Co sprawia, że magnes działa? Czy na pewno wiesz? - POP Science #118
Magnetyzm to jedna z najbardziej fascynujących i fundamentalnych sił we Wszechświecie, która towarzyszy nam od domowych lodówek aż po gigantyczne tarcze chroniące całe planety – w tym odcinku sprawdzamy, co tak naprawdę dzieje się na poziomie kwantowym, gdy czujemy opór między dwoma magnesami. Choć w skali makro operujemy pojęciami bieguna północnego i południowego, prawdziwa natura tego zjawiska skrywa się w świecie cząstek elementarnych, spinie elektronów oraz wymianie wirtualnych fotonów, które budują niewidzialny mur między materią.
Nie, to jakoś inaczej musi działać. To chyba jest na bazie, myślę, że tu akurat ten kompas jest na bazie pozycjonowania satelitarnego. Może tak być, wiesz dlaczego? Bo znowu jakbyś go powiesił w samochodzie na tych magnetycznych, to by przestawał działać. Tak, dokładnie. Natomiast stała się rzecz w 1831 roku, gdzie Michael Faraday odkrył rzecz absolutnie kluczową, bo on pokazał nie tylko, że gdy w przewodzie płynie prąd, to igła magnetyczna działa,
Co przekłada się na to, co już wiemy, bo to już padło dzisiaj w tym programie, że jak płynie prąd, poruszają się ładunki elektryczne, to wokół nich powstają takie pętle, zostają za nimi takie pętle pola magnetycznego. One stopniowo zanikają, ale one same z siebie istnieją. To jest taki pewien defekt pola elektrycznego, który staje się polem magnetycznym. A Faraday pokazał w pewnym eksperymencie rzecz jakby niezwykłą. Jakbym mógł to narysować... Oczywiście, że tak. Proszę bardzo. To byłoby wspaniale. To jest... Magnez, tak? Tutaj jest N, tu jest S. Wiemy, że każdy magnez ma dwa bieguny i wiemy, że pole magnetyczne jest w ten sposób, tak?
Że tworzy tak naprawdę tu przez środek tworzą się takie zamknięte linie sił pola magnetycznego. I teraz Co pokazał Michael Faraday? Wziął taki przyrząd, który nazywa się galwanometrem, tak? Tu jest jakaś tam skala. I wziął, podłączył do tego galwanometru przewód, który był taką pętlą. I pokazał, że w momencie, gdy ten magnes porusza się, W tej właśnie pętli można zrobić więcej niż jedną pętlę, tak? Można tych pętli zrobić kilka. To zaczyna wyglądać bardzo dziwnie. Nie, nie. To jest tak. Jeżeli ten magnes tutaj jest, który to jest ten, żebym pokazywał teraz tylko... Tutaj to.
To. Już wybrałem ci. Aha. Jeżeli ten magnes porusza się w jedną albo w drugą stronę, to efekt dynamiczny powoduje, że tu zaczyna płynąć prąd, a ta wskazówka, Pokazuje, wychwyca, pokazuje w tym galwanometrze, bo to jest galwanometr, ta wskazówka pokazuje wartość i kierunek przepływu prądu. I to, co jest ważne, to fakt, że gdy magnes wsuwamy w tą pętelkę, to generowany jest prąd, który płynie w jedną stronę. Gdy wysuwamy, generowany jest prąd, który płynie w drugą stronę. Faraday pokazał, że jest to efekt czysto dynamiczny, ale to, co jest chyba najciekawsze, kierunek, w którym będziemy tutaj poruszać, powoduje powstanie prądu i tutaj będę teraz rysował tym.
I teraz popatrz, gdy tutaj będzie płynął prąd w tej pierwszej, To to żelazo się namagnesuje i zwielokrotni nam natężenie pola magnetycznego działając na tą drugą cewkę. No i w ten sposób te elementy niejako odkryte przez Michaela Faradaya, który pokazał, że działając Magnesem na cewkę w sposób dynamiczny, w zależności od ilości zwojów, tworzymy pewien efekt, w którym indukujemy prąd. To doprowadziło nas do sytuacji, w której biorąc pod uwagę natężenie i napięcie prądu zmiennego w pierwszej cewce,
To są dwa podstawowe elementy w budowie i igły, znaczy wkładki magnetycznej, bo sama igła to jest ten diamentowy element, który po rowku płyty się porusza. I ona robi coś takiego, Tak, ona się rusza. To nie jest taki prosty ruch. Jedzie po tych wszystkich rowkach i w ten sposób się odchyla. Ten magnesik się porusza. MM to są takie najprostsze. No przykro, jak inaczej to pokazać? Dajcie spokój. Tak i to się wszystko porusza i dokładnie tak jak, to jest tak jak w waszym Transformatorze, no to jest dokładnie tak jak w doświadczeniu Faradaja. To tam nie ma żadnej czarnej magii, poza tym, że magnes, magnes trwały,
No Faraday się nie spodziewał, że trochę sobie tam pogmerał pałeczką w cewkach, a tutaj cały świat tak naprawdę stoi teraz. To weźmy teraz tak. Lećmy tak. Ok, kalambury, choinka, kondor niezwyciężony, facka na muchy. Tak i teraz powiedzmy, że to jest, zaznaczmy jako B i tutaj też, tutaj też jest O. Spaniałe. B. Czyli mamy pole magnetyczne. To są magnesy, tak? To są dwa magnesy. A to jest nasza ramka. Ramka, którą możemy potraktować w dwójnasób.
Tylko, że jakby wtedy się zdecydowano... Tak, ale jakby się wtedy zdecydowano na elektryfikację, to może i przemysł poszedłby w kierunku poszukiwań... Niby tak, ale musiałby iść w kierunku poszukiwań versus silnik, który tu i teraz działa wyznakomicie, nie? Natomiast teraz jest, teraz ja widzę, tak jak na początku, jeszcze parę lat temu ten sens nie był taki oczywisty, elektryfikacji, motoryzacji, tak teraz widzę, że to jest rozsądne. Natomiast o ile postawimy na właściwe źródła te główne energii, tak? Natomiast Faraday jakby swoją unifikacją magnetyzmu i elektryczności, co już na początku stało się dla nas oczywiste, bo elektryczność i magnetyzm są ze sobą absolutnie powiązane, on dał podstawy nie tylko pod te wszystkie jakby elementy, ale też
I to powoduje, że Tak naprawdę płyną prądy. To powoduje, że Ziemia jest taką cewką, takim przewodem, jak u Faradaja. Prawie to samo. Prawie robi różnicę. Więc sobie krąży prąd i wokół niego, wokół przewodnika tworzą się takie okrągłe kawałki, które całościowo ujmując dają nam te zamknięte linie sił pola magnetycznego. I tak naprawdę to, co mamy na powierzchni Ziemi, to jest Tylko jakby niewielka wartość tego pola magnetycznego, które rodzi się tam w środku.
Pokazano wszystkie 9 dopasowań. Transkrypcja generowana automatycznie i niesprawdzana ręcznie — może zawierać błędy.
Podajemy definicję magnesów neodymowych i wyjaśniamy, dlaczego są tak silne.
Opis eksperymentu pokazującego, jak magnesy odpychają się i przyciągają.
Wprowadzenie do magnetyzmu i ładunków elektrycznych, w tym ich relacja do grawitacji.
Wyjaśnienie trzech podstawowych źródeł magnetyzmu i pola magnetycznych.
Opis procesu namagnesowania i pola magnetycznego w metalowych kuleczkach.
Wyjaśnienie elementarnego momentu magnetycznego i zakazu Pauliego.
Opis domen magnetycznych i ferromagnetyzmu, w tym ich ustawienie pod wpływem zewnętrznego pola.
Wykorzystanie aplikacji magnetometru do pomiaru pola magnetycznego i opis eksperymentu.
Opowieść o muzyce elektronicznej, w tym albumie Magnetic Fields, i jej wpływ na autora.
Rozmowa o efekcie Aharonowa-Bohma, który pokazuje, że cząstki mogą reagować na potencjały pola magnetycznego, nawet jeśli pola nie istnieją w rzeczywistości.
Wyjaśnienie, że potencjały wektorowe pola magnetycznego są ważniejsze niż samo pole w skali mikro, a nie tylko w skali makro.
Opis eksperymentów pokazujących, jak magnesy mogą przyciągać żelazo i jak ferromagnetyzm działa na małych skalach.
Przedstawienie historii odkryć związanych z polem magnetycznym, w tym odkrycia William Gilberta w 1600 roku.
Opis eksperymentów Faradaya pokazujących indukcję elektromagnetyczną i jej zastosowania w elektronice.
Wyjaśnienie działania transformatorów i cewek magnetycznych, które są kluczowe w przetwarzaniu prądu w elektronice.
Rozmowa kontynuuje omówienie indukcji elektromagnetycznej i jej zastosowań, w tym opis dynamo i systemy odzyskiwania energii w samochodach.
Rozdziały i streszczenia generowane automatycznie. Pełna transkrypcja nie jest publikowana — wyszukaj frazę, aby zobaczyć dopasowane fragmenty.
Kliknij, aby znaleźć fragmenty, w których pada.
Magnetyzm to jedna z najbardziej fascynujących i fundamentalnych sił we Wszechświecie, która towarzyszy nam od domowych lodówek aż po gigantyczne tarcze chroniące całe planety – w tym odcinku sprawdzamy, co tak naprawdę dzieje się na poziomie kwantowym, gdy czujemy opór między dwoma magnesami. Choć w skali makro operujemy pojęciami bieguna północnego i południowego, prawdziwa natura tego zjawiska skrywa się w świecie cząstek elementarnych, spinie elektronów oraz wymianie wirtualnych fotonów, które budują niewidzialny mur między materią.