Həftəlik Elm Bayt: Cərəyan Keçirən Naqil Niyə Maqnit Sahəsi Yaradır?

Cərəyan daşıyan naqil ətrafında maqnit sahəsi yaradır — bu fundamental fiziki fenomen ilk dəfə 1820-ci ildə danimarkalı fizik Hans Kristian Oersted tərəfindən qəti şəkildə sübut edilmişdir. Klassik təcrübəsində elektrik cərəyanı naqildən axdıqda, onun altına yerləşdirilmiş paralel kompas əqrəbi əyilmişdir. Bu, elektrik cərəyanının maqnit təsirini birbaşa sübut etdi, elektrik və maqnetizm arasındakı daxili əlaqəni müəyyən etdi və elektromaqnetizm tədqiqatlarında yeni bir dövrün başlanğıcını qoydu.

Mikroskopik baxımdan, maqnit sahəsi elektrik yüklərinin hərəkətindən qaynaqlanır. Bir naqil cərəyan keçirdikdə, onun daxilindəki sərbəst elektronların istiqamətli sürüşməsi cərəyanı əmələ gətirir. Elektromaqnetizm prinsiplərinə görə, hər hərəkət edən yük öz ətrafında bir maqnit sahəsi yaradır. Naqil ümumilikdə elektrik cəhətdən neytral olsa da, çox sayda birgə istiqamətli hərəkət edən elektronların yaratdığı kiçik maqnit sahələri konstruktiv şəkildə üst-üstə düşür məftilin xaricindəki boşluqda aşkar edilə bilən makroskopik maqnit sahəsini əmələ gətirir. Onun gücü cərəyanın böyüklüyü ilə düz mütənasib və məsafə ilə tərs mütənasibdir, paylanması isə keçiricinin həndəsəsindən (düz məftil, ilgək, solenoid və s.) asılıdır.

Ceyms Klerk Maksvell tərəfindən qurulan elektromaqnit nəzəriyyəsinin geniş çərçivəsi daxilində, cərəyan daşıyan bir naqilin maqnit sahəsi yaratması fenomeni onun tənliklərinə mükəmməl şəkildə daxil edilmişdir. Xüsusilə, Amper-Maksvel qanunu maqnit sahəsinin yalnız keçirici cərəyan (naqildəki cərəyan) ilə deyil, həm də dəyişən elektrik sahəsi ilə yaradıla biləcəyini bildirir. Bu qanun zamanla dəyişən elektromaqnit sahələrini təsvir etmək üçün əsasdır. Oersted və Amperin kəşflərini birləşdirir və yüksəldir, elektrik və maqnit sahələrinin eyni elektromaqnit sahəsinin iki ayrılmaz aspekti olduğunu ortaya qoyur: dəyişən elektrik sahəsi maqnit sahəsi yaradır və dəyişən maqnit sahəsi elektrik sahəsi yaradır. Onlar qarşılıqlı olaraq bir-birini induksiya edərək elektromaqnit dalğalarına səbəb olurlar.