מאַגנעטישע פעלדער: דערשיינונגען און זייערע אַפּליקאַציעס אין דער מאָדערנער וועלט
מאַגנעטישע פעלדער זענען איינע פון די מערסט פאַסצינירנדיקע נאַטירלעכע דערשיינונגען און שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין פילע אַספּעקטן פון אונדזער לעבן, פון פּשוט נאַוויגאַציע מיט אַ קאָמפּאַס ביז סאָפיסטיקירטע אַפּליקאַציעס אין מאָדערנער טעכנאָלאָגיע ווי מעדיצין און טעלעקאָמוניקאַציע. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר אויספאָרשן וואָס אַ מאַגנעטיש פעלד איז, ווי עס אַרבעט, און זיינע פֿאַרשידענע אַפּליקאַציעס אין דער מאָדערנער וועלט.
וואָס איז אַ מאַגנעטיש פעלד?
פשוט געזאגט, א מאַגנעטיש פעלד איז דער אָרט אַרום אַ מאַגנעט וואו מאַגנעטישע כוחות קענען געשפּירט ווערן. א מאַגנעט אַליין איז אַן אָביעקט וואָס קען צוציען אָדער אָפּשטויסן אַנדערע אָביעקטן וואָס פאַרמאָגן מאַגנעטישע אייגנשאַפטן. ווען אַ מאַגנעט ווערט געשטעלט אין אַ מאַגנעטיש פעלד, ווייזט עס אַ קראַפט גערופן מאַגנעטישע קראַפט. א מאַגנעטיש פעלד ווערט אָפט אָפּגעגעבן דורך מאַגנעטישע ליניעס פון קראַפט וואָס שטאַמען פון דעם צפון פּאָל און אַרייַן אין דעם דרום פּאָל פון דעם מאַגנעט.
דאס מאַגנעטישע פעלד ווערט קוואַנטיטאַטיוו באַשריבן ניצנדיק דעם מאַגנעטישן פעלד וועקטאָר, וואָס האט צוויי הויפּט קאָמפּאָנענטן: מאַגנעטישע פעלד אינטענסיטעט (H) און מאַגנעטישע אינדוקציע (B). מאַקסוועללס גלייכונגען זענען דיפערענציאַל גלייכונגען וואָס באַשרייבן די באַציִונג צווישן עלעקטרישע און מאַגנעטישע פעלדער און ווי זיי ווערייִרן אין פּלאַץ און צייט.
מאַגנעטישע פעלד קוועלער
1. שטענדיקע מאַגנעטן: שטענדיקע מאַגנעטן זענען אָביעקטן וואָס פּראָדוצירן אַ מאַגנעטיש פעלד אָן קיין פונדרויסנדיק מאַטעריאַל אָדער קראַפט. די מאַגנעטן זענען געמאַכט פון מאַטעריאַלן ווי אייַזן, קאָבאַלט, ניקאַל, אָדער געוויסע מעטאַל אַלויז. געוויינטלעכע ביישפילן אַרייַננעמען די מאַגנעטן געניצט אין פרידזשידערס און קאָמפּאַסן.
2. עלעקטראָמאַגנעט: אַן עלעקטראָמאַגנעט איז אַ מאַגנעט וואָס ווערט פּראָדוצירט דורך אַן עלעקטרישן שטראָם. ווען אַן עלעקטרישער שטראָם פליסט דורך אַ דראָט, שאַפט עס אַ מאַגנעטיש פעלד אַרום דעם דראָט. עלעקטראָמאַגנעטן זענען קאָנטראָלירבאר ווייל זייער מאַגנעטיש פעלד קען ווערן געביטן דורך אַדזשאַסטירן דעם עלעקטרישן שטראָם וואָס גייט דורך זיי, מאַכנדיג זיי זייער נוצלעך אין פֿאַרשידענע אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס.
3. ערד'ס מאַגנעטישע פעלד: אונדזער ערד אַליין איז אַ ריזיקער מאַגנעט. דער ערד'ס קערן, צוזאַמענגעשטעלט פון באַוועגלעכן פליסיקן אייַזן און ניקעל, פּראָדוצירט אַ מאַגנעטישע פעלד באַקאַנט ווי דער ערד'ס מאַגנעטישע פעלד. דאָס פעלד איז וויכטיק פֿאַר נאַוויגאַציע און באַשיצט אונדז פון שעדלעכע פּאַרטיקלען וואָס קומען פון דער זון און קאָסמאָס.
מאַגנעטישע פעלד אַפּליקאַציעס
1. נאַוויגאַציע
איבער צוויי טויזנט יאר צוריק, האבן כינעזישע מאַטראָזן גענוצט מאַגנעטישע קאָמפּאַסן פֿאַר נאַוויגאַציע. קאָמפּאַסן אַרבעטן אויף דעם פּרינציפּ אַז אַ מאַגנעטישע נאָדל ווייזט שטענדיק צו די ערד'ס צפון און דרום פּאָולן. דאָס האָט דערלויבט מאַטראָזן און קאָלאָניסטן צו באַשטימען זייער ריכטונג אויף די אָפֿענע ימען, וואו עס זענען נישטאָ קיין קלאָרע געאָגראַפֿישע לאַנדמאַרקן.
2. דאַטן סטאָרידזש
דאַטן סטאָרידזש טעכנאָלאָגיע איז שנעל אַנטוויקלט געוואָרן, און מאַגנעטישע פעלדער זענען די באַזע פון פילע פון די סטאָרידזש טעכנאָלאָגיעס, אַזאַ ווי האַרט דיסק דרייווז (HDDs). אין HDDs, דאַטן זענען סטאָרד אין דער פאָרעם פון מאַגנעטישע פעלדער אויף מעטאַל פּלאַטעס. יעדער ביסל דאַטן איז רעפּרעזענטירט דורך די מאַגנעטישע פעלד אָריענטירונג פון פּאַרטיקאַלז אויף דער דיסק ס ייבערפלאַך.
3. מעדיציניש
אין דער מעדיצינישער וועלט, שפּילן מאַגנעטישע פעלדער אַ וויכטיקע ראָלע. דיאַגנאָסטישע בילדגעבונג מיט מאַגנעטישער רעזאָנאַנס בילדגעבונג (MRI) איז איין טעכנאָלאָגיע וואָס נוצט מאַגנעטישע פעלדער. MRI נוצט אַ שטאַרק מאַגנעטיש פעלד און ראַדיאָ כוואַליעס צו פּראָדוצירן דעטאַלירטע בילדער פון אָרגאַנען און געוועבן אין דעם גוף, וואָס העלפֿט דאָקטוירים מער גענוי דיאַגנאָזירן און פּלאַנירן באַהאַנדלונג.
4. אינדוסטריע און מאַנופאַקטורינג
מאַגנעטישע פעלדער ווערן אויך ברייט גענוצט אין אינדוסטריע און מאַנופאַקטורינג. למשל, אין וועַלדינג פּראָצעסן, ווערן מאַגנעטישע פעלדער גענוצט צו פירן דעם פלוס פון געשמאָלצן מעטאַל. אין מעטאַל פּראַסעסינג, קענען מאַגנעטישע פעלדער גענוצט ווערן צו צעשיידן פעראָמאַגנעטישע פון נישט-פעראָמאַגנעטישע מאַטעריאַלן, אָדער צו וואַרעמען מעטאַל מיט עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע.
5. טעלעקאָמוניקאַציע און עלעקטראָניק
מאַגנעטישע פעלדער ווערן גענוצט אין טעלעקאָמוניקאַציע און עלעקטראָנישע דעוויסעס, ווי מיקראָטשיפּס. למשל, טראַנספאָרמאַטאָרן גענוצט אין מאַכט פאַרשפּרייטונג אַרבעטן אויף דעם פּרינציפּ פון מאַגנעטישע אינדוקציע. הויך-רעדנער און מיקראָפאָנען נוצן אויך מאַגנעטישע פעלדער צו קאָנווערטירן עלעקטרישע סיגנאַלן אין קלאַנג און פארקערט.
6. מאַגלעוו באַנען
מאָדערנע טראַנספּאָרט טעכנאָלאָגיעס ווי מאַגנעטישע לעוויטאַציע (מאַגלעוו) באַנען נוצן אויך מאַגנעטישע פעלדער. אין מאַגלעוו באַנען ווערן מאַגנעטישע פעלדער גענוצט צו הייבן דעם באַן איבער די רעלסן און שטופּן אים פאָרויס. דאָס רעזולטירט אין אַ זייער גלאַט און שנעל פאָר ווייל דער באַן קומט נישט אין דירעקטן קאָנטאַקט מיט די רעלסן, וואָס רעדוצירט רייַבונג און אָפּנוץ.
ווי מאַגנעטישע פעלדער אַרבעטן
ביאָט-סאַוואַרט און אַמפּער'ס געזעצן
די ביאָט-סאַוואַרט און אַמפּער געזעצן זענען יסודותדיקע געזעצן געניצט צו רעכענען דאָס מאַגנעטישע פעלד פּראָדוצירט דורך אַן עלעקטרישן קראַנט. דער ביאָט-סאַוואַרט געזעץ זאָגט אַז דאָס מאַגנעטישע פעלד אין אַ פּונקט פּראָדוצירט דורך אַן אינפיניטעסימאַל קראַנט עלעמענט איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צום קראַנט און דער לענג פון דעם קראַנט עלעמענט און פאַרקערט פּראָפּאָרציאָנעל צום קוואַדראַט פון דער דיסטאַנץ פון דעם עלעמענט.
פאַראַדיי'ס געזעץ
פאַראַדיי'ס געזעץ פון מאַגנעטישע אינדוקציע דערקלערט ווי אַ ענדערנדיק מאַגנעטיש פעלד קען פּראָדוצירן אַן עלעקטרישן קראַנט. דאָס איז דער גרונטפּרינציפּ הינטער פילע עלעקטרישע גענעראַטאָרן און טראַנספאָרמאַטאָרן. ווען דער מאַגנעטיש פעלד אַרום אַ קאַנדאַקטאָר ענדערט זיך, פּראָדוצירט דער קאַנדאַקטאָר אַ נעגאַטיוון עלעקטרישן קראַנט אין אַ פֿאַרמאַכטן שלייף.
לענץ'ס געזעץ
לענץ'ס געזעץ איז א פרינציפ וואס קאמפלעמענטירט פאראדיי'ס געזעץ. דער געזעץ זאגט אז די ריכטונג פון דעם אינדוצירטן שטראם וואס ווערט פראדוצירט דורך א טוישנדיקן מאגנעטישן פעלד איז שטענדיג אזוי אז דער מאגנעטישער פעלד וואס ווערט פראדוצירט דורך דעם אינדוצירטן שטראם שטעלט זיך קעגן דער אנפאנגלעכער ענדערונג אין דעם מאגנעטישן פעלד.
פּרינציפּ פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע
עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע איז אַ דערשיינונג אין וועלכער אַ ענדערנדיק מאַגנעטיש פעלד אין אַ קאַנדאַקטאָר פּראָדוצירט אַן עלעקטראָמאָטיווע קראַפט (EMF). דער דערשיינונג איז די באַזע פֿאַר דער אָפּעראַציע פון טראַנספאָרמאַטאָרן, עלעקטרישע מאָטאָרן און דזשענעראַטאָרן. דעם פּרינציפּ ווערט אויך גענוצט אין פילע פון די עלעקטראָנישע דעוויסעס וואָס מיר נוצן יעדן טאָג.
פאַל שטודיע: די נוצן פון מאַגנעטישע פעלדער אין מאָדערנער טעכנאָלאָגיע
MRI אין דער מעדיצינישער וועלט
MRI ניצט א שטארק מאַגנעטיש פעלד צו שאַפֿן א גלייכמעסיק מאַגנעטיש פעלד אַרום דעם פּאַציענט'ס קערפּער. ראַדיאָ כוואַליעס ווערן דעמאָלט געניצט צו צעשטערן דעם מאַגנעטישן פעלד, וואָס פאַראורזאַכט פּראָטאָנען אין דעם פּאַציענט'ס קערפּער צו אַבזאָרבירן ענערגיע און טוישן אָריענטאַציע. ווען די ראַדיאָ כוואַליעס שטעלן זיך אָפּ, קומען די פּראָטאָנען צוריק צו זייערע אָריגינעלע פּאָזיציעס און לאָזן אַרויס די אַבזאָרבירטע ענערגיע אין דער פאָרעם פון אַ סיגנאַל, וואָס ווערט דעמאָלט פאַראַרבעט אין אַ בילד.
מאַגלעוו באַן אין יאַפּאַן
מאַגלעוו באַנען זענען איינע פון די מערסט אַוואַנסירטע טראַנספּאָרט טעכנאָלאָגיעס, וואָס נוצן מאַגנעטישע פעלדער צו הייבן און שטופן באַנען אָן דירעקטן קאָנטאַקט מיט די רעלסן. די סיסטעם רעדוצירט רייַבונג און ערלויבט באַנען צו דערגרייכן גיכקייטן פון ביז 600 קילאָמעטער פּער שעה. די מאַגנעטישע פעלדער וואָס ווערן גענוצט אין מאַגלעוו באַנען ווערן גענערירט דורך גרויסע עלעקטראָמאַגנעטן וואָס זענען געשטעלט אין די רעלסן און אין דער באַן אַליין.
קעסימפּולאַן
דאס מאַגנעטישע פעלד איז א יסודות'דיגער באַגריף אין פיזיק און אינזשעניריע, מיט ברייטע אַפּליקאַציעס אין אַ ברייטע קייט פון פעלדער. פון אלטע נאַוויגאַציע מיטן קאָמפּאַס ביז מאָדערנע טעכנאָלאָגיעס ווי MRI און מאַגלעוו באַנען, שפּילן מאַגנעטישע פעלדער ווייטער אַ וויכטיקע ראָלע אין טעכנאָלאָגישער אַנטוויקלונג און מענטשלעך לעבן. מיט אַ טיפערן פארשטאנד און ווייטערדיקע פאָרשונג, קענען מאַגנעטישע פעלדער אויפשליסן נאָך מער כידעשים וואָס וועלן טראַנספאָרמירן דעם וועג ווי מיר לעבן און אינטעראַקטירן מיט דער וועלט.
