Взаимодействие магнитов

С древних времен магнитами называли стержни из специальной руды – магнитного железняка, обладающие определенными свойствами. В настоящее время такими свойствами естественных магнитов обладают искусственные магниты: стальные стержни, обработанные специальным образом. Однако магниты бывают и других форм: кольцевые, подковообразные, шаровые, плоские и др.

Среди особенностей взаимодействия магнитов с окружающими телами выделим те особенности стержневых магнитов, которые показывают, чем отличается магнитное взаимодействие от гравитационного и электростатического:

1. Магнит притягивает железосодержащие предметы: стальные гвозди, скрепки, чугунные трубы, железные опилки. Однако нельзя считать, что магнит обязательно должен притягивать изделия из материалов, которые содержат железо, или, наоборот, совсем не притягивает изделия из материалов, не содержащих железо. Некоторые сорта нержавеющей стали не притягиваются к магнитам, однако к ним притягиваются изделия из окислов хрома, кобальта и никеля.

Рис. 1

1. Концы намагниченных стержней сильнее притягивают железосодержащие предметы; это полюсы магнита.
2. Взаимодействуя с земным шаром, намагниченный стержень стремится повернуться так, что один из его концов указывает в сторону северного полюса Земли. Этот полюс магнита получил название северного и обозначается на рисунках буквой N. Противоположный конец стержня называется южным магнитным полюсом и обозначается буквой S.

Рис. 2

1. Одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Поэтому стрелка компаса своим северным полюсом указывает на южный магнитный полюс Земли, лежащий неподалеку от ее северного географического полюса.
   Силы отталкивания одноименных полюсов двух магнитов, расположенных на неизменном расстоянии, одинаковы и равны по модулю силам притяжения, которые возникают между разноименными полюсами тех же магнитов.

Рис. 3

1. Железосодержащие стержни при трении или контакте с магнитом намагничиваются. Например, если иголка полежит рядом с магнитом, то она начинает самостоятельно притягивать другую иголку.
2. Если изготовить несколько одинаковых тонких постоянных магнитов и собрать их в пучок, как показано на рисунке 4, то сила действия собранного магнита на магнитный полюс другого магнита оказывается пропорциональной числу магнитов в пучке. Последнее свойство позволяет применить принцип суперпозиции для описания взаимодействия магнитов.

Рис. 4

Попытки обнаружить монополюсный магнит, например разрезая стержневой магнит пополам, оказались безуспешными; у магнита всегда два полюса.