המדע מאחורי מגנטיות: כיצד מגנטים פועלים

אנחנו רואים מגנטים כל יום. הם משמשים בכל דבר, החל מקישוטי מקרר ועד כוננים קשיחים למחשב. אבל מה מניע אותם? מגנטיות היא תחום מורכב ושובה לב להפליא של מחקר מדעי.

יסודות המגנטיות

מגנטיות היא כוח הפועל על פני מרחקים כדי למשוך או להדוף אובייקטים. זה יכול להיות מיוצר על ידי העברת חלקיקים טעונים חשמלית או שזה יכול להתקיים באופן טבעי בתוך חומרים מגנטיים כמו מגנטים עצמם.

התאוריה האטומית של המגנטיות

על פי התיאוריה האטומית, הרווחת בקרב מדענים כיום, כל המגנטים מורכבים ממגנטים אטומיים קטנים רבים, שכל אחד מהם הוא מגנט זעיר בפני עצמו. מגנטים זעירים אלה מכונים לעתים קרובות דיפולים מגנטיים.

לכל דיפול שני קטבים – צפוני ודרומי. אם מקרבים שני מגנטים זה לזה כך שהשדות שלהם חופפים, קצוות מנוגדים ימשכו בעוד חלקים דומים דוחים זה את זה; זה מהווה את הבסיס להבנה כיצד מגנטים פועלים בליבה.

שדות מגנטיים

שדה מגנטי הוא אזור סביב חומר מגנטי או מטען חשמלי נע שבתוכו המגנטיות מפעילה את כוחה המיוצג על ידי קווי כוח שמקורם בקוטב הצפוני של מגנט ומסתיימים בקוטב הדרומי שלו.

אלקטרומגנטיות

עד 1800, חוקרים למדו כי מגנטיות וחשמל קשורים קשר הדוק. בכל פעם שזרם חשמלי זורם דרך חוט כלשהו הוא יוצר שדה מגנטי; מכאן שיש לנו אלקטרומגנטים כמו גם מנועים חשמליים המבוססים על עיקרון זה בלבד.

יישומים מודרניים של מגנטים

מגנטיםמצאו שימושים נרחבים גם בימינו! ברפואה, למשל, הם עוזרים ליצור תמונות המציגות תצוגות מפורטות בתוך גופנו באמצעות סורקי MRI, בעוד שמבחינה טכנולוגית רמקולים דורשים אותם יחד עם כוננים קשיחים – כן, אפילו פסי כרטיסי אשראי מכילים צורה זו או אחרת! ומבחינת תחבורה, איפה היינו בלי רכבות מגלב?

מסקנה

כפי שניתן לראות מלמעלה, ישנם יישומים רבים ושונים של מגנטיות שפותחו עם הזמן. המדע מאחורי מגנטים הוא נושא מעניין המשלב תחומים שונים כמו פיזיקה, כימיה או אפילו ביולוגיה. לא רק שההבנה כיצד מגנטים פועלים עוזרת לנו להעריך את העולם הסובב אותנו, היא גם מאפשרת המצאה בתחומים מגוונים כמו רפואה, טכנולוגיה ותחבורה. אין ספק שעם יותר ידע על הכוח הטבעי הזה מגיעה השתלבות נוספת גם בחיי היומיום שלנו!