מגנטיות

כיוון קווי הכוח המגנטי

בפרק הקודם למדנו כיצד ניתן לחשב את עוצמתו של הכוח המגנטי שמפעיל מגנט. כוח זה פועל לדחייה או למשיכה של מגנט אחר או למשיכה של כל גוף בר-מגנוט. הכוח המגנטי פועל על כל אלה בכיוון מסוים. מכאן שהכוח המגנטי הוא ווקטור, כלומר, יש לו גם עוצמה וגם כיוון. בפרק זה נלמד כיצד משתנה כיוון הפעולה של הכוח המגנטי בסביבה בה הוא משפיע ("מורגש").

בניגוד למטען חשמלי המפעיל כוח חשמלי רדיאלי, כלומר, בקווים ישרים היוצאים ממרכז המטען החשמלי, הכוח המגנטי פועל אחרת. למטען המגנטי, אף לקטן ביותר – הדו-קוטב, תמיד יש שני קטבים הפוכים בסימניהם, הדבוקים גב אל גב זה לזה. תכונה זו נותנת דפוס פעולה אחר לכוח המגנטי, שונה מזה של הכוח החשמלי.

כדי לקבל תחושה של כיוון הפעולה של הכוח המגנטי נבצע את הניסוי הבא.

כדי שהכוח המגנטי יבוא לידי ביטוי הוא, כאמור, זקוק למגנט אחר או לגוף פרומגנטי כלשהו שעליו הוא יכול לפעול. באין מגנט או גוף פרומגנטי בסביבה הקרובה למגנט לא תורגש בכלל נוכחותו של המגנט במרחב. לכן, כדי לראות את השפעת כיוון הכוח נביא לקרבת המגנט משטח של מגנטים זעירים המקובעים כל אחד למקומו על ציר. כוח המשיכה המגנטי שמפעיל קוטב המגנט על קטבי המגנטים הזעירים השונים לו בסימן וכוח הדחייה המגנטי שמפעיל קוטב המגנט על קטבי המגנטים הזעירים השווים לו בסימן יגרמו למגנטים הזעירים להסתובב על צירם בהתאם לכיוון הפעולה של הכוח המגנטי של המגנט.

השפעת הכוח המגנטי על דו-קטבים

לפי כיוון הטייתם של המגנטים הזעירים נוכל לשרטט קו עקום המתאר את כיוון הכוח המגנטי בנקודות שונות במרחב שסביב המגנט. כל קו עקום יוצר מסלול סגור המקשר את הקוטב המגנטי הצפוני עם הקוטב המגנטי הדרומי במסלול העובר מחוץ למגנט ובתוכו. באופן שרירותי נקבע שהכיוון של המסלול בחלק שמחוץ למגנט הוא מהקוטב הצפוני אל הקוטב הדרומי. המסלול נמשך גם בתוך המגנט עצמו מהקוטב הדרומי אל הקוטב הצפוני ובכך יוצר מסלול עקום סגור.

כל מסלולי הכוח הללו הממלאים את המרחב שסביב המגנט מתארים את הכיוון בו ידחה או ימשך כל חומר פרומגנטי הנמצא בנקודה כלשהי במרחב.

כיוון השפעת הכוח המגנטי במרחב

שיטה נוספת אחרת לבדיקת כיוון השפעת הכוח המגנטי היא בעזרת מצפן. מחט המצפן הממוגנטת מצביעה לכיוון צפון, לכיוון הקוטב המגנטי הצפוני של כדור-הארץ ליתר דיוק. אך כאשר נעביר את המצפן ליד מגנט שעוצמתו חזקה יותר מעוצמתו המגנטית החלשה של כדור-הארץ תסטה המחט ותצביע על כיוון הכוח של השדה המגנטי.

שוב נקבל שקווי הכוח המגנטי יוצרים יחד קו עקום סגור העובר דרך המגנט.

הערה: כעת משאנו יודעים שקטבים מגנטיים שווי-סימן מפעילים ביניהם כוח דחייה וקטבים מגנטיים שוני סימן מפעילים ביניהם כוח משיכה נוכל להאיר כי הקוטב המגנטי הצפוני של כדור-הארץ הוא למעשה קוטב מגנטי מסוג S ואילו הקוטב המגנטי הדרומי של כדור-הארץ הוא למעשה קוטב מגנטי מסוג N. מחט המצפן הממוגנטת מפנה את הקוטב המגנטי מסוג N שלה לכיוון צפון כי זו נמשכת לקוטב המגנטי מסוג S הנמצא בצפון כדור-הארץ. את הקוטב המגנטי מסוג S מפנה מחט המצפן הממוגנטת לכיוון דרום כי זו נמשכת לקוטב המגנטי מסוג N הנמצא בדרום כדור-הארץ.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - מגנטיות | מגנטיות : מבוא | קוטביות הכוח המגנטי | טבעם של הקטבים המגנטיים | הסבר תופעת המגנט | חוק קולון עבור מגנטים | כיוון קווי הכוח המגנטי | השדה המגנטי | סיכום ]