Mágneses mező
A mágneses mező (másként mágneses tér) mágneses erőtér. Mozgó elektromos töltés (elektromos áram) vagy az elektromos mező változása hozhatja létre. A mágneses mezőt jellemző fizikai mennyiség a mágneses fluxussűrűség, mértékegysége a tesla (Vs / m²).
Jellemzői
[szerkesztés]A mágneses tér erővonalai zárt görbék, azaz a görbéknek nincs sem kezdetük (forrásuk), sem végük (elnyelődésük). Szemben az elektromossággal nincsenek mágneses monopólusok vagy magnetikusan töltött részecskék. (A rúdmágnes – a mágneses dipólus – pólusai rendezett erővonalnyaláboknak felelnek meg.) A mágnesesség alaptulajdonsága nem a valamely testre gyakorolt vonzó vagy taszító erőkifejtés, hanem a köráramokra (illetve a mozgó elektromosan töltött részecskékre) gyakorolt forgatónyomaték-kifejtés.
Mérése
[szerkesztés]A mágneses erőtér jellemzői közül méréstechnikai okokból általában nem a térerőt mérik, mint az elektromos mezőnél, hanem a fluxust, illetve annak sűrűségét. A mágneses fluxussűrűség változása ugyanis – Faraday indukciós törvénye szerint – feszültséglökést kelt, ami például ballisztikus galvanométerrel könnyebben és pontosabban mérhető, mint a Carl Friedrich Gauss nevéhez köthető, magnetométeres mágneses térerősségmérő módszerrel.
A mágneses erőtér mértékének kifejezésére a tesla és gauss mértékegységeket használjuk [1 tesla = 10 000 gauss, másképpen 10 G = 1 mT (1 millitesla).
Az 1 cm²-nyi felületen áthaladó mágneses erővonalak száma jelenti a gaussban (rövidítve: G) megadott mágneses térerősség egységét. Viszonyításképpen néhány adat a mágneses erő mértékére: a Föld mágneses mezeje kb. 0,5 G erősségű, az átlagos hűtőmágnesek 35–200 G, az iparban használatos eszközök 300–5000 G erősségűek. Az MRI vizsgálat során 200 000 G erősségű mágneses teret alkalmaznak. Laboratóriumokban ennél nagyobb értékeket is elérnek.
Az elektromos és a mágneses mező összehasonlítása
[szerkesztés]Az erőtér neve | Elektromos mező | Mágneses mező | ||
Az erőtér fizikai jellemzői |
Térerősség | Elektromos térerősség (jele , mértékegysége ) |
Mágneses térerősség (jele , mértékegysége ) | |
Fluxussűrűség | Elektromos indukció/fluxussűrűség (jele , mértékegysége ) |
Mágneses indukció/fluxussűrűség (jele , mértékegysége (tesla)) | ||
Kapcsolatuk | ||||
Két közeg határfelületén |
folytonosan megy át |
érintő komponense és normális komponense |
érintő komponense és normális komponense | |
törik | normális komponense és érintő komponense |
normális komponense és érintő komponense | ||
Nyitott erővonal |
Forrás és nyelő | Van | Nincs | |
Kelti | Elektromosan töltött részecske | – | ||
Zárt erővonal |
Hurok | Van | Van | |
Kelti | Mágneses mező változása | Elektromosan töltött részecske mozgása (elektromos áram) vagy elektromos mező változása | ||
Árnyékolása | Faraday-kalitkával (a vezető belsejében az elektromos térerősség csak 0 lehet) |
Vastag vasburokkal (csak a törési törvény használható ki) |
Fizikatörténete
[szerkesztés]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a7/Magnetic_Field_08060_nevit.jpg/250px-Magnetic_Field_08060_nevit.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/06/Hans_Christian_%C3%98rsted%2C_Der_Geist_in_der_Natur%2C_1854.tiff/lossy-page1-220px-Hans_Christian_%C3%98rsted%2C_Der_Geist_in_der_Natur%2C_1854.tiff.jpg)
A mágneses mező vizsgálata történetileg az elektromos mező vizsgálatával párhuzamosan folyt a 18. századtól kezdve. Kezdetben mindkettőnek azonos, korpuszkuláris jellemzőket tulajdonítottak, azonban az új és eltérő jelenségek felfedezése új és eltérő modellekhez vezetett. A 19. században elsősorban Michael Faraday munkássága révén a két mező jelenségei között kapcsolatot találtak. Végül a mágneses mezőt és az elektromos mezőt fogalmilag az elektromágneses mezőben egyesítette a rá vonatkozó négy Maxwell-egyenlet.
Élettani hatás
[szerkesztés]Halpern és Vandyk kutatók egy 1965-ös kísérletben a mágneses mező hiányának következményeit vizsgálták. Mágneses tér nélküli környezetet állítottak elő, amelyben kísérleti egerek életét tanulmányozták. A kísérletben részt vevő egerek egyik csoportja egy éven keresztül el volt zárva a mágneses tértől, míg a másik csoport időnként hozzájuthatott. A mágnesességtől elzárt egerek a következő tüneteket mutatták: rövidebb élettartam, szövetszaporodás (ez nem feltétlenül rosszindulatú), terméketlenség, kannibalizmus, helyzetérzékelési zavarok.[1]