grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Концепция магнетизма

Краткое описание: 
Приводятся основополагающие представления о магнитных полях, складывающиеся в современную концепцию магнетизма.

Понятие "концепция" имеет множество значений и толкований, так же как и другие, родственные ему, понятия (постулаты, аксиомы, принципы).

Мы будем пользоваться следующим топкованием:

"КОНЦЕПЦИЯ (лат. conceptio - понимание, единый замысел, ведущая мысль) - это система взглядов, выражающая определенный способ видения ("точку зрения"), понимания, трактовки каких-либо предметов, явлений, процессов и презентирующая ведущую идею или (и) конструктивный принцип, реализующие определенный замысел в той или иной теоретической знаниевой практике.

В целом постклассическая методология сильно поколебала представления о теории как высшей форме организации и структуризации научного знания, а также представление о возможности преодоления его "гипотетической природы", реабилитировав тем самым Концепцию как самостоятельную форму знания.

ПРИНЦИП (лат. principum - начало, основа, происхождение, первопричина) - основание некоторой совокупности фактов или знаний, исходный пункт объяснения или руководства к действиям".

Источник: Социология: Энциклопедия / Сост. А.А. Грицанов, В.Л. Абушенко, Г.М. Евелькин, Г.Н. Соколова, О.В. Терещенко., 2003.

 

Физические представления о материи, веществе и поле

В естествознании и материалистической философии принято обозначать все проявления реальности понятием "материя". Материю можно разделить на живую (жизнь) и неживую. Живую материю изучает биология, а физика изучает материю безотносительно к тому, живая она или неживая.

В классической физике принято различать два вида материи: вещество и поле.

Вещество - это атомы, молекулы и все построенные из них тела.

Поле – это другая форма материи (иногда его называют "физическим полем"), представляющая собой реальную сущность, подверженную собственной динамике, посредством которой происходит взаимодействие между отдаленными телами.

Понятие "собственная динамика" означает, что поле может существовать и проявлять себя даже после того, как исчезнет породившее его физическое тело.

В квантовой физике на уровне элементарный частиц понятия "вещества" и "поля" могут сливаться, приводя к "квантовому дуализму" в объяснении природы и поведения элементарных частиц.

Так, в квантовой физике принято говорить о  "полях частиц":  "электронном поле", "протонном", "фотонном" и т.д.

Фотонное поле квантовой физики - это и есть квантовый уровень описания электромагнитного поля классической физики, о котором говорится в работах М. Фарадея, Дж. Максвелла и других.

Итак, существует несколько разновидностей полей: электромагнитное, гравитационное, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствующие различным элементарным частицам.

Все элементарные частицы можно разделить на фермионы и бозоны.

Фермионы являются элементарными «кирпичиками» окружающего нас вещества, а бозоны — переносчиками взаимодействия между «кирпичиками» — фермионами.

Таким образном, хотя бозоны и относятся к элементарныам частицам, но они отвечают за взаимодействие между другими элементарными частицами - фермионам. Бозонные поля - это общее понятие квантовой физики по отношению к полевой форме материи, отвечающей за взаимодействие между фермионами. 

 

Концепция электромагнитного поля

Электромагнитное поле - это форма существования материи в виде взаимных переходов электрического и магнитного полей, существующая как в виде взаимодействия между электрически заряженными частицами, так и самостоятельно.

Электрическое поле - это векторная величина, характеризующая силовое взаимодействие между электрически заряженными частицами.

Магнитное поле - это векторная величина, характеризующая взаимодействие между заряженными частицами при их движении.

Уравнения классического электромагнетизма, предложенные Дж. Максвеллом, связывают оба этих поля в единый релятивистски инвариантный тензор электромагнитного поля.

Тензор - это математическая абстракция для характеристики многомерного объекта, который не меняет своей сущности при движении наблюдателя, описывающего данный объект. Таким образом, тензор - это то, что остаётся неизменным независимо от того, движемся ли мы по отношению к заряженным частицам, порождающим электромагнитное поле, или остаёмся неподвижными. Подобная "неизменность" в математике как раз и именуется "инвариантностью".

Таким образом, для характеристики электромагнитного поля требуется измерить все компоненты вектора электрического поля, все компоненты магнитного поля, затем составить матрицу тензора электромагнитного поля.

Концепции близкодействия для электромагнитного поля

1. Взаимодействие между отдалёнными друг от друга электрически заряженными телами осуществляется посредством электромагнитного поля, распределенного в пространстве.

2. Каждая электрически заряженная частица создает электромагнитное поле, действующее на другие заряженные частицы.

3. Электромагнитное воздействие передается через "посредника" - электромагнитное поле.

4. Скорость распространения электромагнитного поля равна скорости света в пустоте - примерно 300 000 км/с.

5. Взаимодействие между электрически заряженными телами происходит не мгновенно, и поэтому перемещение какой-либо заряженной частицы производит изменения в состоянии других частиц не в тот же самый момент, а лишь спустя какой-то определённый отрезок времени.

© Коледов В.В., Сазонов В.Ф., 2012.  © kineziolog.bodhy.ru, 2012

 

Концептуальные принципы магнетизма

Магнети́зм — это явления, основанные на магнитной составляющей электромагнитного поля.

Магнетизм (магнитология)  - это также раздел физики, изучающий свойства магнитных тел и связанных с ними явлений.

1. Орбитальное и внутреннее движения электронов в атоме создают внутриатомные микроскопические электрические токи. Они, так же как и ток, текущий по обычным проводам, создают в окружающем пространстве магнитное поле, определяющее силы притяжения и отталкивания между носителями тока.

2. Каждый электрон и каждое ядро атома представляет собой "атомный магнитик". В силу этого все тела, построенные из атомов, являются источниками магнитного поля, или магнетиками  (Вонсовский С.В.).

3. Кроме "вещественной" формы материи существует её "полевая" электромагнитная форма - это статическое электрическое и магнитное поля, а также электромагнитные волны в таких формах как видимый свет и невидимые для человека излучения - инфракрасные, ультрафиолетовые, радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи. Они частично также обладают магнитными свойствами. Таким образом, всё в окружающем мире, от элементарных частиц вещества до безграничного космического пространства, заполненного световой материей, имеет магнитную природу.

4. Большинство тел слабомагнитны. Это обусловлено тем, что в обычных условиях все микроскопические атомные магнитики распределены в пространстве хаотически, направления их полей не упорядочены и потому результирующий эффект всего тела оказывается нулевым. И только с помощью внешних воздействий  можно заставить "зазвучать" магнетизм слабомагнитного тела.

5. Всегда, когда заряженные частицы начинают двигаться, они создают магнитное поле помимо электрического.

6. Магнитное поле может существовать без всяких электрически заряженных тел или частиц - в качестве компонента электромагнитной волны.

7. Движение заряженных частиц может быть не только прямолинейным, но и внутренним движением по орбитам или собственное вращение (спин).

8. Всякие тела и вещества создают вокруг себя магнитные поля различной силы.

9. Как правило, магнетизм является небольшим. Причинами этого являются небольшие скорости движения заряженных частиц и разнонаправленные движения этих частиц. Разнонаправленные поля взаимокомпенсируют друг друга.

10. Явление магнитного упрядочения возникает при синхронном движении частиц. Это упорядочение может быт объяснено только с позиций квантовой механики (как, впрочем, и само существование твёрдых тел, типа кристаллов).

      Виды магнитного упорядочения:

     1. Ферромагнитное - частицы коррелируют и направления их магнитного момента совпадают.

     2. Антиферромагнитное - соседние частицы имеют противоположно направленный магнитный момент.

     3. Ферримагнетизм -

     4. Спиновое стекло -

     5. Геликоидальное -

11. Сила магнитного взаимодействия по отношению к электрическому зависит от скорости заряженной частицы. Электрическиме и магнитные взаимодействия сравнялись бы друг с другом по величине в том случае, если бы заряженные частицы двигались по отношению друг к другу со скоростью порядка скорости света. Одако обычно их скорость не выше 1% от неё. Поэтому магнитные взаимодействия часто называют релятивистскими, и они являются слабыми.

12. Сила магнита может быть велика, что достигается за счёт взаимной корреляции отдельных атомных магнитных моментов. Такую корреляцию можно вызвать только с помощью электрической силы, которая намного больше магнитной.

13.

Дополнительные материалы:

znaniya-sila.narod.ru/phisics/phisics_atom_02.htm
nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000060/st046.shtml
www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/karpenk/index.php

 © Коледов В.В., Сазонов В.Ф., 2012.  © kineziolog.bodhy.ru, 2012

Ваша оценка: 
0
Голосов пока нет