia teje" nevű

hashajtó készítményt.

És bár ez nem Magnesia-ban fedezték fel,

volt benne magnézium.

Szóval azt hiszem a gyökerei lehetnek Magnesia-ban ha

a magnéziumot ott fedezték fel.

Mindegy, elég Magnesia-ból,

vissza a mágnesekhez.

Szóval ha ez egy mágnes, hadd rajzoljak egy másikat.

Most meg hadd töröljem le mindezt.

Rendben.

Szóval rajzolok még két mágnest.

Ismerjük ezt a kísérletet a gyermekkorunkból.

Ez az északi pólus, és ez a déli.

Ez az északi pólus a mágnes

déli pólusához fog vonzódni.

És ha ezt a mágnest megforítanám

akkor a két szemben álló északi pólus

taszítaná egymást.

Nyilván akkor van egy észrevételünk, akár csak az

elektrosztatikában volt, hogy a mágnesek mezőt hoznak létre.

Létrehozzák azokat a vektorokat maguk körül, és ha

beleraksz valamit amire tud hatni a mező, akkor arra a testre

valamekkora erő fog hatni.

Mielőtt az mágneses mezőről beszélnék,

szeretnék a mágnesesség és az elektrosztatika egy nagy

különbségét kiemelni.

A mágnesesség mindig dipólus.

Mit jelent az hogy dipólus?

Az azt jelenti hogy mindig két pólus van.

Egy északi és egy déli pólus.

Elektrosztatikában két előjelű töltés létezik:

a pozitív és a negatív.

Szóval két előjelű töltés.

És azok meglennének önmagukban.

Lehet csak egy protonod, és

nem kell hogy legyen egy elektronod

mellette.

Lehetne csak egy protonod és az létrehozna egy pozitív

elektromos mezőt.

És az erővonalaink egy másik pozitív töltésre

mutatnának.

És így taszítás jönne létre.

Szóval nem kell hogy ott legyen negatív töltés.

Ugyanúgy lehet csak egy elektronod, úgy

hogy nincs ott egy proton sem.

Szóval lehetnek monopólusaid.

Ezeket azért hívják monopólusoknak, mert csak egy féle töltésed van

ez van amikor az elektrosztatikáról beszélsz.

De a mágnesességnél mindig dipólusod van.

Szóval ha lenne itt egy mágnes, és

ketté vágnám, érdekes módon

az a két fél mágnes

két kicsi mágnessé válna.

Ahol ez lenne a déli, ez az északi,

ez a déli, és ez végül az északi.

Olvastam arról hogy elméletben

lehetne olyan dolog mint

a mágneses monopól, még ha nem is sikerült

megfigyelni ilyet a temészetben.

Viszont eddig mindent amit a természetben láttunk dipól volt.

Szóval darabolhatnád a mágnest egyre kisebb, és kisebb darabra

akár egy elektron nagyságúra.

Kiderülne, hogy még az az egy elektron is egy

mágneses dipólus.

És még mindig van neki északi és

egy déli pólusa is.

És az is kiderül, hogy minden mágnes, és a mágneses mező

a bennük lévő elektronok miatt jönnek létre.

Az elektronok pörgése miatt, és amikor mikor pörgő

elektronokról beszélünk, akkor képzeljünk el egy

kis labdányi pörgő töltést.

De az elektronoknak, mint tudjuk,

van tömegük.

Az már jó kérdés hogy ezek tiszta

energiából állnak, vagy tömegből

De hogyan is pörög egy kis labdányi energia?

és a többi, és a többi..

Ez már majdnem metafizikai kezd lenni,

szóval nem merülök el benne mélyebben.

Őszintén, nem hiszem hogy igazán meg lehet érteni.

Ez majdnem-- tudod egy olyan terület amivel most

nem igazán foglalkozunk

De még ezeknél a nagy mágneseknél amivel foglalkozunk, az elektromos

mező az elektronok pörgése miatt keletkezik

és az aktuális eletromos mező az elekronok

protonok körüli mozgása miatt alakul ki.

Hát, remélem nem terhellek ezzel túl.

És talán azt kérdezed hogy lehet hogy egyszer a fémrudakat lehet

magnetizálni máskor pedig nem?

Hát, az minden elektron véletlenszerűen mozog

a fémrúdban, akkor az nem magnetizált

mert az elektromos pörgés, más néven a mágnesesség

az egymást leállító elektronok miatt keletkezik

mert ez véletlenszerű.

De ha te sorba állítod a az elektronok pörgését és ha te

rendezed a forgást akkor kapsz egy mágnesesen

töltött rudat.

De mindegy, letelt a 10 percem, de remélem

hogy ez ad némi alapfokú ismeretet arról

hogy mi is a mágnes.

A következő videóban megmutatom, hogy mik a hatásai.

És arról és beszélek hogy mit gondolunk a mágneses mezőről,

azután hogy mi a hatása a mágneses

mezőnek egy elektronra.

Vagy nem egy elektronra, hanem mozgó töltésre.

Hamarosan a következő videóban!