نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل مقطعًا عرضيًّا لجلفانومتر ذي ملف متحرك. أي من الأشكال الآتية يمثل تمثيلًا صحيحًا خطوط المجال المغناطيسي حول قلب الجلفانومتر؟
قبل أن نبدأ، من المهم أن نتذكر أن قلب الجلفانومتر مصنوع من الحديد، ويمثله في الشكل هذا الجزء الدائري الموجود في المركز. هذان الجزآن الكبيران على الجانبين الأيسر والأيمن من القلب هما القطبان الشمالي والجنوبي لمغناطيس دائم. وللتبسيط، لا يظهر المغناطيس بأكمله في الأشكال التوضيحية، بل يظهر القطبان فقط. مهمتنا الآن هي التعرف على الاتجاهات العامة للمجال المغناطيسي الناتج عن هذا الترتيب الموضح. إذن، ينبغي أن نتذكر أن خطوط المجال المغناطيسي تتجه دائمًا من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.
بمعرفة ذلك، يمكننا ملاحظة أن ثمة خطأ ما في خياري الإجابة (د) و(هـ). إنهما يمثلان المجال المغناطيسي الذي يحتوي على دائرتين مغلقتين متحدتي المركز. ومن ثم، فإن الخطوط ليست لها بداية ولا نهاية، وهو ما يعني أنها لا تتجه من الشمال إلى الجنوب. لذلك، علينا استبعاد هذين الخيارين.
والآن، دعونا نلق نظرة على خيار الإجابة (أ). تتجه خطوط المجال هذه بالفعل من الشمال إلى الجنوب. ولكن نظرًا لأنها منتظمة ومتوازية، فإنها كانت ستمثل النظام على نحو أفضل إذا لم يكن هناك قلب حديدي بين القطبين الشمالي والجنوبي. للحديد خواص مغناطيسية معينة تغير المجال الناتج من المغناطيس. وبحسب التصميم، يجعل هذا اتجاه المجال المغناطيسي قطريًّا تقريبًا. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيار (أ) والتحقق من الخيارين المتبقيين (ب) و(ج)، ويوضح كلاهما المجال المغناطيسي متجهًا بشكل قطري نحو القلب الحديدي.
يبدو هذان الخياران متشابهين إلى حد كبير، لكن لاحظ أن جميع الخطوط الموجودة في الخيار (ج) تتجه إلى الداخل نحو القلب. هذا يناقض ما أثبتناه سابقًا، وهو أن المجال يتجه من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. يوضح الخيار (ج) أن المجال يتجه مبتعدًا عن القطب الشمالي وأيضًا عن القطب الجنوبي، لذا فهو غير صحيح. يوافق الخيار (ب) كلتا النقطتين المكتوبتين هنا. يتجه المجال من الشمال إلى الجنوب، ويتخذ شكلًا قطريًّا بسبب القلب الحديدي. ومن ثم، يمثل خيار الإجابة (ب) المجال المغناطيسي حول قلب الجلفانومتر تمثيلًا صحيحًا.
