מגנטיות

קוטביות הכוח המגנטי

הכוח המגנטי שמפעיל המגנט על גזיר ברזל הוא דו-כיווני. כלומר, אם נקבע את גזיר הברזל היטב במקומו ונקרב אליו את המגנט בידינו, אז בשלב מסוים ימשך המגנט מידינו לעבר גזיר הברזל ממש כשם שכשגזיר הברזל החופשי היה נמשך אל המגנט.

כוח המגנט הוא דו-כיווני

אם נשקיע מוט מגנט בנסורת ברזל ונוציא אותו נגלה שכמות דומה של נסורת ברזל נצמדה לשני קצות המגנט. מכאן נובעות שתי מסקנות: כוח המגנוט קיים בשני קצות מוט המגנט והוא זהה בעוצמתו בשניהם, כוח המגנוט הולך ודועך ככל שמתרחקים מכל אחד מקצותיו והוא אפס באמצעו.

כוח המגנט

שני הכוחות המגנטיים הנובעים כל אחד מקצה אחר של המגנט הם שווים בעוצמתם, אך האם הם באמת זהים ולא ניתנים להבחנה ביניהם?

התשובה לכך היא לא, הם אינם זהים והם כן ניתנים להבחנה והניסוי הבא שנתאר יוכיח זאת.

ניקח פיסת מתכת מלבנית דקה, קלה וממוגנטת ונתלה אותה בחוט באמצעה באוויר במאוזן, כך שתוכל להסתובב בחופשיות או שניתן לה לצוף באופן חופשי במים. בכל פעם שנסובב אותה קלות ממקומה נגלה שהיא תמיד מתייצבת באותה תנוחה, כשתמיד כל צד שלה פונה לאותו הכיוון.

ניסוי מציאת כיוון המגנט

הסיבה לכך היא משום שלגרעין כדור-הארץ, המכיל בתוכו מתכות רבות, יש תכונות מגנטיות בעצמו. ניתן לדמות שבלב כדור-הארץ נמצא מוט ברזל ממוגנט אשר קצהו האחד נמצא בקרבת הקוטב הצפוני וקצהו האחר נמצא בקרבת הקוטב הדרומי. שני קצוות מגנט אלו נקראים "קוטב מגנטי צפוני" ו- "קוטב מגנטי דרומי" בהתאמה.

הערה: נציין שקצוות אלו אינם מתלכדים עם הקטבים הגיאוגרפיים של כדור-הארץ (הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי), אלא נמצאים בסטייה קלה של כמה מעלות מהם. לעובדה זו אין חשיבות עבור הדיון שלנו כעת.

פיסת המגנט הקלה והחופשייה מושפעת מהכוח המגנטי (החלש) של כדור-הארץ ומתייצבת במקומה כך שקצה אחד שלה מצביע בכיוון כללי צפונה, אל עבר הקוטב המגנטי הצפוני ואילו קצה אחר שלה מצביע בכיוון כללי דרומה אל עבר הקוטב המגנטי הדרומי.

אך תמיד יהיה זה אותו קצה של המגנט שיפנה צפונה ואותו קצה של המגנט שיפנה דרומה. גם אם נסובב את פיסת המגנט חצי סיבוב או אף סיבוב שלם, זו עדיין תחזור למצבה היציב בו אותו קצה אחד שלה פונה צפונה ואותו קצה אחר פונה דרומה.

מניסוי זה ניתן להסיק כי על-אף ששני הקצוות המגנטיים של פיסת המגנט מפעילים כל אחד כוח מגנוט שווה בעוצמתו על גזרי ברזל, אין הם זהים לגמרי בתכונותיהם. זאת מכיוון שקצה מגנטי אחד של פיסת המגנט תמיד נטה לפנות לעבר הקוטב המגנטי הצפוני ואילו הקצה המגנטי השני תמיד נטה לפנות לעבר הקוטב המגנטי הדרומי.

המגנט מתיישר לפי קטבי כדוה"א

בין שני הקטבים המגנטים של פיסת המגנט נבדיל לפי תכונה זו על-ידי כך שאת קצה המגנט הפונה צפונה (לעבר הקוטב המגנטי הצפוני של כדוה"א) נכנה קוטב צפוני של המגנט ונסמן אותו בעזרת האות N (North – צפון באנגלית). את קצה המגנט הפונה דרומה (לעבר הקוטב המגנטי הדרומי של כדוה"א) נכנה קוטב דרומי של המגנט ונסמן אותו בעזרת האות S South) – דרום באנגלית).

ימאים וגם נווטים ביבשה יכלו להשתמש בעובדה זו כדי למצוא את כיווני צפון ודרום, תוך התחשבות בסטייה של הקטבים המגנטיים מאלו הגיאוגרפיים.

נסכם ונאמר שלמגנט יש שני קטבים בהם מרוכז כוח המשיכה שהוא מפעיל על, למשל, נסורת ברזל. שני קטבים אלו מפעילים כוח מגנטי שווה בעוצמתו, אך הם אינם לגמרי זהים בתכונותיהם. קוטב אחד נקרא קוטב מגנטי צפוני, מסומן N, והאחר נקרא קוטב מגנטי דרומי, מסומן S. בפרק הבא נלמד יותר על השוני שבין שני סוגי הקטבים של המגנט.

[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 ]