ISBN: Ostalo
Jezik: Engleski
Oblast: Fizika
Autor: Strani
Godina izdanja: Tv

Spoljašnjost kao na fotografijama, unutrašnjost u dobrom i urednom stanju!

Introduction to the Theory of Magnetism
Dieter Wagner


Magnetizam je pojava privlačenja ili odbijanja gvozdenih predmeta. Za magnetizam je vezano postojanje dve vrste polova. Istovrsni polovi se odbijaju, a različiti se privlače. Magnetni polovi su neraskidivi, odnosno ne može jedno telo biti samo jednog pola a drugog da nema. Uobičajeno je da se polovi zovu severni i južni, iz istorijskih razloga. Fizički je nemoguće imati jednopol, magnet sa jednim polom. Zato se magnet zove dipol, jer ima oba pola. Magnete možemo podeliti na: prirodne (npr. magnetit, Fe3O4) i veštačke.

Magnetizam je jedan oblik pojavljivanja dualne, elektromagnetske sile, prema Maksvelovim jednačinama. Dualnost se ogleda u činjenici da električna struja (kretanje elektriciteta) izaziva (indukuje) magnetsko polje, a da promena magnetskog polja izaziva električno polje (i kretanje slobodnih nosilaca elektriciteta, električnu struju).

Magnetsko polje je posrednik uzajamnog delovanja magnetskim silama.

Veličina koja karakteriše magnetsko polje u nekoj njegovoj tački je vektorska veličina sa smerom i pravcem kao i intenzitetom. S obzirom da se vizuelizacija magnetskog polja ostvaruje crtanjem linija sila magnetskog polja to se jačina polja dočarava gustinom linija. Jedinica fluksa (količine linija sila polja) je veber (Wb), ali je to nepraktična veličina jer nije značajan fluks za intenzitet magnetskih sila već gustina linija koja se naziva indukcija magnetskog polja i njena jedinica je tesla (T).

Istorija
Magnetizam je prvi put otkriven u antičkom svetu, kad je zapaženo da magnetne rude, koje su prirodno magnetizovani komadi minerala magnetita, mogu da privlače gvožđe.[1] Reč magnet potiče od grčkog termina μαγνῆτις λίθος magnētis lithos,[2] „magnetni kamen”,[3] „magnetna ruda”. U antičkoj Grčkoj, Aristotel je pripisao prvu diskusiju o magnetizmu koja se može smatrati naučnim filozofu Talesu sa Mileta, koji je živeo u periodu od oko 625 pne do oko 545 pne.[4] Antički indijski medicinski tekst sa naslovom Sušruta Samhita opisuje upotrebu magnetita za uklanjanje strele ubodene u telo čoveka.[5]

Magnetizam u drevnoj Kini
Glavni članak: Tehnologija drevne Kine
Za razliku od papira, magnetni kompas je bio naprava bez koje je kineska civilizacija mogla živeti isto kao i s njom, ali ovaj slučaj upravo pokazuje veze između nauke i tehnologije u drevnoj Kini. Tajnovita svojstva magnetnog kamena (prirodni magnetizam minerala magnetita) bila su poznata do 300. p. n. e. i prvobitno su korišćena kao sredstvo proricanja. Do 100. p. n. e. je postalo poznato da se magnetna igla usmerava duž pravca sever-jug i to je svojstvo korišćeno u geomantiji ili umeću feng šui, pravilnom postavljanju kuća, hramova, grobnica, puteva i drugih građevina. Kasnije se pojavila razrađena naturalistička teorija koja je objašnjavala kretanje magnetne igle kao odziv na strujanje energije kroz i oko Zemlje, što je primer koji pokazuje da tehnologija ponekad podstiče pretpostavke o prirodi, a ne samo obratno, kako se danas uobičajeno misli.

U Kini su kasnije magneti proizvođeni na različite načine: trljanjem željeza magnetitom ili magnetizovanim željezom, kovanjem zagreane željezne trake postavljene u smeru sjever-jug, te naglim uranjanjem zagreane željezne šipke, postavljene u smeru sjever-jug, u vodu. Prvi pouzdani prikaz primitivnog, ali uporabivog kompasa ili sinana, nalazi se u knjizi iz 83. godine, dok ostali izvori sežu možda i do 4. veka p. n. e. Komad magnetita bi se izdubio u obliku zaimače (kutlače za uzimanje i prenošenje supe), koja bi se postavila na kamenu ploču ravne, uglačane površine, a drška bi se potom usmerila prema jugu. Izvori navode da je osim u geomantiji korišten i za orijentaciju tokom putovanja.

Magnetizam u srednjem veku
U 13. veku utvrđeno je da i željezo postaje magnetično ako se preko njega prelazi drugim magnetom. Tako nastaju veštački magneti. Magneti mogu biti različitih oblika. Najčešće su u obliku igle, štapića i potkovice. Petrus Peregrinus prvi je u Evropi (1269) detaljnije opisao navigaciju pomoću magnetne igle. Vilijam Gilbert (1600) otkrio je magnetizam Zemlje, a Šarl-Ogisten de Kulon postavio je 1785. zakon o privlačenju i odbijanju magnetnih polova. Do početka 19. veka smatralo se da električne i magnetske pojave nisu povezane. Epohalno je otkriće danskog fizičara Hansa Kristijana Ersteda, koji je (1820) utvrdio da električna struja deluje na magnetnu iglu. Pet godina kasnije Andre-Mari Amper otkrio je zakon o silama među provodnicima kroz koje teče električna struja. Tada je konstruisan i prvi elektromagnet. Oko 1830. Majkl Faradej, Džozef Henri i Hajnrih Lenc otkrili su elektromagnetsku indukciju i njezine zakonitosti, a Džejms Klerk Maksvel je 1873. sjedinio Erstedove i Faradejeve spoznaje u zaokruženu celinu električnih i magnetskih pojava.

Svojstva
Osim prirodnih magneta, postoje i veštački magneti, koji se dele na stalne magnete i elektromagnete. Stalni magneti izrađuju se od posebnih željeznih legura (tzv. tvrdih feromagnetskih materijala) i trajno zadržavaju magnetna svojstva. Uz stalne magnete postoje i elektromagneti (zavojnice s jezgrom od mekog željeza), koji su magneti samo dok kroz njihovu zavojnicu teče električna struja.

Ako se magnet u obliku tankog štapa obesi tako da se može slobodno vrteti u horizontalnoj ravni, magnetski štap će se okrenuti tako da jednim krajem pokazuje približno prema severu. Taj kraj se naziva severnim polom magnetskog štapa i označava se slovom N (eng. north). Drugi je kraj okrenut prema jugu pa se označava slovom S (eng. south). Približi li se severni pol jednog magneta severnom polu slobodno obešene magnetne igle, oni će se međusobno udaljavati. Slično se događa i za južne polove. Naprotiv, severni pol magneta privlači južni pol magnetske igle i obrnuto. Posledica međudelovanja magneta je magnetska sila koja može biti odbojna i privlačna. U blizini polova magneta magnetske sile su najjače. Peregrinusovim eksperimentom se može zaključiti da se magnet sastoji od velikog broja malih, elementarnih magneta koji čine nizove, a na krajevima imaju slobodne polove N i S....