Magnetisk feltlinje
En magnetfeltlinje eller magnetisk fluxlinje viser retningen af en magnetkraft og magnetens styrke.
Idéen om kraftlinjer blev opfundet af Michael Faraday. Hans teori er, at hele virkeligheden består af selve kraften. Hans teori forudsiger, at elektricitet, lys og tyngdekraft har begrænsede spredningsforsinkelser. Einsteins teori er i overensstemmelse med dette.
Man kan få magnetiske feltlinjer til at vise sig, som om de var fysiske fænomener. F.eks. danner jernspåner, der er placeret i et magnetfelt, linjer, der svarer til "feltlinjer".
Hvis der er mange linjer gennem en magnet og ikke er meget plads mellem dem, er magneten stærk. Hvis linjerne mellem en magnet er langt fra hinanden, og der ikke er mange linjer, er magneten svag. En måde at bestemme styrken af en magnet på er at lave et forsøg med jernfilspåner. Jernspånerne vil blive tiltrukket af magneten og bevæge sig i form af fluxlinjerne. Man ser så på jernfilamenternes form og ser afstanden mellem fluxlinjerne. Dette giver dig en idé om magnetens styrke.
Når man bruger jernspåner til at vise et felt, ændrer man det magnetiske felt, så det bliver meget større langs jernets "linjer". Dette skyldes jernets store permeabilitet i forhold til luft. Magnetfelternes "linjer" vises også visuelt i polarlys, når partikler forårsager synlige striber af lys, der er på linje med den lokale retning af Jordens magnetfelt.
Magnetfeltlinjerne er ligesom konturlinjerne (konstant højde) på et topografisk kort, idet de repræsenterer noget kontinuerligt, og en anden kortskala ville vise flere eller færre linjer. Der er en fordel ved at bruge magnetfeltlinjer som repræsentation. Mange love inden for magnetisme (og elektromagnetisme) kan formuleres fuldstændigt og kortfattet ved hjælp af enkle begreber som f.eks. "antallet" af feltlinjer gennem en overflade. Disse begreber kan hurtigt "oversættes" til deres matematiske form.
Selve det magnetiske felt har ikke "linjer" i sig. "Linjerne" er udelukkende jernspåner, der selv bliver polariseret, reagerer på hinanden og på feltet og stiller N og S op i forhold til hinanden i feltet. Hvis man kunne se de egentlige kraftfelter, ville de være skraverede og have en gradient, med en tungere, tykkere skygge nær den stærkere del af magneten, der aftager jo længere væk man kommer fra kilden. Og i alle 3 dimensioner, hvilket jernfiletdemonstrationer ikke kan gengive. Ferrofluider vil reagere i alle 3 dimensioner og kan mere præcist gengive et felt, bortset fra tyngdekraften, der skaber en vægtbegrænsning. Hvis man holder en stærk magnet foran en CRT-type skærm med en hvid skærm, kan man også give en gengivelse af felterne, uden at der er synlige "kraftlinjer". Problemet med at bruge ferro/magnetiske materialer til at se et felt er, at materialerne selv bliver magnetiseret og ændrer det oprindelige felt til at omfatte deres egen påvirkning.
Retningen af de magnetiske feltlinjer, der repræsenteres af den linje, som jernspåner drysset på papir over en stangmagnet angiver
Kompasser viser retningen af det lokale magnetfelt. Som det ses her, peger magnetfeltet mod magnetens sydpol og væk fra dens nordpol.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er en magnetfeltlinje?
A: En magnetfeltlinje er en visuel repræsentation af retningen og styrken af en magnetkraft.
Spørgsmål: Hvem opfandt ideen om kraftlinjer?
A: Idéen om kraftlinjer blev opfundet af Michael Faraday.
Spørgsmål: Hvordan kan man bestemme en magnetes styrke?
Svar: Man kan bestemme styrken af en magnet ved at lave et forsøg med jernspåner. Jernspånerne vil blive tiltrukket af magneten og bevæge sig i form af fluxlinjer, hvilket giver en indikation af, hvor stærk eller svag magneten er.
Spørgsmål: Hvad forårsager synlige striber i polarlys?
Svar: Synlige striber i polarlys skyldes partikler, der er på linje med Jordens magnetfelt.
Spørgsmål: Hvordan adskiller magnetfelter sig fra topografiske kort?
A: Magnetfelter adskiller sig fra topografiske kort ved at repræsentere noget kontinuerligt, og forskellige kortskalaer vil vise flere eller færre linjer. Topografiske kort repræsenterer en konstant højde på et kort, mens magnetfelter repræsenterer noget kontinuerligt, der ændrer sig afhængigt af den skala, der anvendes til at se det.
Spørgsmål: Hvorfor er det vanskeligt at se de faktiske felter uden at ændre dem?
A: Det er vanskeligt at se de faktiske felter uden at ændre dem, fordi ferro/magnetiske materialer bliver magnetiseret, når de udsættes for dem, og dermed ændrer det oprindelige felt, så det omfatter deres egen påvirkning.
Sp: Hvilke måder kan man se en nøjagtig repræsentation af et felt på uden at ændre det?
A: Nogle måder, hvorpå man kan se en nøjagtig repræsentation af et felt uden at ændre det, er ved hjælp af ferrofluider (som reagerer i alle 3 dimensioner) eller ved at holde en stærk magnet foran en CRT-type skærm med hvid skærm (som ikke giver nogen synlige "linjer").
