Manyetik alan nedir? Nasıl oluşur ? Hangi unsurlar rol oynar?

Merhabalar Yiğit,

öncelikle tanımlardan yola çıkarsak eğer;

Elektrik Alan : Sınırlandırılmış bir bölgede bulunan yüklerin, bir noktada birim yüke uygulayabileceği net elektrik kuvvetidir. Yani ortama yeni bir yük eklerken, var olan yüklerin yarattığı bir alan varmışcasına düşünür ve yükümüzün ondan etkilendiğini var sayarız.

Şimdi düşünelim, elektronlar da orbitallere iki zıt dönüş ekseninde döner biçimde yerleşmişlerdir. Elektronlar, orbitallerinde hem hareketlilerdir, hem de çevrelerinde yüklerinden dolayı elektrik alan oluşturuyorlar. Yani her atomun aynı enerji seviyedeki orbitallerinin her birinde yerleşmiş iki elektronu, birbirine eşit büyüklükte çevrelerindeki elektrik alanlarını değiştirirler, ama biri azaltırken diğeri artırır.

Bunların birbirini dengelemesi ve maddenin atomlarının çevresinde manyetik kuvvet oluşturmaması için orbitallerin dolu olması ve herhangi bir orbitalinin tek elektronlu olmaması gerekir.

Eğer eşlenmemiş elektrona sahip orbital yapısındaki her bir elektron, maddenin tüm atomlarınca aynı yönde doğrultulanır ve eş dönüş stili kazandırılırsa, bu madde çevresinde manyetik alan üretir. (Manyetik Alan, uygulanmaya hazır manyetik kuvvet etkisi oluşacak bir bölgede varolduğu düşünülen bir alandır.) Yani bu maddeler bir mıknatıstır. Eğer aynı yönde doğrultulanma mümkün değilse, bu maddeler de manyetik alandan etkilenir ama mıknatıs özelliği göstermezler.

Manyetik alan, hareketli yüklerin birbirlerine etki ettirdikleri kuvvetin kaynağı olan alana denir. Temel fizik seviyesinde baktığımızda, manyetik alan oluşumundan sorumlu olan şey hareketli yüklerdir. Ancak (temel fizik seviyesindeki inceleme dahilinde) sadece "hareketli yüklerin" varlığı yeterli değil. Hareketli yüklerin kararlı bir akım oluşturuyor olması gerekir. Yani yüklerin hareketi esnasında, içinde hareket ettikleri hacmin herhangi bir yerinde birikmiyor ya da yoğunlukları azalmıyor olmalı. İşte en temel seviyede manyetik alan kaynağı bu kararlı akımdır. Bu kararlı akımın oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü, akım şiddetinin büyüklüğüne, içinde manyetik alan oluşan uzayın boş uzay olup olmamasına ve manyetik alanın hesaplanacağı noktanın bu akıma uzaklığına bağlı olarak değişir.

Çoğu gezegenin manyetik alanı ve elektromıknatısların oluşturduğu manyetik alan yukarıda anlatılan mekanizma ile oluşur.

Daha ileri seviyedeki incelemeler (kuantum fiziği) ile akım oluşturmasa da, temel parçacıkların "spin" denilen özelliklerinden dolayı manyetik alan oluşturdukları görülür. Doğal mıknatıs gibi sistemlerin manyetik alan oluşturma mekanizması da "spin" kavramı merkezinde açıklanır.