ViewWiki

העולם, קצת יותר מקרוב

מגנטיות.

מגנט משפיע למרחק, גם דרך חלל ריק. קרבו שני מגנטים זה לזה וראו את השדה הבלתי נראה שמושך אותם זה אל זה או דוחף אותם זה מזה.

גלו את הסצנה מאמר אינטראקטיבי

01 / הניסוי

השפעה שאי אפשר לראות.

חשפו את השדה, ואז הביאו מגנט שני, כשהוא פונה לאחד משני הכיוונים, וקרבו אותו.

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „מגנטיות”, שעוסקת בשאלה: למה מגנט נצמד למקרר, אבל לא לדלת מעץ?
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

ההסבר שלמטה זמין כבר עכשיו, בזמן שהסצנה נטענת.

מגנטי מוט מפלדה צבועה, שווים בעוצמתם, על גיליון נייר. קווי השדה מצוירים במקומות שבהם השדה חזק ביותר.הקווים הם דרך לצייר את השדה, לא דברים שקיימים במרחב, ומצויר רק החצי שמעל הנייר. החצים שעליהם מסמנים את כיוון השדה, מצפון לדרום; שום דבר לא זורם לאורכם. נסורת הברזל מראה את כיוון השדה רק על הנייר, והיא גסה יותר מנסורת אמיתית. כשמזיזים את הצגת השדה קרוב לסופו, היא מתיישרת, כמו שהיא מתיישרת כשמקישים על הנייר.

02 / שלושה סידורים

לבד, במשיכה, בדחייה.

אותם מגנטים. התבנית ברווח שביניהם מגלה את הכוח.

התבנית01

מגנט אחד

קווי השדה יוצאים מהקוטב הצפוני, מתפשטים אל המרחב שמסביב וחוזרים אל הקוטב הדרומי. חתכו את המגנט, וכל חצי יחזור על אותה תבנית.

קווים
מתעגלים מ־N אל S
כוח
אין כוח על עצמו
שדה
חזק ביותר בקטבים
משיכה02

צפון מול דרום

קטבים מנוגדים פונים זה אל זה. הקווים של מגנט אחד עוברים ישר אל תוך השני, ושני המגנטים נמשכים לאורכם עד שהם נפגשים.

קווים
מתחברים ישר מצד לצד
כוח
משיכה זה אל זה
שדה
חזק ברווח
דחייה03

צפון מול צפון

קטבים זהים פונים זה אל זה. הקווים של כל מגנט אינם יכולים להיכנס אל השני, ולכן הם מתעקמים הצידה והמרחב שביניהם שוקט. המגנטים נדחפים זה מזה.

קווים
מתעקמים הצידה
כוח
דחייה זה מזה
שדה
ריק באמצע
הרעיון הגדול

מגנט ממלא את המרחב סביבו בשדה. איפה שהקווים של שני מגנטים מתחברים, הם מושכים; איפה שהקווים מתעקמים הצידה, הם דוחפים.

N ↔ S

השפעה בלתי נראית

קרבו מגנט אל מהדק נייר, והמהדק יקפוץ אליו עוד לפני שהם נוגעים זה בזה. משהו פועל דרך הרווח שביניהם. המשהו הזה הוא השדה של המגנט: אזור של השפעה שממלא את המרחב סביבו, חזק ביותר קרוב למגנט ונחלש במהירות ככל שמתרחקים ממנו.

אי אפשר לראות שדה ישירות. אפשר לראות רק את מה שהוא עושה. פזרו נסורת ברזל סביב מגנט והקישו על הנייר. כל הקשה משחררת את הגרגרים להסתובב, וכל גרגר מסתדר בכיוון השדה במקום שבו הוא נמצא, קודם כול אלה שליד הקטבים. יחד הם משרטטים את צורתו.

שני קצוות, תמיד

לכל מגנט יש שני קטבים, שנקראים הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי. השדה חזק ביותר בקטבים וחלש ביותר סביב האמצע. חתכו מגנט לשניים, ולא תקבלו חצי צפוני וחצי דרומי: תקבלו שני מגנטים קטנים יותר, ולכל אחד מהם שני הקטבים. איש עוד לא מצא קוטב בודד.

הכלל לשני מגנטים קצר. קטבים מנוגדים מושכים זה את זה; קטבים זהים דוחים זה את זה. קוטב צפוני מושך אליו קוטב דרומי, ודוחה מעליו קוטב צפוני אחר.

נסו: בחרו צפון מול דרום והורידו את המרחק ביניהם עד 7, הכי קרוב שאפשר. אחר כך בחרו צפון מול צפון באותו מרחק, והשוו איך הקווים מתעקמים.

חזרה לניסוי

קווים שאף פעם לא נחתכים

הסצנה מציירת את השדה כקווי שדה. הם יוצאים מהקוטב הצפוני, מתעגלים דרך המרחב שמחוץ למגנט וחוזרים אל הקוטב הדרומי; החצים שעליהם מראים את הכיוון הזה. שום דבר לא נע לאורך קו: הוא רק אומר לאן הייתה מחט של מצפן מצביעה במקום הזה. איפה שהקווים צפופים השדה חזק; איפה שהם מתפזרים הוא חלש. קווים אף פעם לא נחתכים, כי בכל נקודה השדה יכול להצביע רק לכיוון אחד.

כששני מגנטים פונים זה אל זה צפון מול דרום, הקווים שלהם מתחברים לתבנית אחת שעוברת ישר מאחד אל השני. כשהם פונים צפון מול צפון, הקווים של כל מגנט מתעקמים הרחק מהמגנט השני, והרווח שביניהם מתרוקן. התבנית במרחב היא הדחיפה או המשיכה עצמן, שנעשו גלויות לעין.

מה מגיב, ומה לא

מגנט מושך ברזל, ניקל וקובלט, וגם פלדה, כי היא עשויה בעיקר מברזל. על עץ, זכוכית, אלומיניום או נחושת הוא לא משפיע כלל. ההבדל נמצא בתוך האטומים: בכמה מתכות האטומים עצמם הם מגנטים זעירים, ושדה קרוב מיישר אותם כך שכל החתיכה הופכת למגנט, כל עוד השדה נמצא שם. לכן מהדק נייר נצמד למגנט, ובזמן שהוא צמוד אליו הוא יכול להרים מהדק נוסף.

כדור הארץ הוא מגנט

לכדור הארץ יש שדה משלו, שנוצר מזרמים של ברזל נוזלי שמתערבלים עמוק מתחת לפני השטח. בהשוואה למגנט של מקרר הוא חלש, אבל הוא מגיע אלפי קילומטרים אל תוך החלל. מחט של מצפן היא מגנט קטן שחופשי להסתובב, והיא נעה עד שהיא מסתדרת בכיוון השדה הזה; כך מצאו יורדי ים את דרכם במשך אלף שנה, לפני שהיו לוויינים. אותו שדה מכוון חלקיקים טעונים מהשמש אל הקטבים, ושם הם מאירים את השמיים בזוהר הקוטב.

מותר לעשות בהם שימוש חוזר, עם קרדיט ל־ViewWiki וקישור לעמוד הזה.

04 / ללמוד את זה בקורס

תרגול, צעד אחר צעד.

השיעור הזה מלמד את הנושא עם שאלות שנבדקות.

  1. שדה מגנטי פיזיקה · מגנטיות והשראה