پاسخ پرسش 2 فصل 3 فیزیک یازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام پرسش ۲-۳ فیزیک یازدهم سلام! این پرسش دو مفهوم مهم در مغناطیس را بررسی می‌کند: تک‌قطبی نبودن و القای مغناطیسی. **۱- دریافت از شکل الف: عدم وجود تک‌قطبی مغناطیسی** * **مشاهده:** شکل الف نشان می‌دهد که اگر یک آهن‌ربای میله‌ای را بشکنیم، به جای اینکه قطب‌های N و S از هم جدا شوند، هر تکه خودش تبدیل به یک آهن‌ربای کامل با دو قطب N و S مجزا می‌شود. این فرایند را می‌توان بارها و بارها تکرار کرد و حتی با رسیدن به ذرات بنیادی مانند الکترون، باز هم هر ذره یک دوقطبی مغناطیسی است. * **دریافت و نتیجه‌گیری:** **تک‌قطبی مغناطیسی در طبیعت وجود ندارد.** یعنی هیچگاه نمی‌توان یک قطب N را از یک قطب S جدا کرد. هر آهن‌ربایی، هرچقدر هم که کوچک باشد، همواره دارای دو قطب شمال و جنوب است. این یکی از تفاوت‌های اساسی بین مغناطیس و الکتریسیته است، زیرا در الکتریسیته بارهای مثبت و منفی (تک‌قطبی‌های الکتریکی) می‌توانند از هم جدا باشند. **۲- توضیح پدیدهٔ القای مغناطیسی (شکل ب)** * **مشاهده:** شکل ب نشان می‌دهد که وقتی یک آهن‌ربا به یک واشر آهنی (که در ابتدا خاصیت مغناطیسی ندارد) نزدیک می‌شود، واشر به آهن‌ربا می‌چسبد. سپس خود این واشر نیز خاصیت آهن‌ربایی پیدا کرده و می‌تواند واشر بعدی را جذب کند. این زنجیره ادامه پیدا می‌کند. * **توضیح پدیده:** به این پدیده **القای مغناطیسی** می‌گویند. مواد فِرومغناطیس (مانند آهن) از حوزه‌های مغناطیسی بسیار کوچکی تشکیل شده‌اند که هر کدام مانند یک آهن‌ربای ریز عمل می‌کنند، اما جهت‌گیری آن‌ها نامنظم و کاتوره‌ای است، بنابراین در مجموع خاصیت مغناطیسی از خود نشان نمی‌دهند. وقتی یک آهن‌ربای خارجی (مانند آهن‌ربای میله‌ای) به آن‌ها نزدیک می‌شود، این حوزه‌ها تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی قرار گرفته و با آن **هم‌جهت** می‌شوند. این هم‌جهت شدن باعث می‌شود که کل قطعه آهن خودش تبدیل به یک **آهن‌ربای موقت** شود. * **چرا همواره جذب وجود دارد؟** وقتی قطب S آهن‌ربا را به واشر نزدیک می‌کنیم، آن سر واشر که به آهن‌ربا نزدیک‌تر است، تبدیل به قطب **مخالف** یعنی N می‌شود و سر دورتر واشر تبدیل به قطب S می‌شود. طبق قانون برهم‌کنش قطب‌ها، قطب‌های غیرهمنام (S آهن‌ربا و N القا شده در واشر) یکدیگر را **جذب** می‌کنند. اگر هم قطب N آهن‌ربا را نزدیک می‌کردیم، سر نزدیک واشر قطب S القا می‌شد و باز هم جاذبه رخ می‌داد. بنابراین، در پدیده القای مغناطیسی، همیشه قطب مخالف در سمت نزدیک‌تر ایجاد می‌شود و به همین دلیل **همواره نیروی جاذبه** بین آهن‌ربا و جسم فرومغناطیس وجود دارد.