ما هو استخدام المغناطيس؟ لماذا نرى الضوء على المغناطيس؟
استخدامات المغناطيس
تطبيقات في الأجهزة الكهربائية
المولد الكهربائي: في المولد الكهربائي، يعتبر المغناطيس المكون الرئيسي الذي ينتج المجال المغناطيسي. على سبيل المثال، في المولد المتزامن، يدور المغناطيس الموجود في الدوار (ويمكن أن يكون مغناطيسًا دائمًا أو كهرومغناطيسيًا)، مما يؤدي إلى قطع ملف الفازة للمجال المغناطيسي، مما ينتج عنه قوة كهربائية مستحثة وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، ثم يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
المحرك: يقوم مبدأ عمل المحرك على تأثير المجال المغناطيسي على التيار. ينتج المغناطيس (مغناطيس الثابت أو مغناطيس الدوار) مجالًا مغناطيسيًا. عندما يمر التيار عبر ملف المحرك (ملف الدوار أو ملف الثابت)، يتداخل المجال المغناطيسي مع التيار لإنتاج قوة أمبيرية، مما يجعل دوار المحرك يدور ويحقق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. على سبيل المثال، في المحرك الكهربائي المباشر، يعمل المغناطيس الدائم كثابت لإنتاج مجال مغناطيسي ثابت يتحكم في اتجاه دوران الدوار وتغيير سرعته بتغيير اتجاه التيار في ملف الذراع.
تطبيقات في الأجهزة الإلكترونية
المكبرات والسماعات: تستخدم المكبرات والسماعات المغناطيس لتحويل الإشارات الكهربائية إلى صوت. يوجد في المكبر مغناطيس دائم وملف (ملف الصوت) متصل بالإشارة الصوتية. عندما يمر التيار الصوتي عبر ملف الصوت، يهتز ملف الصوت تحت تأثير القوة الأمبيرية في المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، ويتم تحويل هذا الاهتزاز إلى صوت عبر بنية مثل حوض الورق للمكبر. تعمل السماعات بطريقة مشابهة للمكبرات ولكنها أصغر وأكثر تراصًا.
أجهزة التخزين المغناطيسية: تستخدم الأقراص الصلبة التقليدية (HDDS) المغناطيسية لتخزين البيانات. داخل القرص الصلب هناك أقراص دوارة عالية السرعة مطلية بمواد مغناطيسية. يتم كتابة البيانات وقراءتها على القرص بواسطة رأس مغناطيسي (يحتوي على كهرومغناطيس). يمكن للرأس المغناطيسي إنتاج مجال مغناطيسي، ويتغير اتجاه المغناطيسية للمادة المغناطيسية على القرص حسب الحاجة لتمثيل بيانات 0 و 1.
تطبيقات في الصناعة والحياة اليومية
الأجهزة المغناطيسية والرافعات: في الإنتاج الصناعي، يمكن استخدام المغناطيسية للمغناطيس لتصنيع الأجهزة المغناطيسية للفикس والتلاعب بالقطع من المواد المغناطيسية. على سبيل المثال، في ورشة الآلات، يمكن للأجهزة المغناطيسية بسهولة تثبيت القطع الصغيرة على المنضدة للتصنيع. يمكن استخدام الرافعات المغناطيسية لرفع القطع الكبيرة من المواد المغناطيسية، مثل عملية إعادة تدوير الخردة الحديدية، حيث يمكن للرافعات المغناطيسية بسهولة رفع عدة أطنان من النفايات الحديدية.
المستشعرات المغناطيسية: تُستخدم المستشعرات المغناطيسية بشكل واسع في صناعة السيارات. على سبيل المثال، يستخدم مستشعر السرعة تغييرات المجال المغناطيسي للكشف عن سرعة العجلة. في بعض أنظمة التحكم بالوصول، تُستخدم أيضًا المستشعرات المغناطيسية لكشف حالة فتح وإغلاق الباب، ويتم تحقيق الكشف والإرسال الإشارات عبر التفاعل المغناطيسي بين المغناطيس والمستشعر.
الحقل الطبي: في تقنيات التصوير الطبي، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، تُستخدم المجالات المغناطيسية القوية والنبضات ذات الترددات الراديوية للتفاعل مع نواة الهيدروجين في الأنسجة البشرية، ثم يتم اكتشاف الإشارات المنبعثة من نواة الهيدروجين لتوليد صور مفصلة للداخل البشري.
سبب الضوء المرئي على المغناطيس
عادةً، لا يصدر المغناطيس ضوءًا بنفسه. إذا رأيت ضوءًا على المغناطيس، قد يكون هناك عدة حالات:
انعكاس الضوء الخارجي: قد تكون سطح المغناطيس ناعمًا ويعكس الضوء في البيئة المحيطة، على سبيل المثال، تحت الضوء القوي، يعكس سطح المغناطيس الضوء كالمرايا، مما يعطي الوهم بأن الضوء موجود على المغناطيس.
التاثيرات الضوئية الخاصة للمواد المغناطيسية (غير شائعة): قد تمتلك بعض المواد المغناطيسية بعض الظواهر الضوئية الخاصة تحت ظروف المجال المغناطيسي المحددة، مثل التأثيرات المغناطيسية الضوئية. تتضمن التأثيرات المغناطيسية الضوئية تأثير دوران فارادي، حيث يدور اتجاه الاستقطاب للأشعة الضوئية أثناء مرورها عبر المواد المغناطيسية. إذا كان في جهاز تجريبي محدد أو مادة مغناطيسية خاصة، يمكن ملاحظة هذا التغيير في الضوء بسبب التأثير المغناطيسي الضوئي، لكن هذا ليس ظاهرة شائعة للمغناطيس العادية.
