Magnetizam i elektromagnetizam

Koja je razlika između stalnih magneta i elektromagnetnih naprava?

Prosto rečeno, stalni magnet emituje magnetno polje, dok elektromagnetski uređaj daje i električno i magnetno polje. Magneti i elektromagneti su različite strane istog novčića. Međutim za razliku od novčića elektromagneti imaju tri strane umesto dve. Oni imaju:

• električno polje
• magnetno polje
• elektromagnetno zracenje

Električna polja su povezana premeštanjem naelektrisanih čestica, obično elektronima, a ponekad i jonima. Primer jednog električnog polja je kada trljate nogom po tepihu i onda dodirnete kvaku vrata. Tepih odvlači neke elektrone iz vaše odeće i vašeg tela i ostavlja vas sa manjkom elektrona, koji se pojavljuju u tepihu kao višak. Dodirivanjem kvake povlače se elektroni i zadovoljava deficit elektrona u vašem telu, i stvara se balans sa električnim pražnjenjem stvarajući varnice tokom tog procesa. Električna polja mere se jedinicama koje zovemo Volt po metru ( V/m ) ili ( V/cm ).

Sledeća strana trostranog novčića je magnetsko polje.

Magnetno polje je nastalo kretanjem električnih čestica, kao suprotnost električnom polju koje je produkt električnih čestica sa različitim potencijalima, više na jednom mestu nego na drugom, zavisno od vremena ali ne od pomeranja.

Ne možete videti električnu struju u magnetu, morate prodreti dublje u strukturu materije da bi to razumeli.

Kod stalnih magneta električna struja kreće se u elektronskim orbitama oko atomskog jezgra. Gvozdeno telo je magnetizovano kada se elektroni nađu u ravni višeg stepena. Najbolji način da se opiše stalni magnet da se napravi analogija sa vojskom. Zamislite sve atome kod nenamagnetisanog bloka gvožđa da su vojnici koji obavljaju svoje dnevne poslove. Neki peru zube, neki čitaju, itd. Kad kapetan uđe svi se postroje. Svi se postavljaju na svoja mesta, ostavljajući između njih jednak prostor. Razlika pre i posle komande u ponašanju je analogna razlici između nenamagnetisanog komada gvožđa i bloka gvožđa kada je izložen magnetnoj sili. Magnetna sila komanduje elektronima i atomi u bloku uredno zauzimaju svoja mesta. Na kraju oni su postavljeni u istu ravan i imate stalan magnet.

Magnet takođe može da se stvori strujom koja protiče kroz žicu i to magnetno polje stvaraju elektroni u žici. Ukoliko je to 60 krugova u sekundi, elektroni se kreću sa 60 ciklusa u sekundi. Međutim oni stvarno ne idu nigde. Oni se ponašaju kao plima i oseka, dolazi i odlazi sa okeana, idući prvo u jednom pa onda u drugom pravcu. Ali plima i oseka ne idu nigde van određenog pravca kretanja.

Elektroni u kablu su veoma slični. Oni idu napred i nazad stvarajući magnetno polje u svojoj okolini.

Kako se ovo razlikuje od elektromagnetnog zračenja – elektromagnetne radijacije ( EMR )? To je treća strana novčića ( objašnjava Zimmerman ). EMR naravno se dešava kada imate naelektrisane čestice koje ubrzavaju ili usporavaju veoma brzo. Zamislite čašu vode koja je puna skoro do vrha. Polako zaranjate kašiku u vodu i vadite iz vode, i svaki put kada promenite pravac vi ubrzavate pokretanje kašike. Ukoliko su ubrzanja i usporenja relativno mala možete da zaranjate kašiku u skoro punoj čaši vode ceo dan i neće se mnogo što šta desiti. Voda se zadržava na kašiki i kada je izvučete iz vode nekoliko kapljica će ostati na njoj. Kada je vratite nazad one ce se vratiti u čašu sa vodom.

Šta će se desiti ukoliko se kretanje kašike ubrzava? Očigledno voda će početi da se odvaja od nje. To je tačno ono što se dešava kada stvarate EMR. Na određenoj promeni brzine koja je analogna brzom kretanja kašike kroz vodu naelektrisane čestice koje se zovu fotoni napuštaju izvor kretanja, kao kod kašike kada se kapljice od nje otkače usled brzog kretanja kroz vodu. Nenaelektrisani fotoni, čestice zanemarljive mase, suštinski su činioci elektromagnetne sile svemira, koji su delimično odvučeni od izvora naelektrisanja, kao vodene kapljice koje se otkače od kašike koja je brzo zaronjena i izvađena iz čaše vode. To je ono što objašnjava EMR.

Elektromagnetsko zračenje je kombinacija oscilujućeg električnog i magnetnog polja koja zajedno putuju kroz prostor u obliku međusobno upravnih talasa. Ovo zračenje je nosilac elektromagnetske interakcije (sile) i može se interpretirati kao talas ili kao čestica, u zavisnosti od slučaja.

Čestice koje kvantifikuju elektromagnetsko zračenje su fotoni.

Podrazumeva se da EMR sadrži dve posebne oblasti:

• električno polje koje se meri u V/m ili V/cm
• magnetno polje koje se meri u Teslima ili Gausima ( 1T = 10.000 Gauss-a )