چه کاربردی برای مغناطیس وجود دارد؟ چرا روی مغناطیس نور می‌بینیم؟
مغناطیس‌ها در کاربردهای مختلف
کاربردها در تجهیزات الکتریکی
ژنراتور: در ژنراتور، مغناطیس عنصر کلیدی است که میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، در یک ژنراتور همزمان، مغناطیس روی روتور (که می‌تواند مغناطیس دائمی یا الکترومغناطیس باشد) چرخیده و باعث می‌شود پیچه‌های استاتور خطوط نیروی مغناطیسی را برش دهند. این امر طبق اصل القای الکترومغناطیسی یک القای الکتروموتوریک ایجاد می‌کند و سپس انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.
موتور: اصل کار موتور بر اساس عملکرد میدان مغناطیسی بر جریان است. مغناطیس (مغناطیس استاتور یا مغناطیس روتور) میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. وقتی جریان از پیچه موتور (پیچه روتور یا پیچه استاتور) عبور می‌کند، میدان مغناطیسی با جریان تعامل پیدا کرده و نیروی آمپری ایجاد می‌کند که باعث چرخش روتور موتور می‌شود و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را انجام می‌دهد. به عنوان مثال، در یک موتور مستقیم جریان، مغناطیس دائمی به عنوان استاتور عمل کرده و میدان مغناطیسی ثابتی ایجاد می‌کند که با تغییر جهت جریان در پیچه آرماتور، جهت و سرعت چرخش روتور را کنترل می‌کند.
کاربردها در دستگاه‌های الکترونیکی
بلندگوها و هدفون‌ها: بلندگوها و هدفون‌ها از مغناطیس‌ها برای تبدیل سیگنال‌های الکتریکی به صدا استفاده می‌کنند. در یک بلندگو، مغناطیس دائمی و یک پیچه (پیچه صدایی) به سیگنال صوتی متصل شده است. وقتی جریان صوتی از پیچه صدایی عبور می‌کند، پیچه صدایی تحت تأثیر نیروی آمپری در میدان مغناطیسی مغناطیس دائمی لرزش می‌کند و این لرزش از طریق ساختاری مانند قاعده کاغذی بلندگو به صدا تبدیل می‌شود. هدفون‌ها به نحو مشابه بلندگوها کار می‌کنند، اما کوچک‌تر و فشرده‌تر هستند.
دستگاه‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی: درایوهای سخت (HDDs) سنتی از مغناطیس برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کنند. در داخل درایو سخت، دیسک‌هایی با سرعت بالا وجود دارد که با مواد مغناطیسی پوشیده شده‌اند. داده‌ها با استفاده از سر مغناطیس (که شامل الکترومغناطیس‌ها است) روی دیسک نوشته و خوانده می‌شوند. سر مغناطیس می‌تواند میدان مغناطیسی ایجاد کند و جهت مغناطیسی مواد مغناطیسی روی دیسک را برای نمایش داده‌های ۰ و ۱ تغییر دهد.
کاربردها در صنعت و زندگی روزمره
گیره‌های مغناطیسی و تجهیزات بلندکردن: در تولید صنعتی، مغناطیس می‌تواند برای ساخت گیره‌های مغناطیسی برای ثابت کردن و مدیریت قطعات از مواد فرومغناطیسی استفاده شود. به عنوان مثال، در کارگاه ماشین‌کاری، گیره‌های مغناطیسی می‌توانند به راحتی قطعات کوچک را روی میز کار برای ماشین‌کاری ثابت کنند. تجهیزات بلندکردن مغناطیسی می‌توانند برای بلند کردن قطعات بزرگ از مواد فرومغناطیسی مانند فولاد قدیمی استفاده شوند. تجهیزات بلندکردن مغناطیسی می‌توانند به راحتی چند تن فولاد قدیمی را بلند کنند.
سنسورهای مغناطیسی: در صنعت خودرو، سنسورهای مغناطیسی به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، سنسورهای سرعت از تغییرات میدان مغناطیسی برای تشخیص سرعت چرخ استفاده می‌کنند. در برخی سیستم‌های کنترل دسترسی، سنسورهای مغناطیسی نیز برای تشخیص وضعیت باز و بسته بودن دروازه استفاده می‌شوند و تشخیص و انتقال سیگنال از طریق تعامل میدان مغناطیسی بین مغناطیس و سنسور انجام می‌شود.
حوزه پزشکی: در تکنیک‌های تصویربرداری پزشکی، مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، از میدان‌های مغناطیسی قدرتمند و پالس‌های فرکانس رادیویی برای تعامل با هسته‌های هیدروژن در بافت‌های بدن انسان استفاده می‌شود و سپس با تشخیص سیگنال‌های منتشر شده توسط هسته‌های هیدروژن، تصاویر دقیقی از داخل بدن انسان ایجاد می‌شود.
دلیل نور دیده شده روی مغناطیس
معمولاً مغناطیس‌ها خود نور نمی‌دهند. اگر نور روی مغناطیس دیده می‌شود، ممکن است چند حالت وجود داشته باشد:
بازتاب نور خارجی: سطح مغناطیس ممکن است صاف باشد و نور محیط اطراف را بازتاب می‌کند. به عنوان مثال، در نور قوی، سطح مغناطیس مانند آینه نور را بازتاب می‌کند و این باعث ایجاد توهم نور روی مغناطیس می‌شود.
اثرات نوری ویژه مواد مغناطیسی (کمتر رایج): برخی مواد مغناطیسی ممکن است تحت شرایط میدان مغناطیسی خاص، اثرات نوری ویژه‌ای داشته باشند، مانند اثرات مغناطیس-نوری. اثرات مغناطیس-نوری شامل اثر دوران فارادی است که در آن جهت قطبیت نور در عبور از مواد مغناطیسی چرخانده می‌شود. اگر در یک دستگاه آزمایشی خاص یا ماده مغناطیسی خاص، این تغییر نور به دلیل اثرات مغناطیس-نوری مشاهده شود، اما این پدیده معمولی برای مغناطیس‌های معمولی نیست.
