Biegun magnetyczny - Polski Serwis Naukowy

Wskazania igły kompasu w pobliżu biegunów magnesu

Biegun magnetyczny - pojęcie używane w dwojakim znaczeniu:

w geografii, dla określenia miejsca na powierzchni Ziemi, w którym linie pola magnetycznego Ziemi tworzą kąt 90° z powierzchnią;

w początkowym etapie nauczania fizyki, w celu wyjaśnienia oddziaływania magnesów. Pojęcie to nie jest w fizyce sprecyzowane dokładnie.

Biegun magnetyczny w fizyce

Najpowszechniej używana jest następująca definicja:

Północ (symbol N, ang. north; polski skrót płn.) – jedna z czterech stron świata, odnosi się do kierunku, w którym znajduje się północny biegun geograficzny Ziemi.

Dipol (z gr. dipolos - dwa bieguny) to układ dwóch różnoimiennych ładunków lub biegunów magnetycznych. Układ można scharakteryzować przez wektor zwany momentem dipolowym. Dipol wytwarza charakterystyczne pole zwane polem dipolowym.

Biegun magnetyczny to miejsce igły magnetycznej, magnesu trwałego lub elektromagnesu, w którym natężenie pola magnetycznego ma największą wartość.

Igła magnetyczna ma dwa bieguny. Umieszczona w stałym polu magnetycznym ustawia się zgodnie z kierunkiem linii pola. W polu magnetycznym Ziemi jest to w przybliżeniu (na większości powierzchni Ziemi) kierunek zgodny z kierunkiem południków. W związku z tym końce igły nazywa się północnym (N) i południowym (S) – północnym jest koniec wskazujący geograficzny kierunek północny, południowym zaś koniec wskazujący geograficzne południe. Nazwy te w oczywisty sposób rozciągnięto na wszelkie magnesy, określając odpowiednio ich bieguny jako północne i południowe.

Biegun północny – najbardziej wysunięty na północ punkt na Ziemi. Można go definiować na cztery różne sposoby, jednak tylko dwa z nich są powszechnie używane. Wszystkie definicje mają jedną cechę wspólną – każda umiejscawia biegun na Oceanie Arktycznym.

Ładunek elektryczny ciała (lub układu ciał) – fundamentalna własność materii przejawiająca się w oddziaływaniu elektromagnetycznym ciał obdarzonych tym ładunkiem. Ciała obdarzone ładunkiem mają zdolność wytwarzania pola elektromagnetycznego oraz oddziaływania z tym polem. Oddziaływanie ładunku z polem elektromagnetycznym jest określone przez siłę Lorentza i jest jednym z oddziaływań podstawowych.

Analogicznie do prawa elektrostatyki, można sformułować prawo Coulomba dla magnetostatyki, opisujące oddziaływanie dwóch biegunów, jednak między tymi dwiema dziedzinami zachodzi istotna różnica. Wszystkie znane źródła pola magnetycznego posiadają parę biegunów magnetycznych - północny i południowy (dipol magnetyczny). Nie jest możliwe ich fizyczne rozdzielenie; przecięcie magnesu o dwóch biegunach tworzy dwa nowe magnesy, każdy o dwóch biegunach.

Elektromagnes – urządzenie wytwarzające pole magnetyczne w wyniku przepływu przez nie prądu elektrycznego. Zbudowany jest z cewki nawiniętej zazwyczaj na rdzeniu ferromagnetycznym, o otwartym obwodzie magnetycznym, zwiększającym natężenie pola magnetycznego w części otoczenia zwojnicy. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta przy wzroście natężenia prądu elektrycznego płynącego przez cewkę. Pole magnetyczne zanika, gdy prąd przestaje płynąć.

Ziemia (łac. Terra) − trzecia licząc od Słońca, a piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego. Pod względem średnicy, masy i gęstości jest to największa planeta skalista Układu.

Monopol magnetyczny (pojedynczy biegun N lub S) pojawia się jako cząstka w niektórych teoriach fizycznych, jednak nie został on nigdy zaobserwowany.

Biegun magnetyczny w geografii

Podobnie jak w przypadku ładunków elektrycznych, bieguny magnetyczne jednoimienne odpychają się, a różnoimienne przyciągają. Wynika stąd na pozór paradoksalny wniosek - skoro igła ustawia się swym biegunem północnym na północ, to w rejonie północnego bieguna geograficznego Ziemi znajduje się południowy biegun "ziemskiego magnesu" (i odwrotnie, koło południowego bieguna geograficznego - magnetyczny "biegun północny").

Południe (symbol S, od ang. south) - jedna z czterech głównych stron świata. Odnosi się do kierunku, w którym znajduje się południowy biegun geograficzny Ziemi. Na kompasie jest to (w przybliżeniu) azymut 180°, gdyż biegun geomagnetyczny nie pokrywa się z geograficznym (zobacz: deklinacja magnetyczna).

Ziemskie pole magnetyczne – pole magnetyczne występujące naturalnie wewnątrz i wokół Ziemi. Odpowiada ono w przybliżeniu polu dipola magnetycznego z jednym biegunem magnetycznym w pobliżu geograficznego bieguna północnego i z drugim biegunem magnetycznym w pobliżu bieguna południowego. Linia łącząca bieguny magnetyczne tworzy z osią obrotu Ziemi kąt 11,3°. Pole magnetyczne rozciąga się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od Ziemi, a obszar w którym ono występuje nazywa się ziemską magnetosferą.

Aby uniknąć nieporozumień i mieszania pojęć, w geografii i geofizyce nie określa się biegunów ziemskiego pola magnetycznego nazwami fizycznymi, a tylko geograficznymi. Tak więc biegun magnetyczny półkuli północnej nazywa się północnym, a biegun magnetyczny półkuli południowej południowym, mimo że "fizycznie" winny być nazywane akurat odwrotnie.

Pole magnetyczne — stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu.

Paradoks – sformułowanie zawierające efektowną, zaskakującą myśl, prowadzącą do wniosku sprzecznego z powszechnie uznawanymi przekonaniami lub sprzecznego wewnętrznie.

Zobacz też

Ziemskie pole magnetyczne

Biegun geomagnetyczny

Biegun geograficzny

Monopol magnetyczny