Introduction to Magnetism

An introduction to magnetism

Už sme sa naučili niečo o gravitácii.

Už sme sa naučili niečo o elektrostatike.

Takže nadišiel čas naučiť sa niečo o ďalšej zo základných síl

vo vesmíre.

Poznáme ju asi najlepšie

hneď po gravitácii.

Magnetická sila.

Odkiaľ pochádza slovo magnetizmus?

No, myslím, že niekoľko civilizácií (nie som historik)

našlo magnetity, magnetické predmety, ktoré priťahovali

iné magnetity

alebo kovové predmety, ako je napr. železo,

teda železné predmety.

Nazývajú sa magnetity.

Po anglicky lodestones.

Svoje pomenovanie získali podľa magnetitov,

ktoré boli nájdené blízko gréckej provincie

Magneťania.

Myslím, že ľudia, ktorí v nej žili,

sa nazývali Magnesania.

Viac informácií môžete získať

Wikipedii.

Zamerajme sa teraz na magnetizmus.

Myslím, že väčšina z nás čo to o magnetoch vie.

Všetci sme sa s nimi hrali

a držali sme v rukách kompas.

Rovno vám poviem, že v skutočnosti ide o

niečo zložité.

A myslím, že je to celkom...nemyslím, žeby niekto...

dokážeme ich popísať z matematického hľadiska, pracovať s nimi

a sledovať, aký je vzťah medzi magnetmi a elektrinou.

Ukážeme si, že elektronická a magnetická sila

sú v podstate to isté,

ale z iného uhľa pohľadu.

Viem, že práve teraz

to znie veľmi zložito.

Ale v našom typickom Newtonovskom svete

ich považujeme za dve odlišné sily.

Tým sa snažím povedať, že magnety pre nás nie sú ničím novým,

rovnako ako gravitácia, ktorá

je vlastne záhadná, keď sa zamyslíme nad tým, čo to vlastne je,

a to isté platí aj o magnetizme.

Takže, pokúsme sa teraz

naučiť niečo o magnetizme.

Všetci poznáme magnet.

Nechcel som, aby bol žltý.

Obrysy by mohli byť žlté.

Nie, ani takto nie.

Toto je magnet.

Každý magnet má dva póly.

Severný magnetický pól a južný magnetický pól.

Vedci sa na takomto označení dohodli.

Keď ľudia objavili magnetity a

zmagnetizovali pomocou nich ihlu, ktorú potom

položili na korok do vedra s vodou,

ukazovala

na severný pól Zeme.

Povedali si: nazvime tú časť ihly, ktorá ukazuje na severný pól Zeme,

severný pól.

A tú časť ihly, ktorá ukazuje na južný pól, prepáčte,

časť ihly, ktorá ukazuje na

geografický južný pól,

nazvime ju južný pól.

Alebo inak, keď si vezmeme magnet,

smer, ktorým sa magnet alebo tú stranu magnetu, ktorá sa otočí,

ak sa môže točiť neobmedzene bez trenia,

ku geografickému severnému pólu,

nazývame severný pól.

A druhú stranu nazývame južný pól.

A toto je vlastne trochu...samozrejme, že vrchnú stranu Zeme nazývame

severný pól.

Toto je severný pól.

A toto je južný pól.

Okrem toho existuje aj severný magnetický pól.

Myslím, že môžeme povedať, že

práve tam ukazuje

severný pól kompasu.

V skutočnosti sa magnetický severný pól pohybuje,

pretože vo vnútri Zeme je množstvo pohybujúcej sa tekutiny.

A deje sa tam ešte kopa iných vecí.

Je to veľmi zložité pôsobenie.

Severný magnetický pól sa nachádza približne na severe Kanady.

Takže severný magnetický pól je niekde tu.

Toto by mohol byť severný magnetický pól.

Ale neviem, kde presne sa nachádza južný magnetický pól.

Ale pohybuje sa.

NIe je stále na tom istom mieste.

Je mimo osi, na ktorej sa nachádza

severný a južný geografický pól

Ďalšou mätúcou vecou je,

že severný magnetický pól predstavuje miesto,

na ktoré bude ukazovať severný pól magnetu.

Ale v skutočnosti by to bol južný magnetický pól,

keby sme sa na Zem pozerali ako na magnet.

pozerali ako na magnet.

Keby Zem bola obrovským magnetom,

toto by bol južný magnetický pól.

A geografický južný pól je

severným pólom magnetu.

Viac sa dočítate na Wikipedii, viem,

že je to trochu mätúce.

Zvyčajne, keď ľudia hovoria o severnom magnetickom póle,

alebo o severnom póle,

hovoria o geografickom severnom póle.

A južný pól je oblasťou, ktorá sa nachádza na geografickom juhu.

Tento rozdiel zdôrazňujem, pretože keď pracujeme s magnetmi,

rovnako ako o elektrine alebo elektrostatike

(čoskoro si ukážeme kľúčový rozdiel),

opačné póly sa priťahujú.

Takže ak táto strana magnetu ukazuje na severný pól Zeme,

potom severný pól Zeme alebo severný magnetický pól,

musí byť južný pól toho magnetu.

A naopak.

Južný pól môjho magnetu bude ukazovať

na južný magnetický pól Zeme,

ktorý je vlastne severným pólom magnetu,

ktorý nazývame Zem.

Ale Zem vynechajme,

pretože tá komplikuje situáciu.

??

Vymažeme to.

Tak.

Vymažem Magnesiu.

Ktovie, či bol chemický prvok magnézium tiež

objavený v Magnesii.

Pravdepodobne.

Dokonca som našiel horečnaté mlieko (Milk of Magnesia)

ktoré sa používa ako preháňadlo.

Nebolo objavené v Magnesii,

ale obsahuje magnézium.

Myslím, že by mohlo pochádzať z Magnesie,

keby odtiaľ pochádzalo magnézium.

Ale dosť bolo o Magnesii.

Poďme späť k magnetom.

Takže, ak toto je magnet a nakreslime si ešte jeden.

Vlastne toto všetko vymažem.

OK.

Takže nakreslime si ďalšie dva magnety.

Toto je jeden magnet, toto je druhý.

V detstve sme sa naučili

(toto je severný pól, tento je južný),

že severný pól jedného magnetu a južný pól druhého magnetu

sa budú priťahovať.

A keby som tento magnet otočil,

tieto magnety by sa odpudzovali,

dva severné póly sa odpudzujú.

Rovnako ako v elektrostatike,

aj tu magnet vytvára magnetické pole.

Magnetické pole, ktoré tvoria vektory

a ak vložíme do tohto poľa niečo, na čo bude pole pôsobiť,

??

Predtým, ako sa dostanem k magnetickému poľu,

rád by som zdôraznil obrovský rozdiel medzi

magnetizmom a elektrostatikou.

Pri magnetizme vždy hovoríme o dipóloch.

Čo znamená slovo dipól?

Znamená to, že niečo má dva póly.

Severný a južný.

V elektrostatike hovoríme o dvoch druhoch náboja.

Kladnom a zápornom.

Takže síce máme náboje dva,

ale každý z nich dokáže existovať samostatne.

Protón dokáže existovať samostatne.

Nemusí sa pri ňom

nachádzať elektrón.

Samostatný protón dokáže vytvoriť

kladné elektrostatické pole.

Siločiary kladného elektrostatického poľa

by mali takýto smer.

??

Kladný elektrostatický nápoj nepotrebuje vedľa seba záporný.

Rovnako aj elektrón dokáže existovať samostatne.

A nepotrebuje veľa seba protón.

Takže je to monopól.

Nazývame ich monopólmi, pretože v elektrostatike

môže samostatne existovať jediný náboj.

Ale ked hovoríme o magnetizme, vždy sa bavíme o dipóloch.

Keby som vzal tento magnet, tento tu,

a rozrezal ho napoly,

nejakým zázrakom by sa každá z jeho polovíc

stala magnetom a vznikli by tak dva magnety.

Toto by bolo južný magnetický pól, toto severný,

toto južný a toto severný.

Dočítal som sa (moje schopnosti nie sú až také rozsiahle),

že teoreticky by mohol existovať aj magnetický monopól,

hoci taký monopól sa nám ešte nepodarilo

v prírode objaviť.

Takže všetko, čo sa nachádza v prírode, je dipólom.

Tieto magnety by sme mohli lámať a lámať,

až kým by nám neostal len jeden elektrón.

A v skutočnosti je dokonca aj jediný elektrón

magnetickým dipólom.

Stále vytvára magnetické pole, stále má severný a južný

magnetický pól.

Totiž magnetické pole všetkých magnetov

tvoria elektróny, ktoré sa v ňom nachádzajú,

ich spinom - keď hovoríme o spine elektrónu, predstavte sii

drobný guľatý náboj,

ktorý sa točí.

Pri elektrónoch je to ťažké, viete,

tvorí ich hmota.

Ale nie je jasné,

či ide o energiu alebo hmotu.

A ako sa točí náboj, ktorý tvorí energia?

Atď., atď.

Je to skôr metafyzické.

Takže nechcem veľmi zachádzať do tejto oblasti.

Ůprimne si nemyslím, žeby ste si to dokázali intuitívne predstaviť,

pretože v tejto oblasti

sa normálne nepohybujeme.

Ale aj magnetické polia týchto veľkých magnetov

tvoria elektróny, ktoré sa v týchto poliach pohybujú

a magnetickým poľom, ktoré vytvára pohyb elektrónov

pohybujúcich sa okolo protónov.

Dúfam, že toho na vás nie je príliš veľa.

Mohli by ste sa spýtať, ako je možné,

že kovová tyč sa niekedy dá zmagnetizovať a inokedy nie?

Keď sa všetky elektróny v kovovej tyči pohybujú rôznymi smermi,

nebude zmagnetizovaná.

Magnetické momenty

jednotlivých elektrónov sa navzájom rušia,

pretože sú nahodné.

Ale ak sa spiny elektrónov zosúladia a ak

sa nám podarí zosúladiť ich rotáciu,

kovová tyč bude zmagnetizovaná.

V každom prípade som už prekročil desať minút,

ale dúfam, že ste sa dozvedeli niečo o tom,

čo je to magnet.

A v ďalšom videu si vysvetlíme jeho účinky.

Po prvé, budeme sa zaoberať magnetickým poľom

a po druhé, aký vplyv má magnetické pole

na elektrón alebo skôr

a pohybujúci sa náboj.

Uvidíme sa pri ďalšom videu.