Bản dịch máy từ tiếng Nga (gpt-5-6-mini). Chưa được người kiểm tra. Bản gốc →
49
Có bao
nhiêu
cực
ở nam châm
N. A. Minx
Tất nhiên, ai cũng biết rằng nam châm có hai cực — cực bắc và cực nam. Có thể dễ dàng tự kiểm tra điều đó. Nếu lấy một chiếc kim sắt kim loại hoặc một chiếc thước và dùng nam châm vĩnh cửu chà lên nó luôn theo cùng một hướng, thì chiếc kim sẽ bị nhiễm từ. Dùng la bàn có thể dễ dàng biết đầu nào của chiếc kim đã trở thành cực bắc, còn đầu nào — cực nam. Nếu bẻ chiếc kim, thì mỗi mảnh của nó sẽ là một nam châm riêng biệt, và mỗi mảnh tất nhiên sẽ có hai cực — cực bắc và cực nam. Dù chúng ta có bẻ chiếc kim thành bao nhiêu phần đi nữa, mỗi mảnh nhỏ luôn luôn sẽ có hai cực — cực bắc và cực nam.
Thí nghiệm nhiễm từ một thanh sắt được thực hiện bởi học sinh lớp 8 (nay đã là lớp 9) ở thành phố Artemovsk, tỉnh Donetsk, Igor Gofman, nhưng em đã tạo ra được một nam châm có những tính chất đáng kinh ngạc. Em viết như sau: «Làm nam châm dạng thanh, tôi đã dùng một chiếc thước thép đã được nhiễm từ, còn để xác định các đường sức — dùng mạt sắt kim loại. Đã thu được một bức tranh, trên đó thấy rõ 5 cực (hình 1). Khi đưa la bàn dọc theo thước, tôi nhận thấy kim quay lúc bằng đầu này, lúc bằng đầu kia, điều đó chứng tỏ có các cực khác tên».
Vậy vấn đề nằm ở đâu? Vừa rồi chúng ta đã chắc chắn nói rằng nam châm luôn có hai cực, còn nam châm do Igor tạo ra — có nhiều cực. Bức tranh về các đường sức từ trông như thể có vài
50
thể thấy rằng nó có ba cực — hai cực bắc ở hai đầu và cực nam ở giữa.
Igor không viết làm thế nào em đã tạo ra được nam châm có nhiều cực. Có thể làm như sau. Lấy một chiếc kim và đồng thời dùng các cực cùng tên của hai nam châm chà lên nó từ giữa sang phải và sang trái. Sẽ thu được một nam châm có ba cực. Có thể thu được số lượng lớn các cực bằng cách chỉ nhiễm từ các đầu của chiếc kim, hoặc bằng các cuộn dây. Cần bật một số cuộn dây sao cho các từ trường do những cuộn dây bên cạnh tạo ra có hướng ngược nhau. Nếu bây giờ đặt một thanh làm bằng thép từ tính chất lượng cao vào bên trong các cuộn dây, rồi sau đó tắt dòng điện, thì thanh sẽ có nhiều cực. Khi đó các cuộn dây phải đủ dài, vì những nam châm ngắn rất dễ bị khử từ. Điều này liên quan đến điều sau đây. Bất kỳ nam châm nào cũng có thể bị khử từ nếu đặt nó vào một từ trường ngoài hướng ngược với trường bên trong chính nam châm. Nhưng các từ trường do chính nam châm tạo ra ở bên trong và bên ngoài có hướng ngược nhau (hình 3). Trường ngoài do chính nam châm tạo ra sẽ khử từ nó. Nam châm càng ngắn thì từ trường khử từ bên ngoài
Hình 3.
Hình 4.
mà nó tạo ra ở cùng một độ nhiễm từ của mẫu càng mạnh. Vì vậy các nam châm dài được bảo toàn tốt hơn các nam châm ngắn, và không thể tạo ra các nam châm rất ngắn.
Khả năng giữ được độ nhiễm từ không chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cực, mà còn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu làm nam châm. Ví dụ, băng từ, trên đó ghi âm nhạc, gồm một số lượng lớn các nam châm nhỏ ngang ngắn. Những nam châm nhỏ này khác nhau về độ lớn của trường mà chúng tạo ra. Có thể ước lượng số lượng các nam châm nhỏ như vậy trên 1 mm băng. Ta coi rằng tần số âm thanh là 1000 Hz và băng chuyển động với tốc độ 10 cm/giây. Khi đó số lượng nam châm nhỏ trong một centimet sẽ là . Tức là 10 nam châm nhỏ trong mỗi milimet!
Hình 4 cho thấy sự xen kẽ của các vùng có hướng từ khác nhau trong tinh thể. Các dải sáng — cực bắc hướng về phía người quan sát, các dải tối — ngược lại. Ảnh được chụp trong những điều kiện đặc biệt dưới kính hiển vi. Phóng đại 500 lần.