Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Sorulara Dön
Emirhan Uysal
Üye
3

Mıknatısların yapısı ve manyetizmasını açıklayabilir misiniz?

1) Mıknatısların yapısı nasıldır? 2) Manyetik alan çizgileri ne için kullanılır? 3) Manyetik alan çizgilerinin özellikleri nelerdir
621 görüntülenme
  • Soruyu Takip Et
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tüm Reklamları Kapat
1 Cevap
Enes Demir
Enes Demir
47K UP
Omg Albert einstein

Manyetizma ve Dünyamız

Pusulanın ibresi nereyi gösterir? Tabii ki Dünya’nın manyetik kuzey kutbunu. Oysa manyetik kuzeye ulaştığınız zaman pusula iğnesinin kendi çevresinde çılgınca dönmeye başladığını göreceksiniz. Neler oluyor derseniz pusula ibresi manyetik alan çizgilerini gösterir. Manyetik alan çizgileri de Dünya’nın manyetik alanını biçimlendirir fakat bu çizgiler manyetik kuzeyde Dünyamızı terk ederek uzaya yükselir! Gerçi yukarı çıkan şeyler genellikle geri döner. Manyetik alan çizgileri de uzayda geniş bir eğri çizip kıvrılarak Dünya’ya geri döner ama bu kez manyetik güney kutbuna doğru bükülür.

Tüm Reklamları Kapat

Kısacası kuzey kutbundan uzaya çıkan manyetik çizgiler güney kutbundan Dünya’nın içine girer. Mademki biz de evrenin manyetik alanını inceleyerek kozmik manyetizmanın galaksileri nasıl oluşturduğunu görmek istiyoruz ve mademki Dünya da evrenin bir parçası, öyleyse Dünya’nın manyetik alanıyla başlayalım. Ne de olsa Dünya’daki en güçlü manyetik alanı gezegenin çekirdeği üretir. Dünyanın Güneş Sistemi ve Güneş’in oluşumundan kalan zayıf bir manyetik alanı vardır.

Bunun dışında sıvı demir–nikel dış çekirdek Dünya ile ters yönde ve gezegenden biraz yavaş olarak iç çekirdek çevresinde döner. Katı demir–nikel çekirdek de Yeryüzüyle aynı yönde ama biraz hızlı döner. Dış çekirdeğin dönüşü dinamo etkisiyle güçlü bir elektrik alanı üretir. Bu da Dünya’nın orijinal statik manyetik alanıyla etkileşime girerek gezegenin dinamik manyetik alanını oluşturur. Dünya’nın güçlü manyetik alanı atmosferi güneş rüzgarı tarafından parçalanmaktan korur.

Tüm Reklamları Kapat

Manyetizma ve fizik kuvvetleri

Öncelikle bütün fizik kuvvetlerinin menzili sonsuzdur: Güçlü ve zayıf nükleer kuvvet, elektromanyetizma ve yerçekimi… Buna karşın fizik kuvvetlerinin şiddeti sonludur; yani fizik kuvveti sonsuza ulaştıkça o kadar seyrelip zayıflar ki artık ölçülemez olur. Oysa bazı fizik kuvvetleri daha yakın mesafelerde zayıflar. Bazıları da yerçekimi gibi milyarlarca ışık yılı uzaktan bile ölçülür. Üstelik her fizik kuvvetinin zayıflama nedeni başkadır. Örneğin atom çekirdeklerini bir arada tutan güçlü çekirdek kuvveti elastik olması sebebiyle atom çekirdeği çapının hemen dışında zayıflar (Bkz. kuarklar).

Elektromanyetik kuvvetin diğer görünümü olan elektrostatik kuvvet ise artı ve eksi elektrik yüklerinden oluşur. Bu yükler uzun mesafede ortalama eş sayıda olup birbirini sıfırladığı için elektrostatik etkileşim kısa menzillidir. Nitekim Fizik Bozan Çıplak Tekillikler yazısında anlattığım gibi kara deliklerin net yükü sıfırdır; çünkü içine düşen madde uzun vadede eş miktarda pozitif ve negatif iyon içerecektir. Manyetizma ise bu açıdan yerçekimiyle kardeş sayılır. İkisi de sonsuz uzaklıkta ölçülebilir etki gösterir:

Mesela yerçekimi on milyar ışık yılı uzaktaki galaksi kümelerinin birbirini çekmesini sağlar. Manyetizma ise çok daha ilginçtir! Elinizdeki mıknatıs tabii ki Güneş’i kendine çekmez veya Güneş mıknatısı çekmez. Oysa ikisi manyetik alan çizgileriyle birbirine bağlıdır ve maddeyi moleküler, hatta atomik ölçekte ince ince şekillendirir. Bu biraz da elektrik alanında eş yüklerin birbirini itmesine benzer. Atomlarınızdaki elektronlar birbirini itmese seyrek bir gaz bulutundan farkınız kalmazdı ve bir sandalyeye dahi oturamazdınız. Hayalet gibi içinden geçip yerin içine batardınız. Peki manyetizma nasıl çalışır?

Ve manyetizma neden sonsuzdur?

Manyetik alanlar elektron gibi elektrik yüklü parçacıklar uzayda hareket ederken oluşur. Bir elektrik kablosunda olduğu gibi elektronların içinden geçtiği telin atomları elektriksel açıdan nötr olabilir. Oysa artı ve eksi yüklü parçacıklar kabloda ters yönlerde gidiyorsa halka şekilli kesiti olan doğrusal manyetik alan oluşturur. Bu da manyetik alan çizgilerinin birbirine eklenmesini sağlar.

Manyetik çizgiler birbirine bağlanırken manyetik alanı şiddeti artar. Gerçi manyetizma sürekli uzaya yayıldığı için manyetarlar ve kara delikler gibi istisnai örnekler dışında çok güçlü manyetik alanlar üretmez. Oysa ne demiştik? Manyetizmanın menzili sonsuz ama şiddeti sonludur. Manyetik çizgiler birbirine bağlandığına göre manyetizmanın ölçülebilir etkisi astronomik uzaklıklara ulaşacaktır. Manyetizma menzilinin sonsuz olma sebebi budur. Aynı sebeple manyetizma evrendeki maddeyi şekillendirir. Aşağıda bunu nasıl yaptığını da göreceğiz.

Oysa Youtube’daki sözde bilim kanallarının iddia ettiği gibi evreni asıl şekillendiren kuvvet manyetizma değildir. Yerçekimi maddeyi toparlar ve manyetizma ancak bundan sonra büyük ölçekte ölçülebilir etkiler oluşturur. Dolayısıyla manyetizma yerçekiminin rakibi değil, tamamlayıcısıdır. Astrofizikçilerin galaksiler, yıldızlar ve gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlaması için de bu yüzden önemlidir. Şimdi gelelim elektronların nasıl manyetik alan ürettiğine… Elektrik kuvvetinin taşıyıcısı olan elektronlar mikroskobik birer çift kutuplu mıknatıstır. Bu nedenle hareket eden elektronlar manyetik alan üretir.

Tüm Reklamları Kapat

Manyetizma halkaları ve iki kutupluluk

Üstelik manyetik alan çizgileri resimdeki gibi hareket eden elektronların çevresinde eşmerkezli halkalar yaratır. Bunun sebebi manyetik alan ve elektrik alanının birbirine hep dik açı yapmasıdır. Ayrıca nasıl ki elektronların manyetik çizgileri manyetik kuzey kutbundan çıkıp manyetik güneye batıyor, Dünya’nın manyetik çizgileri de kuzeyden çıkıp güneye batıyor. Neden derseniz dış çekirdeğe bakalım. Dış çekirdek saat yönünde dönerken içindeki demir–nikel atomlarının elektronları da ekvatora paralel dönüyor. Bu da Dünya’nın tıpkı dev bir elektron gibi iki kutuplu bir manyetik alan oluşturmasını sağlıyor:

Elektrik alanı ve manyetizma

Resimde Dünya’nın iki kutupla manyetik alanını görüyorsunuz. Öncelikle elektronlar dış çekirdekle birlikte Dünya çevresinde ve ekvator hizasında halka şeklinde döner. Manyetik alanlar da halka şekilli bu elektrik alanının çevresine elektromıknatıs bobinleri gibi sarılır. Nitekim soğan kabuğu gibi çok katmanlı beyaz çizgiler manyetik alanın kesitini gösteriyor. Şimdi manyetik çizgilerin birbirine bağlanarak manyetizmayı ve Dünya’nın manyetik alanını güçlendirmesinin asıl sebebini görelim

Tüm Reklamları Kapat

Ne de olsa elektrik mühendisleri şunu soracaktır: “Mademki elektronlar başlı başına birer mıknatıs, neden sadece hareket ettiği zaman birbirine bağlanarak güçlenen manyetik alan çizgileri üretiyor?” Güzel soru. Öncelikle hareketsiz elektron yoktur. Belirsizlik ilkesi nedeniyle tüm kuantum parçacıklar gibi elektronlar da titreşir. Ayrıca kendi çevresinde bir nevi döner (Bkz. Elektron spini). Böylece birbirine bağlanan manyetik alanlar yaratır.

Dahası nasıl ki manyetik alan elektrik alanı çevresinde sarılmak ister, elektrik alanı da manyetik alan çevresinde sarılmak ister. Bu da Dünya’nın manyetik çizgilerinin Güneş’in çizgileriyle nasıl birleştiğini anlamak için çok önemlidir. Örneğin bir elektromıknatısın bobinlerinden (sargılarından) geçen elektrik akımını oluşturan elektronlar dairesel hareket yapar. Keza kuzey–güney yönünde mıknatıslanan bir metalin mıknatıslanma sebebi de metaldeki elektronların manyetik kutuplarının o yönde hizalanmasıdır.

Manyetik çizgilerin uzaya kaçması

Dünya’nın iki kutuplu manyetik alanında halka şekilli elektrik alanları oluşur. Bu halkalar manyetik çizgileri takip ederek kuzey kutbuna yükselir. Oysa dairesel olarak hareket eden bu elektronlar kendi iki kutuplu manyetik alanını da üretir! Böylece kuzey kutbundan yükselen diğer halka şekilli elektrik alanlarını mıknatıslı bir hortum gibi kendine çeker (anımsayın: manyetik alan elektrik alanına diktir).

Tüm Reklamları Kapat

Uzaya çıkan diğer halka şekilli elektrik alanları da kendi iki kutuplu manyetik alanını üretir. İşte bu nedenle iki kutuplu manyetik alan çizgileri hep diğer iki kutuplu manyetik kaynakların ürettiği çizgilere bağlanmak ister. Böylece Dünya’nın manyetik çizgilerini uzaya çeken güçlü bir çekim etkisi oluşur.

Buna rağmen manyetik çizgilerin büyük kısmı gezegen çevresinde bükülerek güney kutbundan yerkabuğunun içine batar. Oysa bir kısmı Dünya’dan kopup uzaya kaçar ve Güneş’in manyetik alanıyla birleşir. Nasıl ki Hohmann transfer yörüngeleri Dünya yörüngesini Ay yörüngesine bağlar, Dünya’dan yükselen manyetik çizgilerle uzaya çıkan elektrik alanlarının ürettiği yeni manyetik çizgiler de gezegenin manyetik alanını Güneş’e bağlar.

Doğal mıknatıslar ve galaktik manyetizma

Doğal mıknatıs derken uzay süpernova kalıntısı toz tanecikleriyle kaplıdır. Metalik toz tanecikleri ise galaksinin manyetik alanına göre mıknatıslanır. Tıpkı mıknatıstan etkilenen demir tozu gibi…. Üstelik ışık ışınları mıknatıslı bulutun içinden geçerken toz taneciklerine çarpar. Bu sırada toz tanecikleri kendi manyetik alanıyla ışığı oluşturan fotonları etkileyerek ışığı polarize eder. Gerçi elektrik alanı ve manyetik alan hep birbirine dik açı yapar.

Öte yandan polarize olmuş ışıkta sadece belirli yönlerde dik açı yapar (Bkz. Aynalar Neden Sadece Sağı Sola Çevirir?). Biz de ışığın nasıl çarpıldığına bakarak galaksinin manyetik alan çizgilerini açığa çıkarırız. Galaktik manyetik alan haritasını çıkarırız. Bunu da 2013’te göreve başlayan Planck uzay teleskopu çok iyi yaptı. Planck’ın evreni oluşturan büyük patlamadan kalan ışığı görmesi gerekiyordu. Bunun için de galaksimizin manyetik alanını fondan silmek zorundaydı.

Planck önce manyetik alanı ölçtü ve sonra veri kümesinden silerek kozmik mikrodalga artalan (CMB) ışımasını görüntüledi. Yeri gelmişken evrenin manyetik alan haritasını da çıkardı. Biz de galaktik manyetik alanla kozmik manyetizmayı birleştirince Van Gogh eserlerine benzeyen izlenimci bir tabloyla karşılaştık.

Süpernovalar ve manyetizma

Bu bağlamda süpernova patlamalarının saçtığı iyonize gazın manyetik alan çizgilerini galaktik dinamo güçlendirir. Bazen de merkezdeki süper kütleli kara deliği saran plazma bulutu çizgilerine bağlar. Diğer yandan evrende yıldız oluşum hızı yüzde 5’e düşmüştür. Oysa galaktik dinamo gaz akışını hızlandırarak Samanyolu’nun yaşama uygun olabilecek yeni yıldızlar oluşturmasını geç yaşına rağmen kolaylaştırır.

Nasıl ki Güneş’in manyetik alan çizgileri iyonize plazmayı manyetik kafese sıkıştırıp titreşimini sınırlandırarak soğutur (güneş lekeleri), galaktik manyetik alan da gaz ve toz bulutlarına aynısını yapar.

Böylece gazı manyetik kafeslerle sıkıştırıp yeni yıldızlar oluşturmasını hızlandırır. Dahası süpernovanın uzaya üflediği gazlardan oluşan şok dalgasını iyonize gazın manyetik alan cephesi de güçlendirir.

Tüm Reklamları Kapat

Bu da iki büyük gaz bulutunun şiddetle çarpışıp sıkışarak yıldız doğurmasına yardım eder. Öte yandan tıpkı Dünya’nın kuzey kutbundan fışkıran manyetik çeşme çizgileri gibi galaktik kutuplardan da uzaya manyetik alan çizgileri fışkırır. (Galaksilerin manyetik kutupları vardır). Öyle ki bu çizgilere kapılan elektronlar galaksiyi terk ederek yıldızlararası uzaya çıkar. [1]

Umarım yardımcı olabilmişimdir iyi günler dilerim.

Kaynaklar

  1. kozand. Manyetizma Galaksileri Ve Evreni Nasıl Şekillendiriyor? » Kozan Demircan. (24 Temmuz 2021). Alındığı Tarih: 19 Kasım 2022. Alındığı Yer: Kozan Demircan | Arşiv Bağlantısı
4
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
  • Paylaş
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Sorulara Dön
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
Çernobil'den Sonraki En Büyük Felaket Kapımızda!
Çernobil'den Sonraki En Büyük Felaket Kapımızda!
Kızıl Cin: Türkiye'ye Düşen Nadir Yıldırım!
Kızıl Cin: Türkiye'ye Düşen Nadir Yıldırım!
Plasebo: Sadece İnanarak Hastalıklardan Kurtulabilir miyiz?
Plasebo: Sadece İnanarak Hastalıklardan Kurtulabilir miyiz?
Özgür İrade: Aldığımız Kararlarda *Gerçekten* Özgür müyüz?
Özgür İrade: Aldığımız Kararlarda *Gerçekten* Özgür müyüz?
Arabada/Gemide Neden Mideniz Bulanıyor (Araç Tutuyor)?
Arabada/Gemide Neden Mideniz Bulanıyor (Araç Tutuyor)?
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close