القوى ثنائية القطبية والمغناطيسية
تُحدث المجالات المغناطيسية قوى على الشحنات والتيارات المتحركة، وعزومًا تعمل على محاذاة ثنائيات الأقطاب المغناطيسية.
Definition
القوة المغناطيسية هي الجزء المعتمد على السرعة من قوة لورنتز التي تؤثر على الشحنات والتيارات المتحركة؛ ويختبر ثنائي القطب المغناطيسي، الذي يتميز بعزم ثنائي القطب الخاص به، عزمًا يميل إلى محاذاته مع المجال وقوة في مجال غير منتظم.
Scope
يغطي هذا الموضوع الجزء المغناطيسي من قوة لورنتز على الشحنات المتحركة، والقوة والعزم على الموصلات التي تحمل تيارًا، والعزم المغناطيسي ثنائي القطب وطاقته، وقوته، وعزمه في مجال، والمجال الناتج عن ثنائي القطب. ويتضمن سبب عدم قيام القوة المغناطيسية بأي شغل وتقريب ثنائي القطب لحلقات التيار البعيدة.
Core questions
- كيف يحرف المجال المغناطيسي الشحنات المتحركة والأسلاك التي تحمل تيارًا؟
- لماذا لا تبذل القوة المغناطيسية أي شغل على شحنة نقطية؟
- كيف تستجيب ثنائيات الأقطاب المغناطيسية للمجالات المنتظمة وغير المنتظمة؟
Key concepts
- قوة لورنتز
- حركة السيكلوترون
- القوة على تيار
- العزم المغناطيسي ثنائي القطب
- العزم على ثنائي القطب
- مجال ثنائي القطب
Key theories
- قوة لورنتز (الجزء المغناطيسي)
- تشعر الشحنة المتحركة في مجال مغناطيسي بقوة عمودية على كل من سرعتها والمجال، مما يسبب حركة دائرية أو حلزونية؛ ولأنها دائمًا عمودية على السرعة، فإن القوة المغناطيسية لا تبذل أي شغل.
- ثنائي القطب المغناطيسي في مجال
- تتصرف حلقة التيار كقطب مغناطيسي ثنائي القطب يختبر عزمًا يعمل على محاذاته مع المجال، وفي مجال غير منتظم، قوة صافية؛ ويكون مجاله البعيد له شكل ثنائي القطب العالمي.
Clinical relevance
تدفع القوى المغناطيسية المحركات الكهربائية، ومطياف الكتلة، والسيكلوترونات، ومستشعرات تأثير هول، بينما تكمن تفاعلات ثنائي القطب المغناطيسي وراء سلوك البوصلة، والرنين المغناطيسي، ومحاذاة المواد المغناطيسية.
History
وصف أمبير القوى بين التيارات في عشرينيات القرن التاسع عشر ونمذج المغناطيسية على أنها تنشأ من التيارات الدائرية. تم توضيح القوة المعتمدة على السرعة على الشحنات بواسطة لورنتز حوالي عام 1900، مما أكمل الصورة الكلاسيكية التي سميت لاحقًا بقوة لورنتز.
Key figures
- Hendrik Lorentz
- André-Marie Ampère
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- griffiths2017
Frequently asked questions
- لماذا لا تبذل القوة المغناطيسية أي شغل؟
- القوة المغناطيسية على الشحنة تكون دائمًا عمودية على سرعتها، لذا فهي تغير اتجاه الحركة ولكن ليس السرعة، وبالتالي لا تنقل أي طاقة إلى الشحنة.
- ما هو العزم المغناطيسي ثنائي القطب؟
- هو متجه يميز حلقة تيار صغيرة أو مغناطيسًا، ويساوي التيار مضروبًا في مساحة الحلقة للحلقة؛ وهو يحدد العزم الذي يشعر به الجسم في مجال وقوة مجال ثنائي القطب الذي ينتجه.