تسلا (Tesla - T) برای چگالی شار مغناطیسی (Magnetic Flux Density) ( $ \text{T} = \text{Wb}/\text{m}^2 $ )، در فیزیک (Physics)
انواع واحدها (Unit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
تسلا (Tesla - T) برای چگالی شار مغناطیسی (Magnetic Flux Density) ( $ \text{T} = \text{Wb}/\text{m}^2 $ ) :
Tesla یکای چگالی شار مغناطیسی (میدان مغناطیسی) در سیستم SI است و به نام مخترع و فیزیکدان بزرگ، نیکولا تسلا، نام گذاری شده است. یک تسلا برابر است با چگالی شار مغناطیسی که بر یک هادی یک متری حامل جریان یک آمپر، نیرویی برابر یک نیوتن وارد کند:
\[ 1\,\text{T} = 1\,\text{N}/(\text{A} \cdot \text{m}) = 1\,\text{Wb}/\text{m}^2 \].
میدان مغناطیسی کمیتی برداری است که نشان دهنده قدرت و جهت تأثیر مغناطیسی در یک نقطه است. چگالی شار مغناطیسی B با میدان مغناطیسی H در خلأ رابطه
\[ B = \mu_0 H \]دارد.
یک تسلا واحد بسیار بزرگی است. برای مقایسه، میدان مغناطیسی زمین حدود ۲۵ تا ۶۵ میکروتسلا (
\[ 25-65 \,\mu\text{T} \]) است. یک آهنربای قوی نئودیمیوم می تواند میدانی حدود ۱.۲۵ تسلا ایجاد کند.
دستگاه های تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) از میدان های مغناطیسی بسیار قوی استفاده می کنند که معمولا بین ۱.۵ تا ۳ تسلا است. این میدان ها برای تصویربرداری از بافت های نرم بدن کافی هستند.
\[ \vec{F} = q\,\vec{v} \times \vec{B} \quad \text{(نیروی لورنتس)} \qquad \vec{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \int \frac{I\,d\vec{l} \times \hat{r}}{r^2} \]نیروی وارد بر یک ذره باردار متحرک در میدان مغناطیسی توسط قانون لورنتس داده می شود. اگر ذره ای با بار q و سرعت v در میدان B عمود بر سرعت حرکت کند، نیروی
\[ F = qvB \]بر آن وارد می شود.
در شتاب دهنده های ذرات مانند LHC، از میدان های مغناطیسی بسیار قوی (حدود ۸ تسلا) برای خم کردن مسیر ذرات استفاده می شود. این میدان ها توسط آهنرباهای ابررسانا تولید می شوند.
مثال: اگر یک الکترون با سرعت
\[ 10^7 \]متر بر ثانیه عمود بر میدان ۱ تسلا حرکت کند، نیروی وارد بر آن برابر با
\[ F = (1.6\times10^{-19}) \times 10^7 \times 1 = 1.6\times10^{-12} \]نیوتن خواهد بود.
واحد تسلا با وبر نیز رابطه دارد: شار مغناطیسی Φ = B·A، بنابراین اگر چگالی شار ۱ تسلا بر سطح ۱ متر مربع عمود باشد، شار یک وبر است.
در فیزیک، میدان مغناطیسی توسط جریان های الکتریکی ایجاد می شود. یک سیم پیچ با N دور در طول L که جریان I از آن می گذرد، میدان
\[ B = \mu_0 \frac{N}{L} I \]در داخل خود ایجاد می کند.
میدان مغناطیسی بر حسب تسلا در بسیاری از پدیده های فیزیکی مانند اثر هال، تشدید مغناطیسی هسته (NMR) و اسپینترونیک نقش دارد.
ستاره های نوترونی و مگنتارها دارای میدان های مغناطیسی فوق العاده قوی تا حدود
\[ 10^{11} \]تسلا هستند. این میدان ها آنقدر قوی هستند که می توانند خواص ماده را در سطح اتمی تغییر دهند.
در زندگی روزمره، میدان های مغناطیسی در بلندگوها، هارد دیسک ها و ژنراتورها وجود دارند. تسلا واحد استاندارد برای اندازه گیری و مقایسه این میدان هاست.
تسلا به افتخار نیکولا تسلا که سهم بسزایی در توسعه الکترومغناطیس داشت، نام گذاری شده است. بدون این یکا، توصیف کمی پدیده های مغناطیسی بسیار دشوار بود.
