تعريف الأقطاب المغناطيسية وطريقة تحديدها

تعريف الأقطاب المغناطيسية وطريقة تحديدها، المجال المغناطيسي المحيط بالأرض هو المجال الذي ينبثق من قلب الأرض، وهذا المجال هو ما يحمي الكوكب من الإشعاع الشمسي، وبدونه ينزع الغلاف الجوي للأرض بسبب الرياح الشمسية الناتجة عن هذا الإشعاع و سيؤدي هذا إلى تدمير الكوكب، كوكب الأرض عبارة عن مغناطيس أرضي كبير يتميز بأقطاب مغناطيسية، وهما القطب الشمالي والقطب الجنوبي، وتقع هذه الأقطاب في أعلى وأسفل الكوكب، ويميل المجال المغناطيسي للأرض بزاوية 10 درجات من القطب.

المجال المغناطيسي

يخلق المجال المغناطيسي تيارًا كهربائيًا وينتج عدد من المعادن المنصهرة التي تتدفق في قلب الأرض ، وفي الواقع هذا ما حدث مع المريخ ، فهو أحد الكواكب الصخرية التي لها نواة معدنية وتدور. على محوره ، والفرق بين كوكب المريخ والأرض هو أن الأرض تحتوي على معدن منصهر يمكنها أن تولد تيارًا كهربائيًا ، ويعتقد كثير من العلماء أن هذا هو سبب فقد المريخ غلافه الجوي ، حيث لا يمتلك مجالًا مغناطيسيًا لحمايته. كما هو الحال على الأرض.

من أين يأتي المجال المغناطيسي

هناك بعض الغموض حول هذا الأمر ، لكن يتفق معظم العلماء على أن المجال المغناطيسي يبدأ في قلب الكوكب ، وتصف نظرية الدينامو كيف يحافظ الكوكب على مجاله المغناطيسي ، والدينامو هو مصدر المجال المغناطيسي ويتم إنشاؤه بواسطة المواد الدوارة مثل الحديد المنصهر داخل الأرض وتكون موصلة للكهرباء.

تعريف الأقطاب المغناطيسية

عند تحديد الأقطاب المغناطيسية ، نجد أنها تلك النقاط التي يأتي منها التدفق المغناطيسي ، وهذه الأقطاب هي التي تتحكم في الجاذبية التي تميز مفهوم المغناطيسية. نلاحظ أن البوصلة تتبع القطب المغناطيسي وليس القطب الجغرافي ، ونجد أيضًا أن القطبين الشمالي والجنوبي يجذبان بعضهما البعض.

لا يمكن معرفة وتتبع وحدات الأقطاب المغناطيسية بدون مجهر ، فهي في تناقض مباشر مع القوى الكهربائية مثل الإلكترونات والبروتونات التي قد تسببها نتيجة الشحنات الكهربائية المنفصلة الفعلية ، وكذلك القوى المغناطيسية. تنشأ بين هذه الشحنات الكهربائية أثناء حركتها.

كيفية تحديد الأقطاب المغناطيسية

قد لا تكون الأقطاب المغناطيسية ثابتة أثناء تجولها عبر سطح الكوكب ، وعند تحديد الأقطاب المغناطيسية ، وجدنا أن القطب الشمالي المغناطيسي يقع عند 86.54 شمالاً 170.88 شرقاً ، ويقع داخل المحيط المتجمد الشمالي ويتجه عادةً من كندا إلى سيبيريا ، بينما يقع القطب الجنوبي المغناطيسي في 64.13 جنوبًا 136.02 شرقًا ، قبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية في اتجاه أستراليا.

أما عن طريقة تحديد الأقطاب المغناطيسية ، فهناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها تحديد القطب المغناطيسي منها:

• استخدام البوصلة: يمكن استخدام البوصلة المغناطيسية ونضعها بالقرب من المغناطيس ولا يجب أن تلمسها ، ونراقبها بعناية لنرى أين تشير إبرة البوصلة ، وعادة ما تشير إلى القطب الشمالي للأرض عند النهاية ، والقطب الجنوبي في النهاية.
• معرف القطب المغناطيسي: هو مغناطيس نيوديميوم ذو حجم صغير ، وهو مطلي وموجود في منتصف الغلاف البلاستيكي المستدير. يشير هذا المعرف إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي بجوار الأقطاب المغناطيسية.
• محدد موقع القطب المغناطيسي: مع محدد موقع القطب المغناطيسي ، يتم تصور الأرض كمغناطيس عملاق ، والقطب الشمالي الجغرافي هو في الواقع القطب الجنوبي ولكن لمغناطيس نيوديميوم ، وبالتالي فإن القطب الشمالي في المغناطيس هو القطب الجنوبي للبوصلة.
• معرف القطب الإلكتروني: في هذه الطريقة ، يتم توجيه طرف قلم تحديد موقع القطب الإلكتروني إلى أي مكان من المغناطيس ، ثم يتم الضغط على الزر لإضاءة مؤشر LED ، والذي يعمل على إظهار القطبين.

تاريخ تحول وانعكاس الأقطاب المغناطيسية

قد تتغير الأقطاب المغناطيسية باستمرار ، لذلك نرى أنها تنعكس مئات المرات خلال مليارات السنين ، وهذه التغييرات ، كما أوضحت ناسا ، تحدث بين 200 إلى 300 ألف سنة ، وهذا يحدث على مدى آلاف السنين ، ومع هذه تظهر تغيرات الأقطاب بشكل عشوائي وتتجدد على سطح كوكبنا ، وآخر التغييرات التي حدثت ، نجد أنها حدثت منذ حوالي 780.000 سنة.

في السجل الجيولوجي وجدنا تاريخ المجال المغناطيسي ، ووجدنا أنه يحتوي على الكثير من الانعكاسات والتحولات ، ووجد العلماء أن هناك معادن تتماشى مع المجال المغناطيسي ، وهذه المعادن موجودة في طبقات الصخور الرسوبية ، وتتجدد هذه الصخور باستمرار ويمكن الحفاظ عليها لملايين ومليارات السنين.

خصائص خطوط المجال المغناطيسي

قام العلماء بالعديد من الاستكشافات المكثفة للمجال المغناطيسي ، والتي نتج عنها مجموعة من القواعد والخصائص الصارمة ، وهي:

• في الفضاء ، يلامس اتجاه المجال المغناطيسي خط المجال في أي نقطة ، وبالتالي تشير البوصلة إلى اتجاه هذا الخط.
• عندما تتقارب الخطوط ، تتناسب شدة المجال مع قرب الخط وكثافته ، ويحدث ما يسمى بكثافة المنطقة.
• من المستحيل عبور خطوط المجال المغناطيسي ، مما يعني أن هذا المجال فريد جدًا.
• قد تظل خطوط المجال المغناطيسي مستمرة ، مما ينتج عنه حلقات مغلقة ليس لها بداية أو نهاية وهذا ما يحدث مع القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
• لا تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي مع بعضها البعض.
• تشكل خطوط المجال المغناطيسي حلقة مغلقة ويصعب عبورها.
• خطوط المجال المغناطيسي لها اتجاه وحجم في أي نقطة في مجالها.
• من المعروف أن المجال المغناطيسي أقوى في القطبين الشمالي والجنوبي.
• هذا لأن خط المجال المغناطيسي يكون أكثر كثافة بالقرب من القطبين.

أين تتركز قوة المغناطيس

قد يكون المجال المغناطيسي بالنسبة للمغناطيس هو المنطقة المحيطة به ، وفي هذه المنطقة تتأثر العديد من الأجسام المعدنية ، ومنطقة المجال المغناطيسي حيث تكمن قوة المغناطيس هي الأقوى وهذه المنطقة هي الأقطاب المغناطيسية التي تحدثنا عنه ، وجاءت الفكرة عندما تم تعليق المغناطيس وأصبح حرًا في الدوران ، وتحول في اتجاه الشمال والجنوب ، مما أدى في النهاية إلى القطب الشمالي للمغناطيس أو القطب الجنوبي للمغناطيس.

وعندما تمت إضافة الأقطاب المغناطيسية معًا ، وجدنا أنها تجذب بعضها البعض لأنها مختلفة ، على عكس ما سيحدث لو كانت متشابهة ، وهذه هي نفس الفكرة التي تدعم فكرة الشحنات الكهربائية حيث توجد سالبة ورسوم موجبة.

في ختام المقال نجد أن كوكب الأرض يشبه المغناطيس العملاق، وأقطابها المغناطيسية تنجذب إلى بعضها البعض، يتكون الكوكب في الغالب من الحديد والنيكل وبعض الصخور النارية الموجودة في اللب الخارجي، والتي تتكون أيضًا من معادن، وتتحول إلى مغناطيس عملاق عندما يتحرك اللب الداخلي ليكون في الاتجاه المعاكس من اللب الخارجي.