Manyetik alan nedir?
Basit bir şekilde söylemek gerekirse, manyetik alan, mıknatısı çevreleyen bir bölgedir. Mıknatıslar, demiri çeken bir özelliğe sahip magnetit (ya da mıknatıstaşı) denilen madenden yapılmıştır. Bilim insanları, manyetik alanları açıklamak için manyetik alan çizgilerini kullanır. Bir mıknatısın manyetik alan çizgileri aşağıdaki resimde gösterilmektedir.
Bir mıknatıs N (North=kuzey) ve S (South=Güney) olmak üzere iki manyetik kutba sahiptir. Manyetik alan çizgileri, bu manyetik N kutbundan çıkar, ortamda yayılır ve manyetik S kutbuna geri dönerler. Bu hareket bir kısır döngü şeklinde devam eder. Böylece manyetik alan çizgileri kapalı bir döngü oluşturur.
Manyetik alan, diğer nesneler üzerine bir etki uyguladığı için çok önemlidir. Daha önce söylediğimiz gibi, mıknatıslar her zaman demirden yapılmış nesneleri çekerler. Bunu görmek için bir mıknatısın yanına bir çivi (demirden yapılmış) koyalım. Mıknatısın kendisine doğru çiviyi çektiğini bu şekilde gözlemleyebiliriz. Mıknatıs çiviyi kendisine doğru hareket ettirdiğinde mıknatıs ile çivi arasındaki çekiminin daha güçlü olduğuna dikkat edin. Eğer mıknatısı çividen uzaklaştırırsanız çekim gittikçe daha zayıf hale gelir ve yeterli uzaklıkta mıknatıs çiviyi çekmemeye başlar. Bu yüzden, çivi belli bir noktada mıknatısın ürettiği manyetik alan içine girer ve mıknatıs manyetik kuvvet ile çiviyi kendisine doğru çeker. Bu durumda, manyetik alanın çivi üzerine bir manyetik kuvvet uyguladığını söyleyebiliriz. Bu kuvvetin şiddeti mıknatıs ve çivi arasındaki uzaklığa bağlıdır.
Bununla birlikte, bir mıknatısın manyetik alanı ayrıca diğer mıknatıslar üzerine de bir manyetik kuvvet uygular. İki mıknatıs alın ve yanyana koyun. Farklı kutuplar (iki mıknatısın kuzey ve güney kutupları) birbirlerine yakın yerleştirildiğinde manyetik alan çizgileri mıknatısların birbirlerini çekmesine neden olur. Aynı kutuplar (iki mıknatısın kuzey veya güney kutupları) birbirlerine yakın yerleştirildiğinde manyetik alan çizgileri mıknatısların birbirlerini itmesine neden olur.
Pusulanın iğnesinin her zaman kuzey/güney noktalarını işaret etmesinin nedeni budur. Dünyanın manyetik kuzey kutbu pusula iğnesinin manyetik güney kutbunu çeker. Bu nedenle, pusula iğnesinin manyetik güney kutbu dünyanın kuzey kutbunu işaret eder. Eğer pusula iğnesinin yakınına güçlü bir mıknatıs yerleştirirseniz, iğne dönmeye başlar ve mıknatısın kuzey kutbunu gösterir. Eğer mıknatısı kaldırırsanız, iğne ilk konumuna geri dönecektir.
Ancak, manyetik alan üretmek için bir mıknatısın olması şart değildir. Ayrıca manyetik alan elektriksel yüklerin hareketi ile de üretilebilir. Bu yüzden elektrik akımları, bir tel boyunca elektronların hareketinden dolayı bir manyetik alan üretir. Bu Fransız Fizikçi Andre Marie Ampere (1775-1836) tarafından keşfedildi. Bu etki çok basit bir deney ile gösterilebilir.
Bu deneyi gerçekleştirmek için gerekli olay herşey iki tane tel, bir pil, bir pusula ve bir bobindir. Yukarıda gösterildiği gibi tel ve bobin pile bağlanır. Bu işlemi yapar yapmaz elektrik akımı bobin ve telden akmaya başlar. Şekilde de gösterildiği gibi elektrik akımı bobinde bir manyetik alan üretir. Daha sonra manyetik alan, pusulanın iğnesinin bobine doğru dönmesine neden olur. Pil ile tellerden birinin bağlantısı kesilir kesilmez, pusulanın iğnesi ilk konumuna geri dönecektir.
Doğada asla manyetik tek kutup bulunmaz. Çünkü manyetik alanın kaynağını hareketli elektriksel yükler oluşturur. Elektriksel yükler yüksek potansiyelden alçak potansiyele doğru hareket ederler. Bu hareket manyetik çift kutupları oluşturur.
Kaynak : http://www.cora.nwra.com/~werne/eos/text/magnetism.html