ការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិតនៃដែនម៉ាញេទិក
ដែនម៉ាញេទិកគឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលបច្ចេកវិទ្យាទំនើបជាច្រើនដំណើរការ - ចាប់ពីម៉ូទ័រអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនភ្លើង រហូតដល់ឧបករណ៍បំពងសម្លេង រហូតដល់ការផ្ទុកទិន្នន័យនៅលើដ្រាយវ៍រឹង។ ទោះបីជាត្រូវបានចាត់ទុកថាជាអរូបីដោយសារតែវាមើលមិនឃើញក៏ដោយ យើងពិតជាអាច "មានអារម្មណ៍" ដែនម៉ាញេទិកតាមរយៈឥទ្ធិពលរបស់វា ដូចជានៅពេលដែលមេដែកទាក់ទាញវត្ថុដែក ឬនៅពេលដែលត្រីវិស័យចង្អុលទៅទិសខាងជើង។ អត្ថបទនេះនឹងពិភាក្សាអំពីគោលគំនិតនៃដែនម៉ាញេទិកឱ្យបានលម្អិត៖ និយមន័យរបស់វា ប្រភព របៀបពិពណ៌នាវា បរិមាណពាក់ព័ន្ធ និងការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ។
តើដែនម៉ាញេទិកជាអ្វី?
និយាយឲ្យសាមញ្ញទៅ ដែនម៉ាញេទិកគឺជាតំបន់ជុំវិញមេដែក ឬចរន្តអគ្គិសនី ដែលកម្លាំងម៉ាញេទិកធ្វើសកម្មភាព។ ប្រសិនបើវត្ថុដែលងាយនឹងម៉ាញេទិក (ដូចជាដែក នីកែល ឬកូបាល់) ត្រូវបានដាក់ក្នុងតំបន់បែបនេះ វានឹងជួបប្រទះនឹងកម្លាំងទាក់ទាញ ឬកម្លាំងច្រានចោល។ ដែនម៉ាញេទិកក៏ធ្វើសកម្មភាពលើបន្ទុកអគ្គិសនីដែលកំពុងផ្លាស់ទីផងដែរ—នេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់បាតុភូតអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកជាច្រើន។
ដែនម៉ាញេទិកជាធម្មតាត្រូវបានតំណាងដោយអក្សរ B ហើយនៅក្នុងប្រព័ន្ធអន្តរជាតិ (SI) ឯកតារបស់វាគឺ tesla (T)។ តម្លៃ B កាន់តែធំ ឥទ្ធិពលម៉ាញេទិកកាន់តែខ្លាំង។
ប្រភពនៃដែនម៉ាញេទិក៖ មេដែក និងចរន្តអគ្គិសនី
មានប្រភពសំខាន់ពីរនៃដែនម៉ាញេទិកដែលងាយស្រួលសម្គាល់៖
១. មេដែកអចិន្ត្រៃយ៍
មេដែករបារដែលយើងជួបប្រទះជាទូទៅមានប៉ូលពីរ៖ ប៉ូលខាងជើង (N) និងប៉ូលខាងត្បូង (S)។ ប៉ូលមិនដូចគ្នាទាក់ទាញគ្នាទៅវិញទៅមក ខណៈដែលប៉ូលដូចគ្នារុញគ្នាចេញ។ ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍កើតឡើងពីភាពទៀងទាត់នៃដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងវត្ថុធាតុម៉ាញេទិក។
2. ចរន្តអគ្គិសនី (បន្ទុកដែលកំពុងផ្លាស់ទី)
ការរកឃើញដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្ររូបវិទ្យាគឺថា ចរន្តអគ្គិសនីអាចបង្កើតដែនម៉ាញេទិកបាន។ នៅពេលដែលចរន្តហូរកាត់ខ្សែ ដែនម៉ាញេទិករាងជារង្វង់ត្រូវបានបង្កើតឡើងជុំវិញវា។ នេះបានបង្កើតជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការបង្កើតអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ដែលជាមេដែកដែលកម្លាំងរបស់វាអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការផ្លាស់ប្តូរទំហំនៃចរន្តអគ្គិសនី។
ទំនាក់ទំនងរវាងអគ្គិសនី និងម៉ាញ៉េទិចនេះគឺជាខ្លឹមសារនៃអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងច្បាប់ផ្សេងៗនៃរូបវិទ្យាដូចជាច្បាប់អំពែរ និងច្បាប់ហ្វារ៉ាដេ។
របៀបពិពណ៌នាអំពីដែនម៉ាញេទិក៖ ខ្សែដែន
ដោយសារដែនម៉ាញេទិកមើលមិនឃើញ យើងប្រើគំរូនៃខ្សែដែនម៉ាញេទិកដើម្បីមើលឃើញពួកវា។ ខ្សែដែនមានលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ៗមួយចំនួន៖
– ទិសដៅនៃខ្សែដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្រៅមេដែកជាទូទៅគឺពីប៉ូលខាងជើងទៅប៉ូលខាងត្បូង។
– ខ្សែដែនម៉ាញេទិកបង្កើតជារង្វិលជុំបិទជិត៖ នៅខាងក្នុងមេដែក ទិសដៅគឺពីខាងត្បូងត្រឡប់ទៅខាងជើង។
– ដង់ស៊ីតេនៃបន្ទាត់ពិពណ៌នាអំពីកម្លាំងនៃដែនម៉ាញេទិក៖ បន្ទាត់កាន់តែក្រាស់ តម្លៃដែនម៉ាញេទិកកាន់តែធំ។
– ខ្សែបន្ទាត់វាលមិនដែលប្រសព្វគ្នាទេ ពីព្រោះនៅចំណុចមួយ វាលមានទិសដៅតែមួយប៉ុណ្ណោះ។
ការពិសោធន៍បុរាណមួយដើម្បីមើលលំនាំនេះគឺការប្រោះបំណែកដែកលើក្រដាសដែលដាក់ពីលើមេដែក។ បំណែកដែកនឹងរៀបចំខ្លួនវាតាមលំនាំដែនម៉ាញេទិក ដោយបង្ហាញរាងកោងនៃខ្សែដែន។
បរិមាណសំខាន់ៗនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក
ដើម្បីយល់អំពីដែនម៉ាញេទិកឱ្យកាន់តែច្បាស់អំពីបរិមាណ មានបរិមាណជាច្រើនដែលត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់៖
– B (អាំងឌុចស្យុងម៉ាញ៉េទិច / ដង់ស៊ីតេលំហូរម៉ាញ៉េទិច)
នេះគឺជាបរិមាណដែលភាគច្រើនត្រូវបានគេហៅថា "ដែនម៉ាញេទិក"។ ឯកតារបស់វាគឺតេឡា (T)។ តម្លៃនៃ B កំណត់ទំហំនៃកម្លាំងម៉ាញេទិកដែលជួបប្រទះដោយបន្ទុកដែលកំពុងធ្វើចលនា ឬខ្សែដែលមានចរន្ត។
– លំហូរម៉ាញេទិក (Φ)
លំហូរម៉ាញេទិក គឺជារង្វាស់នៃបរិមាណដែនម៉ាញេទិកដែលជ្រាបចូលទៅក្នុងផ្ទៃមួយ។ ឯកតារបស់វាគឺវេប៊ើរ (Wb)។ និយាយឱ្យសាមញ្ញ លំហូរអាស្រ័យលើកម្លាំងដែនម៉ាញេទិក (B) ផ្ទៃក្រឡា (A) និងទិសដៅនៃផ្ទៃទៅនឹងដែនម៉ាញេទិក។ ជាទូទៅ Φ = B·A ប្រសិនបើដែនម៉ាញេទិកមានឯកសណ្ឋាន និងកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃ។
- កម្លាំង Lorentz
ដែនម៉ាញេទិកបញ្ចេញកម្លាំងលើបន្ទុកអគ្គិសនីដែលកំពុងធ្វើចលនា។ រូបមន្តសម្រាប់កម្លាំងម៉ាញេទិកលើបន្ទុកគឺ F = q(v × B) ដែលមានន័យថាទិសដៅនៃកម្លាំងគឺកាត់កែងទៅនឹង v (ល្បឿននៃបន្ទុក) និង B។ ចំពោះខ្សែដែលមានចរន្តនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក៖ F = I(L × B)។ គោលគំនិតនេះគឺជាអ្វីដែលធ្វើឱ្យម៉ូទ័រអគ្គិសនីបង្វិល។
អន្តរកម្មនៃដែនម៉ាញេទិកជាមួយចរន្ត៖ គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃបច្ចេកវិទ្យាអគ្គិសនី
ដែនម៉ាញេទិក និងចរន្តអគ្គិសនី មានទំនាក់ទំនងគ្នាក្នុងទិសដៅពីរ៖
១. ចរន្តបង្កើតដែនម៉ាញេទិក
ខ្សែភ្លើងដែលផ្ទុកចរន្តបង្កើតជាដែនម៉ាញេទិករាងជារង្វង់។ ប្រសិនបើខ្សែភ្លើងត្រូវបានរុំ (រមួល) ដែនម៉ាញេទិកនឹងកាន់តែរឹងមាំ និងមានទិសដៅកាន់តែខ្ពស់។ ការបន្ថែមស្នូលដែកនៅខាងក្នុងរបុំនឹងពង្រឹងដែនម៉ាញេទិក ដែលបង្កើតបានជាអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដ៏មានអានុភាព។
2. ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកបង្កើតចរន្ត (អាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក)
ម៉ៃឃើល ហ្វារ៉ាដេយ បានរកឃើញថា ការផ្លាស់ប្តូរលំហូរម៉ាញេទិកដែលឆ្លងកាត់ឧបករណ៍រំញ័រអាចបង្កើតកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ូទ័រ ដែលបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ នេះគឺជាគោលការណ៍របស់ម៉ាស៊ីនភ្លើង និងឧបករណ៍បំលែង។ នៅក្នុងម៉ាស៊ីនភ្លើង ថាមពលមេកានិចត្រូវបានបំលែងទៅជាថាមពលអគ្គិសនីដោយការបង្វិលឧបករណ៍រំញ័រ ឬមេដែក ដោយផ្លាស់ប្តូរលំហូរ។
ទំនាក់ទំនងទ្វេភាគីទាំងនេះគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃឧបករណ៍អគ្គិសនី៖ ម៉ូទ័រ (បំលែងអគ្គិសនីទៅជាចលនា) និងម៉ាស៊ីនភ្លើង (បំលែងចលនាទៅជាអគ្គិសនី)។
ដែនម៉ាញេទិក និងត្រីវិស័យរបស់ផែនដី
ផែនដីខ្លួនឯងដើរតួដូចជាមេដែកយក្សមួយ។ ដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដីកើតឡើងជាចម្បងពីចលនារបស់លោហធាតុរាវ (ជាតិដែក និងនីកែល) នៅក្នុងស្នូលខាងក្រៅរបស់ផែនដី ដែលបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី ដោយហេតុនេះបង្កើតដែនម៉ាញេទិកសកល - ជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថា ភូមិសាស្ត្រ។
ត្រីវិស័យដំណើរការដោយសារតែម្ជុលរបស់វាគឺជាមេដែកតូចមួយដែលតម្រឹមជាមួយដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដី។ ដោយសារតែប៉ូលម៉ាញេទិក និងប៉ូលភូមិសាស្ត្រមិនត្រូវបានតម្រឹមគ្នាយ៉ាងពិតប្រាកដ មានភាពខុសគ្នានៃទិសដៅដែលហៅថា ការធ្លាក់ចុះម៉ាញេទិក ដែលអាចប្រែប្រួលពីទីតាំងមួយទៅទីតាំងមួយនៅលើផែនដី។
ដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដីក៏ដើរតួជា "ខែល" ដែលជួយការពារផែនដីពីភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកពីព្រះអាទិត្យ (ខ្យល់ព្រះអាទិត្យ)។ អន្តរកម្មនៃភាគល្អិតទាំងនេះជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិកអាចបង្កើតជាពន្លឺអូរ៉ូរ៉ានៅក្នុងតំបន់ប៉ូល។
ឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តដែនម៉ាញេទិកក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ
គោលគំនិតនៃដែនម៉ាញេទិកមិនត្រឹមតែត្រូវបានកំណត់ចំពោះមន្ទីរពិសោធន៍រូបវិទ្យាប៉ុណ្ណោះទេ។ យើងរកឃើញវាស្ទើរតែគ្រប់ទីកន្លែង៖
– ម៉ូទ័រអគ្គិសនី៖ ប្រើប្រាស់កម្លាំង Lorentz លើខ្សែដែលផ្ទុកចរន្តនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក ដើម្បីបង្កើតការបង្វិល។
– ម៉ាស៊ីនភ្លើង៖ ប្រើអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដើម្បីបង្កើតអគ្គិសនីពីចលនា។
– ឧបករណ៍បំពងសម្លេង និងមីក្រូហ្វូន៖ ឧបករណ៍បំពងសម្លេងប្រើដែនម៉ាញេទិកដើម្បីរំកិលដ្យាក្រាម។ មីក្រូហ្វូនថាមវន្តដំណើរការផ្ទុយពីនេះ។
– MRI (ការថតរូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិក)៖ ប្រើដែនម៉ាញេទិកខ្លាំងមួយ ដើម្បីជួយថតរូបភាពរាងកាយឱ្យបានលម្អិតនៅក្នុងពិភពវេជ្ជសាស្ត្រ។
– សោរទ្វារ និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាម៉ាញេទិក៖ ប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាពជាច្រើនប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានមូលដ្ឋានលើដែនម៉ាញេទិក (ឧទាហរណ៍ កុងតាក់រីដ)។
- ការផ្ទុកទិន្នន័យ៖ ម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើដើម្បីរក្សាទុកព័ត៌មានក្នុងទម្រង់ជាទិសដៅម៉ាញេទិកនៅលើឧបករណ៍ផ្ទុកជាក់លាក់។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ដែនម៉ាញេទិកគឺជាគោលគំនិតសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលកម្លាំងម៉ាញេទិកធ្វើសកម្មភាពជុំវិញមេដែក និងចរន្តអគ្គិសនី។ តាមរយៈការមើលឃើញវាតាមរយៈខ្សែដែន និងការសិក្សាបរិមាណដូចជាអាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិក (B) លំហូរម៉ាញេទិក (Φ) និងកម្លាំង Lorentz យើងអាចពន្យល់ពីបាតុភូតធម្មជាតិ និងបច្ចេកវិទ្យាទំនើបជាច្រើនប្រភេទ។ ចាប់ពីត្រីវិស័យសាមញ្ញរហូតដល់ម៉ាស៊ីន MRI ស្មុគស្មាញ ការយល់ដឹងអំពីដែនម៉ាញេទិកជួយយើងឱ្យមើលឃើញទំនាក់ទំនងជាមូលដ្ឋានរវាងអគ្គិសនី ម៉ាញេទិក និងចលនា។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចបន្ថែមរូបភាពសាមញ្ញៗ សំណួរគំរូជាមួយនឹងការពន្យល់ ឬអត្ថបទកំណែដែលពេញនិយមជាងនេះសម្រាប់អ្នកអានកម្រិតមធ្យម/វិទ្យាល័យ។
