Unterschied zwischen Magnetismus und Elektromagnetismus

Hauptunterschied - Magnetismus vs. Elektromagnetismus

Magnetismus und Elektromagnetismus sind grundlegende Konzepte der Physik. Das Hauptunterschied zwischen Magnetismus und Elektromagnetismus ist das der Begriff Der Begriff „Magnetismus“ umfasst nur Phänomene aufgrund von Magnetkräften, wohingegen „Elektromagnetismus“ umfasst Phänomene, die sowohl auf magnetische als auch auf elektrische Kräfte zurückzuführen sind. In der Tat elektrische und magnetische Kräfte sind beide Manifestationen eines einzigen elektromagnetische Kraft.

Was ist Magnetismus?

Magnetismus ist ein Begriff, der verwendet wird, um jedes Phänomen zu beschreiben, das einem Magnetfeld zugeordnet werden kann. Magnete können Kräfte auf andere Magnete oder magnetische Materialien ausüben. EIN Magnetfeld wird als ein Bereich beschrieben, in dem Magnete / magnetische Materialien eine Kraft erfahren. Magnete haben Stangen, benannt "Nordpole" und "Südpole". Gleiche Pole (Nord-Nord oder Süd-Süd) stoßen ab und ziehen im Gegensatz zu Polen (Nord-Süd) an. Magnetpole wurden niemals alleine beobachtet (ein Nordpol wird immer von einem Südpol begleitet).

Magnetismus kommt von einer Eigenschaft von Elektronen, die als bekannt ist Dreh (Hier ist es wichtig zu erwähnen, dass sich dies nicht auf das Elektronenspinnen bezieht physikalisch, Vielmehr gibt es eine Eigenschaft eines Elektrons, die mit Hilfe der Mathematik erklärt werden kann, ähnlich der Mathematik, mit der beschrieben wird, wie sich Objekte in der klassischen Physik "drehen". Spin gibt Elektronen eine Eigenschaft namens magnetisches Moment. Normalerweise sind magnetische Momente benachbarter Elektronen in entgegengesetzte Richtungen und heben sich daher auf.

In Materialien, die magnetisiert wurden, sind die magnetischen Momente der Elektronen jedoch ausgerichtet. Die kombinierten magnetischen Momente ermöglichen es einem magnetisierten Material, Kräfte auf andere magnetische Materialien auszuüben. Wenn Sie ein Material in ein magnetisches Feld platzieren, kann das äußere Feld dazu führen, dass sich die magnetischen Momente der Elektronen in den Atomen des Materials ausrichten, wodurch das Material magnetisiert wird. Der Grad der Magnetisierung eines Materials hängt sowohl von der Art des Materials als auch von der Stärke des äußeren Magnetfelds ab. Einige Materialien behalten die Ausrichtung der magnetischen Momente bei sogar wenn das äußere Magnetfeld wird entfernt und sie werden zu Permanentmagneten.

Was ist Elektromagnetismus?

Elektromagnetismus ist ein Begriff, der Phänomene beschreibt, die der Elektrizität zugeschrieben werden können oder magnetische Kräfte. Elektrische und magnetische Felder sind miteinander verbunden, und sie können als Aspekte eines betrachtet werden elektromagnetische Kraft, wie wir weiter unten erwähnen werden.

Vor den 1820er Jahren hatten Wissenschaftler durch verschiedene Experimente die Eigenschaften von Elektrizität und Magnetismus kennen gelernt. Im Jahr 1820 bemerkte Hans Christian Ørsted (ein dänischer Physiker), dass, wenn ein Kompass in die Nähe eines elektrisch leitenden Leiters gebracht wird, die Nadel des Kompasses abgelenkt wird (wenn der Kompass in der richtigen Ausrichtung gehalten wird). Dies war der erste endgültige Hinweis, dass es einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt. Die Tatsache, dass ein Leiter, der einen elektrischen Strom führt, ein Magnetfeld erzeugt, ist sehr nützlich. Zum Beispiel ermöglicht es uns, Elektromagnete herzustellen, indem einfach ein elektrischer Strom um einen gewickelten Draht geschickt wird.

Ein Elektromagnet, hergestellt durch Senden eines elektrischen Stroms um einen Leiter.

Nach der Entdeckung von Ørsted begannen viele andere Wissenschaftler, die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus näher zu untersuchen. Es wurde entdeckt, dass wenn zwei stromführende Leiter nahe beieinander gehalten werden, sie aufeinander einwirken. Der französische Physiker André Ampère entwickelte bald eine Gleichung, um die Anziehungskraft zwischen zwei solchen Leitern in Bezug auf die Größe des von ihnen getragenen Stroms zu beschreiben.

In den 1830er Jahren entdeckte der englische Physiker Michael Faraday, dass, wenn ein Leiter in einem sich ändernden Magnetfeld gehalten wird, ein Strom durch den Leiter fließt, während sich das Magnetfeld ändert. Er demonstrierte dies auf zwei Arten: Erstens zeigte er, dass, wenn ein Permanentmagnet in einem gewickelten Leiter hin und her bewegt wird, ein Strom im Leiter fließt. Zweitens zeigte er, dass ein Leiter, der keinen Strom führt, in der Nähe eines anderen Leiters gehalten wird ist ein Strom fließt, dann kann ein Strom in den ersten Leiter fließen, indem der Strom in dem anderen Leiter geändert wird. In den 1860er Jahren kombinierte James Clerk Maxwell die Ideen von Ampère und Faraday, brachte sie alle in einer mathematischen Form zum Ausdruck und zeigte, dass Elektrizität und Magnetismus beide Aspekte eines allgemeineren zugrunde liegenden Phänomens sind. Mit der speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein konnte gezeigt werden, dass das, was ein Beobachter als elektrisches Feld erlebt, tatsächlich von einem anderen als Magnetfeld erlebt werden kann.

Die Geschichte endete nicht dort: In den 70er Jahren zeigten die theoretischen Physiker Sheldon Glashow, Abdus Salam und Steven Weinberg, dass sich die elektromagnetischen Kräfte bei hohen Energien genauso verhielten schwache nukleare Kräfte tat Ihre Erkenntnisse wurden später durch Experimente bestätigt und führten zu neuen Erkenntnissen Vereinigung In der Physik: Die elektromagnetische Kraft und die schwache Kraft wurden zu einer einzigen zusammengefasst elektroschwache Kraft. Die Kombination dieser elektroschwachen Kraft mit den beiden anderen Grundkräften: der starken Kernkraft und der Gravitationskraft bleibt die größte Herausforderung in der Physik.

Unterschied zwischen Magnetismus und Elektromagnetismus

Umfang

Magnetismus bezieht sich nur auf Phänomene, die durch magnetische Kräfte verursacht werden.

Elektromagnetismus bezieht sich auf Phänomene, die sowohl durch elektrische als auch durch magnetische Kräfte verursacht werden.

Verweise

Byrne, C. (2015, 2. Januar). Eine kurze Geschichte des Elektromagnetismus. Abgerufen am 29. Oktober 2015 von UMass Lowell

Bild mit freundlicher Genehmigung

“The Finished Magnet” von Shal Farley (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 2.0], via flickr