مقناطيسي ساحه

د ويکيپېډيا، وړیا پوهنغونډ له خوا
و اصلی برخی ته ورشی د پلټنې ځای ته ورټوپ کړی

مقناطيسي ساحه يوه لورې لرونکې ساحه ده، چې د حرکت کوونکي برېښنايي چارجونو (چې برېښنايي بهيرونه يا جريانونه دي) او مقناطيسي موادو تر منځ تعامل تشرېح کوي. په يوه مقناطيسي ساحه کې يو متحرک چارج يوه قوه ازمايي، چې د خپلې چټکتيا او مقناطيسي ساحې سره عمود ده. د يو تلپاتې مقناطيس مقناطيسي ساحه فيرومقناطيسي مواد، لکه: اوسپنه ځان ته راکاږي او نور مقناطيسونه راښکي يا يې پورې وهي. په دې سربېره يوه مقناطيسي ساحه چې له موقعيت يا درک سره توپير لري، د دوی د باندنيو اتومي الکترونونو د حرکت د اغېزمنولو له مخې به د نا مقناطيسي موادو پر يوه لړۍ باندې قوه اچوي. مقناطيسي ساحه مقناطيسي شوي مواد رانغاړي او د برېښنايي بهيرونو په واسطه رامنځته کېږي. لکه: هغه بهيرونه چې په برېښنايي مقناطيسونو کې کارول کېږي او د برېښنايی سيمې له مخې د وخت په تېرېدو سره توپير لری. دا چې د مقناطيسي ساحې پياوړتيا او لوری دواړه ښايي له موقعيت سره توپير ولري، په رياضيکي ډول د يوې دندې په واسطه د فضا هر ټکي ته د يو ويکتور په ټاکلو سره تشرېح کېږي چې د ويکتور ساحه ورته وايي. [۱][۲][۳]

په برېښنايي مقناطيسي کې د «مقناطيسي ساحې» اصطلاح د دوه سره بېلو مګر په نږدې ډول تړلو ويکتوري ساحو لپاره کارول کېږی، چې د B او H سمبولونو په واسطه ښودل کېږي. د واحدونو په نړيوال نظام کې د مقناطيسي ساحې پياوړتيا H د امپير پر متر (A/m) نړېوال نظام پر بنسټ واحدونو کې انازه کېږي. د مقناطيسي جريان غلظت (B) په tesla (د نړيوال نظام پر بنسټ واحدونو کې: کيلو ګرام پر ثانيه مربع پر امپير) کې اندازه کېږي، چې له نيوټر پر ميتر پر امپير سره برابر دی. H او B په دې کې توپير لري چې دواړه څه د مقناطيسيت لپاره څه ډول ځواب ويونکي دي. په يوه خلا کې يادې دواړه ساحې د خلا د نفوذ مننې  (B / µ0)له لارې سره تړلې دي، مګر په مقناطيسي شوې ماده کې ياد اصطلاحات په هر ټکي کې د مادط د مقناطيسي کېدنې له مخې توپير کوي.[۴][۵]

مقناطيسي ساحې د برېښنايي چارجونو د حرکت کولو او د يو بنسټيز کوانټم ځانګړتيا (د دوی تاوېدلو) سره د مل لومړنيو ذرو د اصلي مقناطیسي شېبو په واسطه توليدېږي. مقناطيسي ساحې او برېښنايي ساحې يو له بل سره تړلې دي او دواړه د برېښنايي مقناطيسي قوې برخې دي، چې د طبيعت له څلورو بنسټيزو قوو څخه يوه په خپله برېښنايي مقناطيسي قوه ده. [۶]

مقناطيسي ساحې په معاصرې ټيکنالوژۍ کې، په ځانګړي ډول برېشنايي انجنيرۍ او برېښنايي ميخانيک کې کارول کېږي. څرخنده مقناطيسي ساحې په برېښنايي ماشينونو (موتورونو) او توليدونکو دواړو کې کارول کېږي. په برېښنايي وسيلو لکه ټرانسفرمرونو کې د مقناطيسي ساحو تعامل د مقناطيسي دورو په توګه درک شوی او پلټل شوی دی. مقناطيسي قوې په يوه ماده کې د Hall اغېزې له لارې د چارج لېږدونکو په اړه معلومات ورکوي. ځمکه خپله مقناطيسي ساحه توليدوي، چې د ځمکې د اوزون پوړ له لمريز باد څخه ژغوري او قطب نما په کارونې سره په چلېدنه کې مهمه ده.

تشرېح[سمول]

پر يو برېښنايي چارج باندې ځواک يا قوه د هغه په درک، چټکتيا او لوري پورې اړه لري، چې د دې قوې د تشرېح کولو په موخه له دوه ويکتوري ساحو څخه ګټه اخيستل کېږي. لومړنۍ هغه يې برېښنايي ساحه ده، چې پر ثابت چارج باندې د قوې عمل تشرېح کوي او د هغه قوې برخه جوړېږي، چې له حرکت څخه خپلواکه ده. مقناطیسي ساحه د دې خلاف د هغه قوې برخه تشرېح کوي، چې د چارج لرونکو ذرو له چټکتيا او لوري دواړو سره د پرتلنې وړ ده. ياده ساحه د لورينس د قوې قانون له مخې راپېژندل کېږي او په هره شېبه کې د چارج د حرکت او هغه قوې سره عمود ده، چې دا يې ازمايي. [۷]

دوه بېلابېل مګر په نږدې ډول سره تړلي لوري لرونکي (ويکتوري) ساحې شته، چې دواړو ته ځيني وختونه «مقناطيسي ساحه» ويل کېږي او د B او H په ډول ليکل کېږي. په داسې حال کې چې د دې ساحو لپاره غوره نومونه او د هغه څه رښتيني ژباړه چې يادې ساحې يې وړاندې کوي، د اوږدې مودې بحثونو موضوع ده، مګر د بنسټيز فزيک د کار څرنګوالي په اړه پارخه هوکړه شته. په تاريخي ډول د «مقناطیسي ساحې» اصطلاح د H لپاره ځانګړې شوې وه، په داسې حال کې چې د B لپاره نورې اصطلاحګانې کارېدلې، مګر زياتر وروستي درسي کتابونه د «مقناطيسي ساحې» اصطلاح د B او همدرانګه يا يې پر ځای د H د تشرېح کولو په موخه کاروي. د دواړو لپاره زيات ځايناستي يا متبادل نومونه شته. [۸]

د B ساحه[سمول]

د مقناطيسي ساحې B ويکتور هغه مهال په هر ټکي کې د ويکتور په توګه تعريف کېدلی شي، چې د لورينس د قوې قانون کې وکارول شي؛ ياد قانون په سم ډول په ياد ټکي کې پر چارج لرونکې ذرې باندې قوه اټکلوي: [۹][۱۰]

د لورينس د قوې قانون (ويکتوري بڼه، نړيوال واحدونه)

F = qE + q(v x B)

په دې ځای کې F پر ذرې باندې قوه ده، q د ذرې برېښنايي چارج دی، v د ذرې چټکتيا ده او x د کراس توليد (ويکتوري توليد: Vector product) په ګوته کوي. پر چارج باندې د قوې لوری د يو mnomenic په واسطه مشخص کېدلی شي، چې د ښي لاس قانون په توګه پېژندي کېږي. د ښي لاس قانون کارونې له مخې غټه ګوته د بهير يا جريان لوري ته او نورې ګوتې د مقناطيسي ساحې لوري ته اشاره کوي، چې پر چارج باندې اغېزلرونکې قوه له ورغوي څخه د باندې لوري ته اشاره کوي. په منفي ډول چارج شوې ذره باندې قوه په مخالف لوري کې ده. که چېرې چټکتيا او چارج دواړه شاتګ وکړي، نو د قوې لوری ورته پاتې کېږي. د همدې له امله د يوې مقناطيسې ساحې اندازه کول (په خپل) توپير نه شي کولی، چې ايا ښي اړخ ته مثبت چارج حرکت کوي او که کيڼ لور ته منفي چارج حرکت کوي. (دا دواړه حالتونه ورته بهير توليدوي). له بله پلوه يوه مقناطيسي ساحه له يوې برېښنايي ساحې سره يو ځای د يادو حالتونو تر منځ توپير کولی شي.

د لورينس مساوات کې لومړنۍ اصطلاح د الکټروسټاټيک له نظريې څخه اخيستل شوې ده او څرګندوي، چې د E په يوه برېښنايي ساحه کې د q د چارج ذره يوه برېښنايي قوه ازمايي:

Felectric = qE

دويمه اصطلاح مقناطيسي قوه ده: [۱۱]

{\displaystyle \mathbf {F} _{\text{magnetic}}=q(\mathbf {v} \times \mathbf {B} ).}{\displaystyle \mathbf {F} _{\text{electric}}=q\mathbf {E} .}Fmagnetic = q(v x B)

د cross محصول د پېژندنې په کارونې سره مقناطيسي قوه د عددي يا د اندازې وړ مساوات په توګه لیکل کېږي:

{\displaystyle F_{\text{magnetic}}=qvB\sin(\theta )}{\displaystyle \mathbf {F} _{\text{magnetic}}=q(\mathbf {v} \times \mathbf {B} ).}{\displaystyle \mathbf {F} _{\text{electric}}=q\mathbf {E} .}Fmagnetic = qv B sin ( )

چې F magnetic، v او B په کې د دوی د اړوند ويکتورونو عددي پراخوالی دی او θ د ذرې د چټکتيا او مقناطیسي ساحې تر منځ زاويه ده. د B ويکتور د ويکتور د ساحې په توګه راپېژندل شوی دی، چې د دې لپاره اړين دی چې د لورينس د قوې قانون د چارج لرونکې ذرې حرکت په سمه توګه تشرېح کړي. يا دا چې: «په داسې او داسې ځای کې د B ويکتور د لوري او پراخوالي اندازه کولو» امر، د راتلونکو عمليو غوښتنه کوي: د معلوم چارج (q) يوه ذره واخلئ. د E د معلومولو په موخه په ارام حالت کې پر q باندې قوه اندازه کړئ. وروسته هغه مهال پر ذره باندې قوه اندازه کړئ، چې ګړنديتوب يې v وي او v په يو بل لوري کې تکرار کړئ. اوس هغه B ومومئ، چې د لورينس د قوې قانون ته له دې ټولو پايلو سره سمون ورکوي (چې دا د پوښتنې ځای کې مقناطيسي ساحه ده). [۱۲]

{\displaystyle \mathbf {\tau } =\mathbf {m} \times \mathbf {B} }= m x B

د B ساحه د m پر يو مقناطيسي دوه قطبي باندي د څرخوونکې قوې په واسطه راپېژندل کېدلی شی.

مقناطيسي څرخوونکی (ويکتوري بڼه، د نړيوال نظام واحدونه)

{\displaystyle \mathbf {\tau } =\mathbf {m} \times \mathbf {B} }= m x B

په نړيوالو واحدونو کې ‌B په teslas (سمبول: T) کې اندازه کېږي. د ګاوس په سي جي اس واحدونو (Gaussian-cgs units) کې B په gauss (سمبول: G) کې اندازه کېږي. (اوښتون 1 T = 10000 G دی). يو نانوتيسلا له يو ګاما (سمبول: γ) سره برابره ده. [۱۳]

د H ساحه[سمول]

H لپاره ځايناستي يا متبادل نومونه
·       د مقناطيسي ساحې سختي يا زیاتوالی

·       د مقناطيسي ساحې پياوړتيا

·       مقناطيسي ساحه

·       مقناطيسي کېدونکې ساحه


{\displaystyle \mathbf {H} \equiv {\frac {1}{\mu _{0}}}\mathbf {B} -\mathbf {M} }H    B - M

د مقناطيسي H ساحه په دې ډول راپېژندل کېږي:

د H ساحې پېژندنه (ويکتوري بڼه، د نړيوال نظام واحدونه)

{\displaystyle \mathbf {H} \equiv {\frac {1}{\mu _{0}}}\mathbf {B} -\mathbf {M} }H    B - M

چې  په کې د خلا د نفوذ مننه ده او M په کې د مقناطيسي کېدنې ويکتور () دی. په يوه خلا کې B او H يو له بل سره متناسب دي، مګر د يوې مادې دننه سره توپير لری. د H ساحه په نړيوالو واحدونو کې په امپير پر متر (A/m) کې او په cgs واحدونو کې په oersteds (Oe) کې اندازه کېږي.

سيمه[سمول]

د سيمه یيزې مقناطيسې ساحې د اندازه کولو لپاره يوه کارېدونکې وسيله مګنيټومتر (magnetometer) يادېږي. د دې وسيلو مهم ټولګي د قياس مګنيټومترونه (يا د لټون کړۍ مګنيټومترونه)، چې يوازې توپيري مقناطيسي ساحې اندازه کوي، د څرخنده کړۍ مګنيټومترونه (rotating coil magnetometers)، د لويې خونې د اغېز مګنيټومترونه (Hall effect magnetometers)، (NMR magnetometers)، (SQUID magnetometers) او (fluxgate magnetometers)، رانغاړي. د توپير لرونکو ستوريزو جسمونو مقناطيسي ساحې پر سيمه ايزو چارج لرونکو ذرو باندې د دوی د اغېزو له لارې اندازه کېږي. لکه: د يوې ساحې ليکې ته نږدې تاو راتاو (مارپېچ) الکترونونه د سنکروټون وړانګه (synchrotron radiation) توليدوي، چې په بې سيم يا راډيوي څپو کې د موندنې وړ ده. د مقناطيسي ساحې د اندازه کولو لپاره غوره سموالی يا څرګندوالی د Gravity Probe B په واسطه په aT ( 5x10-18 T) کې تر لاسه شو. [۱۴]

سرچينې[سمول]

  1. Feynman, Richard P.; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1963). The Feynman Lectures on Physics. 2. California Institute of Technology. د کتاب نړيواله کره شمېره 9780465040858. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. Young, Hugh D.; Freedman, Roger A.; Ford, A. Lewis (2008). Sears and Zemansky's university physics : with modern physics. 2. Pearson Addison-Wesley. د کتاب پاڼي 918–919. د کتاب نړيواله کره شمېره 9780321501219. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. Purcell, Edward. p278. Electricity and Magnetism, 3rd edition, Cambridge University Press, 2013. 839pp.
  4. کينډۍ:SIbrochure9th, p. 22
  5. کينډۍ:SIbrochure9th, p. 21
  6. Jiles, David C. (1998). Introduction to Magnetism and Magnetic Materials (الطبعة 2). CRC. د کتاب پاڼې 3. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0412798603. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. Feynman, Richard P.; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (1963). The Feynman Lectures on Physics. 2. California Institute of Technology. د کتاب نړيواله کره شمېره 9780465040858. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. John J. Roche (2000). [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "B and H, the intensity vectors of magnetism: A new approach to resolving a century-old controversy"]. American Journal of Physics 68 (5): 438. doi:10.1119/1.19459. Bibcode2000AmJPh..68..438R. 
  9. Purcell, E. (2011). Electricity and Magnetism (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب پاڼي 173–4. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-1107013605. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  10. Griffiths, David J. (1981). Introduction to Electrodynamics (الطبعة 3rd). Perason. د کتاب پاڼې 204. د کتاب نړيواله کره شمېره 0-13-805326-X. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  11. Griffiths, David J. (1981). Introduction to Electrodynamics (الطبعة 3rd). Perason. د کتاب پاڼې 204. د کتاب نړيواله کره شمېره 0-13-805326-X. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  12. Purcell, E. (2011). Electricity and Magnetism (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب پاڼي 173–4. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-1107013605. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  13. Jackson, John David (1998). Classical electrodynamics (الطبعة 3rd). New York: Wiley. د کتاب پاڼې 174. د کتاب نړيواله کره شمېره 0-471-30932-X. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  14. "Gravity Probe B Executive Summary" (PDF). د کتاب پاڼي 10, 21. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)