Les lois des aimants
Les lois du magnétisme ont eu un effet profond sur la science et la culture. Depuis les premières années du 19ème siècle, les scientifiques ont travaillé pour identifier et expliquer les différentes lois physiques régissant le comportement des aimants dans une variété de contextes. En 1905, la compréhension scientifique du magnétisme a évolué au point qu'elle a contribué à la création de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Bien qu'une compréhension détaillée et approfondie du magnétisme nécessite des efforts considérables, vous pouvez obtenir un aperçu général de ces lois fondamentales relativement rapidement.
Explorer la première loi du magnétisme
Les lois du magnétisme ont été largement développées et affinées depuis les expériences d'Orsted, Ampere et d'autres scientifiques désormais célèbres au début des années 1800. La loi la plus fondamentale introduite à cette époque est le concept selon lequel les pôles d'un aimant ont chacun leur propre charge positive ou négative distincte et n'attirent que les pôles chargés de manière opposée. Par exemple, il est presque impossible d'empêcher deux pôles magnétiques chargés positivement de se repousser. D'un autre côté, il est difficile d'empêcher un pôle magnétique chargé positivement et négativement d'essayer de se déplacer l'un vers l'autre.
Là où ce concept devient particulièrement intéressant, c'est lorsqu'un aimant préexistant est découpé en deux aimants différents et plus petits. Après la coupe, chacun des petits aimants a ses propres pôles chargés positivement et négativement, quel que soit l'endroit où le plus grand aimant a été coupé.
Le concept de pôles chargés de manière opposée est communément appelé la première loi du magnétisme .
Définir la deuxième loi du magnétisme
La deuxième loi du magnétisme est légèrement plus complexe et se rapporte directement à la force électromotrice des aimants eux-mêmes. Cette loi particulière est communément appelée loi de Coulomb .
La loi de Coulomb stipule que la force exercée par le pôle d'un aimant sur un pôle supplémentaire respecte une série de règles strictes, notamment :
- La force est directement proportionnelle au produit des forces du pôle.
- La force existe en proportion inverse du carré de la distance médiane entre les pôles.
- La force dépend du milieu spécifique dans lequel les aimants sont placés.
La formule mathématique couramment utilisée pour représenter ces règles est :
F = [K x M x M)/d]
Dans la formule, M et M représentent les forces des pôles, D est égal à la distance entre les pôles et K est une représentation mathématique de la perméabilité du milieu dans lequel les aimants sont placés.
Considérations supplémentaires sur les aimants
La théorie des domaines du magnétisme fournit des informations supplémentaires sur le comportement des aimants. Introduite pour la première fois en 1906 par Pierre-Ernest Weiss, la théorie des domaines magnétiques cherche à expliquer les changements qui se produisent à l'intérieur d'une substance lorsqu'elle devient magnétisée.
Les grandes substances magnétisées consistent en de plus petites zones de magnétisme, communément appelées domaines. Dans chaque domaine se trouvent des unités plus petites appelées dipôles. La nature complexe de la composition magnétique permet la présence continue du magnétisme lorsque des unités magnétiques plus grandes sont brisées ou séparées.
Comprendre comment se produit la démagnétisation
Les aimants ne restent pas magnétisés pour toujours. Une démagnétisation délibérée peut se produire par la réorganisation des dipôles à l'intérieur de l'aimant lui-même. Divers processus peuvent être utilisés pour y parvenir. Le chauffage d'un aimant au-delà de son point de Curie, qui est la température à laquelle il est connu pour manipuler les dipôles, est une méthode populaire. Une autre méthode pour démagnétiser une substance consiste à appliquer un courant alternatif à l'aimant. Même sans appliquer aucune de ces méthodes, un aimant se démagnétise lentement au fil du temps dans le cadre d'un processus de dégradation naturelle.