Te Mārama ki te Ariā o ngā Āpure Aukume
He ariā taketake te papa aukume i roto i te ahupūngao, he mea nui hei mārama ki te mahi a ngā hangarau hou—mai i ngā motuka hiko me ngā whakaputa hiko ki ngā kaikorero ki te rokiroki raraunga i runga i ngā puku mārō. Ahakoa he maha ngā wā e kiia ana he mea whakarāpopoto nā te mea kāore e kitea, ka taea e tātou te "rongo" i te papa aukume mā roto i ōna pānga, pērā i te wā e kukume ana te aukume i ngā mea rino, i te wā rānei e tohu ana te kāpehu ki te raki. Ka matapakihia e tēnei tuhinga te ariā o te papa aukume me te taipitopito: tōna whakamāramatanga, ngā pūtake, me pēhea te whakaahua i a ia, ngā rahinga e pā ana, me tōna whakamahinga i roto i te oranga o ia rā.
He aha te papa aukume?
Ki te kī māmā noa, ko te papa aukume te rohe e karapoti ana i te aukume, i te au hiko rānei, e mahi ai ngā kaha aukume. Mēnā ka whakanohoia he mea tairongo aukume (pērā i te rino, te nikara, te kobalta rānei) ki roto i taua rohe, ka pāngia e te kaha kukume, te kaha whakahē rānei. Ka mahi anō hoki ngā papa aukume ki ngā utu hiko e neke ana—koinei te pūtake mō ngā āhuatanga hiko maha.
Ko te tohu o te papa aukume ko te reta B, ā, i roto i te Pūnaha Ao (SI) ko tōna waeine ko te tesla (T). Ka nui ake te uara o te B, ka kaha ake te awe o te aukume.
Ngā pūtake o ngā papa aukume: ngā aukume me ngā iahiko hiko
E rua ngā pūtake matua o ngā āpure aukume e ngāwari ana te kite:
1. Aukume tuturu
E rua ngā pou o ngā aukume pae e kitea whānuitia ana e tātou: te raki (N) me te tonga (S). Ka kukume ngā pou rerekē tetahi ki tetahi, ko ngā pou rite ia ka pana tetahi ki tetahi. Ko te papa aukume e karapoti ana i te aukume tuturu ka puta mai i te auau o ngā rohe aukume i roto i te rauemi aukume.
2. Te au hiko (te utu neke)
Ko tētahi o ngā kitenga tino nui i roto i te hītori o te ahupūngao ko te kaha o te iahiko ki te whakaputa i tētahi papa aukume. Ina rere te iahiko i roto i tētahi waea, ka hangaia he papa aukume porohita huri noa i a ia. Nā tēnei i hanga te pūtake mō te hanganga o ngā aukume hiko, arā, ngā aukume ka taea te whakahaere i tōna kaha mā te whakarerekē i te rahi o te iahiko.
Ko tēnei whanaungatanga i waenga i te hiko me te aukumetanga te kaupapa matua o te aukumetanga hiko, ka whakatakotoria i roto i ngā ture ahupūngao maha pērā i te ture a Ampere me te ture a Faraday.
Me pēhea te whakaahua i tētahi papa aukume: ngā rārangi papa
Nā te mea kāore e kitea ngā papa aukume, ka whakamahia e mātou he tauira o ngā rārangi papa aukume hei whakaatu i a rātou. He maha ngā āhuatanga nui o ngā rārangi papa:
– Ko te ahunga o ngā rārangi aukume i waho o te aukume mai i te pou raki ki te pou tonga.
– Ka hanga ngā rārangi āpure i tētahi porowhita kati: i roto i te aukume, ko te ahunga mai i te tonga ki te raki.
– Ko te kiato o ngā rārangi te tohu o te kaha o te mara: ka nui ake te uara o te mara aukume ki te kiato o ngā rārangi.
– Kāore ngā rārangi mara e tūtaki tetahi ki tetahi, nā te mea i tētahi wā kotahi anake te ahunga o te mara.
Ko tētahi whakamātautau matarohia hei kite i tēnei tauira ko te tauhiuhi i ngā kongakonga rino ki runga i te pepa kua whakatakotoria ki runga i tētahi aukume. Ka whakarite ngā kongakonga rino i a rātou anō i roto i te tauira aukume, ka whakakitea te āhua piko o ngā rārangi aukume.
Ngā rahinga nui i roto i ngā mara aukume
Hei mārama ake i ngā papa aukume i runga i te rahinga, he maha ngā rahinga e whakamahia ana:
– B (whakaoho aukume / kiato rerenga aukume)
Koinei te rahinga e kiia ana ko te "papa aukume". Ko tōna waeine ko te tesla (T). Ko te uara o B te whakatau i te rahi o te kaha aukume e pāngia ana e te utu neke, e te waea kawe-iao rānei.
– Te rerenga aukume (Φ)
Ko te rerenga aukume he ine i te nui o te papa aukume e uru ana ki tētahi mata. Ko tōna waeine ko te weber (Wb). I roto i ngā kupu ngāwari, ko te rerenga e whakawhirinaki ana ki te kaha o te papa (B), te horahanga mata (A), me te aronga o te mata ki te papa. I te nuinga o te wā, Φ = B·A mēnā he ōrite te papa, ā, he poutū ki te mata.
– te kaha o Lorentz
Ka whakamahia e te papa aukume he kaha ki runga i te utu hiko e neke ana. Ko te tātai mō te kaha aukume ki runga i te utu ko F = q(v × B), ko te tikanga ko te ahunga o te kaha he poutū ki te v (te tere o te utu) me te B. Mō te waea e kawe ana i te iahiko i roto i te papa aukume: F = I(L × B). Koinei te ariā e huri ai te motuka hiko.
Te taunekeneke o ngā papa aukume ki ngā iahiko: ngā mātāpono taketake o te hangarau hiko
E rua ngā huarahi e pā ana ki ngā papa aukume me ngā iahiko:
1. Ka hangaia e te au he papa aukume
Ka puta he papa aukume porowhita i te waea e kawe ana i te iahiko. Mēnā ka takai (pōkai) te waea, ka kaha ake, ka anga ake te papa aukume. Mā te tāpiri i te matua rino ki roto i te pōkai ka whakakaha ake te papa, ka hangaia he aukume hiko kaha.
2. Ka puta te au (whakapūngao hikohiko) i ngā panonitanga o te papa aukume
I kitea e Michael Faraday mā te whakarerekē i te rerenga aukume e haere ana i roto i te koiri ka taea te whakaputa i te kaha hiko, ka puta he iahiko. Koinei te kaupapa o ngā whakaputa hiko me ngā whakawhiti hiko. I roto i te whakaputa hiko, ka hurihia te kaha miihini hei kaha hiko mā te huri i te koiri, i te aukume rānei, ka whakarerekē i te rerenga.
Ko ēnei hononga ara-rua te tūāpapa taketake o ngā taputapu hiko: ngā mōta (te whakawhiti hiko hei nekehanga) me ngā whakaputa hiko (te whakawhiti hiko hei hiko).
Te papa aukume me te kāpehu o te Ao
He rite te mahi a te Ao ki tētahi aukume nui. Ko te nuinga o te wā, ka puta te aukume o te Ao i te nekehanga o ngā konganuku wai (rino me te nikara) i roto i te pūtake o waho o te Ao, e whakaputa ana i ngā iahiko hiko, ā, ka puta he aukume ā-ao—e kiia ana he geodynamo.
Ka mahi te kāpehu nā te mea he aukume iti tōna ngira e hāngai ana ki te papa aukume o te Ao. Nā te mea kāore ngā pou aukume me ngā pou whenua i te tino hāngai, he rerekētanga te ahunga e kiia nei ko te hekenga aukume, ka rerekē pea i ia wāhi ki ia wāhi i runga i te Ao.
He "whakangungu" anō hoki te papa aukume o te Ao, hei āwhina i te tiaki i te Ao mai i ngā matūriki ka tukuna mai e te rā (te hau o te rā). Mā te taunekeneke o ēnei matūriki ki te papa aukume ka puta he aurora i ngā rohe porowhita.
Ngā tauira o te whakamahinga o ngā papa aukume i roto i te oranga o ia rā
Kāore te ariā o ngā papa aukume e herea noa ki ngā taiwhanga ahupūngao. E kitea ana ēnei e tātou i ngā wāhi katoa:
– Mōta hiko: e whakamahi ana i te kaha Lorentz i runga i te waea e kawe ana i te iahiko i roto i te papa aukume hei whakaputa i te hurihanga.
– Pūnaha whakaputa hiko: e whakamahi ana i te aukume hikohiko hei whakaputa hiko mai i te nekehanga.
– Ngā kaikorero me ngā hopuoro: ka whakamahia e ngā kaikorero he papa aukume hei neke i te diaphragm; ka mahi ngā hopuoro hihiri i tētahi atu huarahi.
– MRI (Whakaahua Āhua Aukume): e whakamahi ana i tētahi papa aukume tino kaha hei āwhina i te whakaahua taipitopito o te tinana i roto i te ao hauora.
– Ngā raka tatau me ngā pūoko aukume: he maha ngā pūnaha haumarutanga e whakamahi ana i ngā pūoko e hangai ana ki te papa aukume (hei tauira, ngā pana wiwi).
– Te rokiroki raraunga: ka whakamahia te aukumetanga hei penapena mōhiohio i te āhua o te aronga aukume i runga i ētahi pāpāho rokiroki.
Whakamutunga
He ariā matua te papa aukume hei mārama ki te pānga o ngā kaha aukume ki ngā aukume me ngā iahiko hiko. Mā te whakaahua i roto i ngā rārangi papa me te ako i ngā rahinga pēnei i te aukume aukume (B), te rerenga aukume (Φ), me te kaha Lorentz, ka taea e tātou te whakamārama i te whānuitanga o ngā āhuatanga taiao me ngā hangarau hou. Mai i te kāpehu māmā ki te mīhini MRI uaua, mā te mārama ki te papa aukume ka āwhina i a tātou ki te kite i te hononga taketake i waenga i te hiko, te aukume, me te nekehanga.
Ki te hiahia koe, ka taea e au te tāpiri i ngā whakaahua māmā, ngā tauira pātai me ngā whakamārama, tētahi putanga rongonui ake rānei o te tuhinga mō ngā kaipānui kura waenga/kura tuarua.
