Magneta dupoluso

La magneta dupoluso estas la plej elementa formo en kiu povas okazi magnetismo. Ĉiuj komplikaj magnetaj strukturoj povas esti kunmetitaj el dupolusoj.

Manko de magnetaj ŝargoj

Magnetaj kampolinioj havas nek komencon, nek finon. La magneta kampo estas ĉiam senfonta, t. e. sen diverĝenco.

Nuntempe sciencistoj spekulacias pri magnetaj unupolusoj (analogaj al la unuopaj pozitivaj aŭ negativaj elektraj ŝargoj), sed ĝis nun neniu sukcesis malkovri ilin. Oni nomas la du finojn de longoforma magneto kaj de elektromagneto iliaj magneta nord- kaj sudpoluso. Tute ne eblas separi la du polusojn. Se oni tranĉas longoforman magneton je la mezo, tiam ĉe la dividlinio estiĝas nova nord- kaj sudpoluso kaj ĉiu parto formas denove dupoluson.

Ekzisto kaj signifo de magnetaj dupolusoj

Magnetaj kampolinioj estigitaj de elektra kurento fluanta en cirkla volvo. 

En klasika  elektrodinamiko  magneta dipoluso estas produktita de cirkla kurento $I$ , kiu ĉirkaŭas la areon ${\vec {\Omega }}$ . Ĝia magneta dipolusa momanto ${\vec {\mu }}$ estas:

${\vec {\mu }}=I{\vec {\Omega }}$

Ankaŭ ĉiuj elementaj partikloj, kiuj estas elektre ŝargitaj kaj havas propran angulan movokvanton  (spino) estas magnetaj dupolusoj. Inter ili estas kvarkoj kaj elektronoj kaj sekve ankaŭ la el ili konsistantaj atomkernoj kaj atomoj. Tiuj dpolusoj tre gravas en nuklea kaj partikla fiziko. 

Kampo de dupoluso

Magneta dupoluso estigas magnetan kampon, kies valoro en distanco  ${\vec {r}}$ egalas al 

${\vec {B}}({\vec {r}})\,=\,{\frac {\mu _{0}}{4\pi r^{2}}}\,{\frac {3{\vec {r}}({\vec {\mu }}\cdot {\vec {r}})-{\vec {\mu }}r^{2}}{r^{3}}}\ .$

$r$ estas la valoro $|{\vec {r}}|$ de ${\vec {r}}$, $\mu _{0}$ estas la magneta konstanto kaj $4\pi r^{2}$ estas la surfaco de la sfero je distanzo  $r$.

Tiu formulo validas sendepende de la formo de la volvo, de la volvaĵo, de la magneto aŭ de atomo. Gravas nur, ke la distanco $r$ estu granda rilate al la dimensioj de la dupoluso mem.

En magneta kampo ${\vec {B}}$ al magneta dupoluso efikas la torda momanto 

${\vec {M}}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}},$

Cetere la magneta dupoluso havas potencialan energion kiuj dependas de la angulo rilate al la direkto de la kampo. 

$E_{\mathrm {pot} }=-{\vec {\mu }}\cdot {\vec {B}}.$

Se la kampo ne estas  homogena, je la unua ordo agas la forto

${\vec {F}}=-{\vec {\nabla }}(-{\vec {\mu }}\cdot {\vec {B}})$

kun la nabla operatoro $\nabla$.

La magnetaj proprecoj de peco da  materio dependas de la magnetaj dupolusoj, enhavitaj de ĝi  (kiel en fero-, antifero- kaj paramagnetismo) aŭ estigataj, kiam ĝi troviĝas en magneta kampo  (diamagnetismo).

Vidu ankaŭ

• Magneta unupoluso