चुंबकीय क्षेत्र एक बहुत ही रोचक घटना है। वर्तमान में, इसके गुणों को कई क्षेत्रों में आवेदन मिला है। क्या आप जानते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है? लेख पढ़ने के बाद आपको इसके बारे में पता चल जाएगा। इसके अलावा, हम चुंबकत्व से जुड़े कुछ तथ्यों के बारे में बात करेंगे। आइए इतिहास से शुरू करते हैं।
थोड़ा सा इतिहास
चुंबकत्व और बिजली किसी भी तरह से दो अलग-अलग घटनाएं नहीं हैं, जैसा कि लंबे समय से गलती से माना जाता था। उनका रिश्ता 1820 में ही स्पष्ट हो गया, जब डेनिश वैज्ञानिक हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड (1777-1851) ने दिखाया कि एक तार के माध्यम से बहने वाली विद्युत धारा एक कंपास सुई को विक्षेपित करती है। करंट हमेशा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कहाँ बहती है - बिजली के रूप में बादल और पृथ्वी के बीच या हमारे शरीर की मांसपेशियों में।
प्राचीन काल में भी लोगों ने यह पता लगाने की कोशिश की कि चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है। इसके अलावा, की गई खोजों को व्यवहार में लागू किया गया था। हजारों साल पहले चुंबकत्व को देखा और इस्तेमाल किया गया था (विशेषकर नौवहन उद्देश्यों के लिए)।बिजली की प्रकृति, और इसे व्यावहारिक अनुप्रयोग मिल गए हैं। जब यह ज्ञात हुआ कि पदार्थ परमाणुओं से बना है, तो यह अंततः स्थापित हो गया कि चुंबकत्व और बिजली परस्पर जुड़े हुए थे। जहां भी चुंबकत्व देखा जाता है, वहां हमेशा किसी न किसी प्रकार का विद्युत प्रवाह मौजूद होना चाहिए। हालाँकि, यह खोज केवल नए शोध की शुरुआत थी।
किसी बाहरी धारा स्रोत की अनुपस्थिति में सामग्री के चुंबकीय गुणों की अभिव्यक्ति क्या निर्धारित करती है? इलेक्ट्रॉनों की गति जो परमाणुओं के भीतर विद्युत धाराएँ बनाती है। यह इस प्रकार का चुंबकत्व है जिस पर हम यहां विचार करेंगे। हमने एड़ी चुंबकीय क्षेत्र (वैकल्पिक धारा) के स्रोत का संक्षेप में वर्णन किया है।
मैग्नेटाइट और अन्य सामग्री
लोहे और लौह युक्त पदार्थों को आकर्षित करने की क्षमता प्रकृति में एक दिलचस्प खनिज में देखी जाती है। हम बात कर रहे हैं मैग्नेटाइट की, जो लोहे के रासायनिक यौगिकों में से एक है। संभवतः इसका किसी प्रकार का उपयोग चीनियों द्वारा आविष्कार किए गए पहले कम्पास में किया गया था। चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत केवल यही खनिज नहीं है। कुछ सामग्रियों के लिए जानबूझकर वांछित गुणों को संप्रेषित करना भी अपेक्षाकृत आसान है। इनमें लोहा और इस्पात सबसे प्रसिद्ध हैं। दोनों पदार्थ आसानी से चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत बन जाते हैं।
स्थायी चुम्बक
लोहे को आकर्षित करने वाले पदार्थ एक विशेष वर्ग का निर्माण करते हैं। उन्हें स्थायी चुंबक कहा जाता है। नाम के बावजूद, वे केवल एक सीमित समय के लिए आवश्यक संपत्तियों को बनाए रखने में सक्षम हैं। स्थायी चुंबक के आकार काबार स्थलीय चुंबकत्व की शक्ति को प्रदर्शित करता है। यदि यह स्वतंत्र रूप से चल सकता है, तो एक छोर हमेशा पृथ्वी के उत्तरी ध्रुव की दिशा में मुड़ता है, और दूसरा - दक्षिण की दिशा में। चुम्बक के दोनों सिरों को क्रमशः उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव कहते हैं।
चुंबक का लगभग कोई भी आकार हो सकता है: बार, घोड़े की नाल, अंगूठी या अधिक जटिल। इनका उपयोग विद्युत माप उपकरणों में किया जाता है। चुम्बकों के ध्रुवों को निम्नानुसार नामित किया गया है: एन (उत्तरी) और एस (दक्षिण)। आइए बात करते हैं कि वे कैसे बातचीत करते हैं।
आकर्षण और प्रतिकर्षण
विपरीत चुंबकीय ध्रुव आकर्षित करते हैं। यह हम स्कूल से जानते हैं। चुम्बक किसी अन्य पदार्थ को आकर्षित करके सबसे पहले उसे दुर्बल चुम्बक में बदल देता है। एक ही नाम के ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं (हालाँकि यह आकर्षण जितना स्पष्ट नहीं है)। एक चुंबक के संपर्क में आने पर, लोहा और इस्पात विपरीत ध्रुवता प्राप्त करते हुए स्वयं चुंबक बन जाते हैं। इसलिए वे उसकी ओर आकर्षित होते हैं। लेकिन यदि समान "आवेश" वाले दो समान चुम्बकों को समान ध्रुवों के साथ एक-दूसरे के पास रखा जाए, तो क्या होगा? प्रेक्षित प्रतिकर्षण बल उस आकर्षक बल के बराबर होगा जो एक दूसरे से समान दूरी पर स्थित दो विपरीत ध्रुवों के बीच कार्य करता है।
यह केवल लौह युक्त सामग्री नहीं है जो चुंबकत्व से प्रभावित होती है। हालांकि, शुद्ध धातुओं में चुंबकीय घटनाएं सबसे आसानी से देखी जाती हैं। ये हैं, उदाहरण के लिए, लोहा, निकल, कोबाल्ट।
डोमेन
धातु जो कर सकते हैंएक चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत बन जाता है, जिसमें पदार्थ के अंदर बेतरतीब ढंग से स्थित छोटे चुम्बक होते हैं। वे केवल छोटे क्षेत्रों में समान रूप से उन्मुख होते हैं, जिन्हें डोमेन कहा जाता है, जिन्हें इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखा जा सकता है। गैर-चुंबकीय पदार्थ में - चूंकि डोमेन स्वयं भी अलग-अलग दिशाओं में उन्मुख होते हैं - चुंबकीय क्षेत्र शून्य होता है। इसलिए, इस मामले में कोई चुंबकीय गुण नहीं देखा जाता है। इस प्रकार, पदार्थ कुछ शर्तों के तहत ही आवश्यक गुण प्राप्त करता है।
चुंबकीकरण की प्रक्रिया यह है कि सभी डोमेन को एक ही दिशा में लाइन अप करने के लिए मजबूर किया जाता है। जब ठीक से घुमाया जाता है, तो उनके कार्य ढेर हो जाते हैं। पदार्थ समग्र रूप से चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत बन जाता है। यदि सभी डोमेन बिल्कुल एक ही दिशा में पंक्तिबद्ध हों, तो सामग्री अपनी चुंबकीय सीमा तक पहुँच जाती है। एक महत्वपूर्ण पैटर्न पर ध्यान दिया जाना चाहिए। सामग्री का चुंबकीयकरण अंततः डोमेन के चुंबकीयकरण पर निर्भर करता है। और यह, बदले में, इस बात से निर्धारित होता है कि अलग-अलग परमाणु डोमेन के अंदर कैसे स्थित हैं।
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र
पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को लंबे समय से सटीक रूप से मापा और वर्णित किया गया है, लेकिन अभी तक इसे पूरी तरह से समझाया नहीं गया है। बहुत ही सरल तरीके से, इसे ऐसे दर्शाया जा सकता है जैसे उत्तर और दक्षिण भौगोलिक ध्रुवों के बीच एक साधारण सपाट चुंबक स्थित हो। यह वही है जो कुछ देखे गए प्रभावों का कारण बनता है। लेकिन यह या तो तीव्रता में अत्यधिक असामान्य परिवर्तन या पृथ्वी के ऊपर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा की व्याख्या नहीं करता है।सतह, न ही क्यों लाखों साल पहले चुंबकीय ध्रुवों का स्थान वर्तमान के विपरीत था, न ही वे क्यों, धीरे-धीरे, लगातार आगे बढ़ रहे हैं। इस प्रकार, चीजें कुछ अधिक जटिल हैं।
पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मॉडल
आइए इसके सरलीकृत संस्करण का अधिक विस्तार से वर्णन करते हैं। पृथ्वी के केंद्र में एक लंबे सपाट चुंबक की कल्पना करें, जो चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत होगा। और क्या विचार करने की आवश्यकता है? ग्लोब की सतह पर चुंबकीय पदार्थों को व्यवस्थित किया जाना चाहिए ताकि उनका उत्तर-बिंदु ध्रुव उस दिशा में मुड़ जाए जिसे हम उत्तर कहते हैं (वास्तव में काल्पनिक चुंबक का दक्षिणी ध्रुव), और दूसरा ध्रुव दक्षिण (चुंबक का उत्तरी ध्रुव) को इंगित करता है)
जटिल शारीरिक प्रक्रियाओं को समझने से कुछ मुश्किलें आती हैं। स्थलीय चुंबकत्व और लोहे के छोटे टुकड़ों के चुंबकत्व दोनों को यह मानकर समझाना आसान है कि बल की चुंबकीय रेखाएं (जिसे अक्सर चुंबकीय प्रवाह रेखाएं कहा जाता है) चुंबक के उत्तरी छोर से निकलती हैं और दक्षिण छोर में प्रवेश करती हैं। यह एक बहुत ही मनमाना प्रतिनिधित्व है, जिसका उपयोग केवल सुविधा के लिए किया जाता है, ठीक उसी तरह जैसे किसी मानचित्र पर खींची गई अक्षांश और देशांतर रेखाओं का उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह हमें यह समझने में मदद करता है कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत क्या है।
एक साधारण फ्लैट चुंबक के बल की रेखाएं, एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक जाती हैं और पूरे चुंबक को कवर करती हैं, एक सिलेंडर की तरह कुछ बनाती हैं। एक ही दिशा में बल रेखाएं एक दूसरे को प्रतिकर्षित करती प्रतीत होती हैं। वे हमेशा एक प्रकार के ध्रुव से शुरू होते हैं और दूसरे प्रकार के ध्रुव पर समाप्त होते हैं और कभी भी प्रतिच्छेद नहीं करते हैं।
बीनिष्कर्ष
तो, हमने "चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत" विषय खोला है। जैसा कि आप देख सकते हैं, यह काफी व्यापक है। हमने इस विषय से संबंधित केवल मूल अवधारणाओं पर विचार किया है।
