Magnētiskā lauka līnija
Magnētiskā lauka līnija vai magnētiskā plūsmas līnija parāda magnēta spēka virzienu un magnēta spēku.
Ideju par spēka līnijām izgudroja Maikls Faradejs. Viņa teorija paredz, ka visa realitāte sastāv no paša spēka. Viņa teorija paredz, ka elektrībai, gaismai un gravitācijai ir galīgs izplatīšanās laiks. Einšteina teorija tam piekrīt.
Magnētiskā lauka līnijas var parādīt tā, it kā tās būtu fizikālas parādības. Piemēram, magnētiskajā laukā novietotas dzelzs skaidas izkārtojas līnijās, veidojot līnijas, kas atbilst "lauka līnijām".
Ja caur magnētu ir daudz līniju un starp tām nav liela atstarpe, magnēts ir spēcīgs. Ja līnijas starp magnētu ir tālu viena no otras un līniju nav daudz, magnēts ir vājš. Magnēta stiprumu var noteikt, veicot eksperimentu ar dzelzs skaidiņām. Dzelzs skaidas pievelkas pie magnēta un pārvietojas plūsmas līniju formā. Pēc tam paskatās uz dzelzs skaidu formu un redz atstarpi starp plūsmas līnijām. Tas sniedz priekšstatu par magnēta stiprumu.
Dzelzs skaidu izmantošana lauka attēlošanai maina magnētisko lauku tā, ka gar dzelzs "līnijām" tas ir daudz lielāks. To izraisa dzelzs lielā caurlaidība salīdzinājumā ar gaisu. Magnētiskā lauka "līnijas" vizuāli tiek parādītas arī polārajās aurorās, kad daļiņas rada redzamas gaismas svītras, kas sakrīt ar Zemes magnētiskā lauka lokālo virzienu.
Magnētiskā lauka līnijas ir līdzīgas kontūrlīnijām (nemainīgs augstums) topogrāfiskajā kartē, jo tās attēlo kaut ko nepārtrauktu, un, izmantojot citu kartēšanas mērogu, līniju būtu vairāk vai mazāk. Magnētiskā lauka līniju izmantošana attēlošanai ir priekšrocība. Daudzus magnētisma (un elektromagnētisma) likumus var pilnībā un īsi formulēt, izmantojot vienkāršus jēdzienus, piemēram, "lauka līniju skaitu" caur virsmu. Šos jēdzienus var ātri "pārvērst" matemātiskā formā.
Faktiskajā magnētiskajā laukā nav "līniju"; "līnijas" ir tikai dzelzs skaidiņas, kas pašas kļūst polarizētas, reaģē cita uz citu un lauku, izkārtojot N un S līnijas laukā viena attiecībā pret otru. Ja jūs varētu redzēt faktisko spēka lauku, tas būtu ēnēts un gradientēts, ar smagāku, biezāku ēnu pie spēcīgākās magnēta daļas, kas izbalē, jo tālāk no avota. Un visās trīs dimensijās, ko nav iespējams atveidot ar dzelzs filingu. Dzelzs šķidrumi reaģē visās 3 dimensijās un var precīzāk atveidot lauku, izņemot gravitāciju, kas rada svara ierobežojumu. Arī turot spēcīgu magnētu pie kineskopa tipa monitora ar baltu ekrānu, var attēlot laukus bez redzamām "spēka līnijām". Problēma ar feromagnētisko/magnētisko materiālu izmantošanu lauka attēlošanai ir tāda, ka materiāli paši kļūst magnetizēti un maina sākotnējo lauku, iekļaujot tajā savu ietekmi.
Kompasi norāda vietējā magnētiskā lauka virzienu. Kā redzams šajā attēlā, magnētiskais lauks ir vērsts uz magnēta dienvidu polu un prom no tā ziemeļu pola.
Magnētiskā lauka līniju virziens, ko attēlo dzelzs skaidu izkārtojums uz papīra, kas novietots virs stieņa magnēta.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir magnētiskā lauka līnija?
A: Magnētiskā lauka līnija ir magnēta spēka virziena un stipruma vizuāls attēlojums.
J: Kas nāca klajā ar ideju par spēka līnijām?
A: Ideju par spēka līnijām izgudroja Maikls Faradejs.
J: Kā var noteikt magnēta stiprumu?
A: Magnēta stiprumu var noteikt, veicot eksperimentu ar dzelzs pārslām. Dzelzs stieples tiek piesaistītas magnētam un pārvēršas plūsmas līnijās, kas norāda, cik spēcīgs vai vājš ir magnēts.
J: Kas izraisa redzamas svītras polārajā aurorā?
A: Polārajā aurorā redzamās svītras rada daļiņas, kas ir saskaņotas ar Zemes magnētisko lauku.
J: Ar ko magnētiskie lauki atšķiras no topogrāfiskajām kartēm?
A: Magnētiskie lauki atšķiras no topogrāfiskajām kartēm ar to, ka tie attēlo kaut ko nepārtrauktu, un dažādos kartēs dažādos mērogos ir vairāk vai mazāk līniju. Topogrāfiskās kartes attēlo nepārtrauktu augstumu kartē, savukārt magnētiskie lauki attēlo kaut ko nepārtrauktu, kas mainās atkarībā no mēroga, kādā tas tiek skatīts.
J. Kāpēc ir grūti apskatīt reālos laukus, tos nemainot?
A: Reālos laukus ir grūti aplūkot, tos nemainot, jo feromagnētiskie/magnētiskie materiāli to ietekmē kļūst magnetizēti, mainot sākotnējo lauku, lai iekļautu savu ietekmi.
J: Kā apskatīt lauka precīzu attēlojumu, to nemainot?
A: Daži veidi, kā apskatīt precīzu lauka attēlojumu, to nemainot, ir, piemēram, izmantot ferokvēji (kas reaģē visās trīs dimensijās) vai turēt spēcīgu magnētu priekšā CRT tipa displejam ar baltu ekrānu (kas nerada nekādas "līnijas").
