Магнітне поле. Індукція магнітного поля.
Магнітне поле. Індукція магнітного поля.
Чому картинки-магнітики довгий час продовжують висіти на холодильнику?
Постійні магніти — це тіла, які тривалий час зберігають магнітні властивості.
Предмети, що містять у собі залізо, сталь, нікель, чавун або їх сплави, притягуються (феромагнетики).
Папір, скло, пластмаса, мідь магнітом не притягуються.
Зверни увагу!
Магнітна дія магніту є різною на різних ділянках його поверхні;
Полюси магніту — це ділянки, де магнітна дія виявляється найсильніше.
Магніт має два полюси — північний N і південний S.
Чи може магніт мати один полюс?
Розріжемо магніт на дві частини, намагаючись відокремити південний полюс від північного. Але переконуємося, що одержали два магніти, знову з обома полюсами кожний. Це пояснюється тим, що кожний магніт складається з великої кількості маленьких магнітів, які завжди мають два полюси.
Неможливо одержати магніт тільки з одним полюсом.
Однойменні полюси магнітів відштовхуються, різнойменні —притягуються.
У разі нагрівання постійного магніту до певної температури (її називають точкою Кюрі) його магнітні властивості зникають.
Ще вчені Давньої Греції висловлювали припущення, що магнітні й електричні явища якимось чином пов’язані між собою, проте встановити цей зв’язок удалося лише на початку XIXст.
15 лютого 1820 р. данський фізик Г. Ерстед демонстрував студентам дослід із нагріванням провідника електричним струмом. У ході досліду вчений помітив, що під час проходження струму магнітна стрілка, розташована поблизу провідника, відхилялася від напрямку «північ — південь», встановлюючись перпендикулярно до провідника. Як тільки струм припинявся, стрілка знову поверталася в початкове положення. Так було з’ясовано, що електричний струм здійснює певну магнітну дію.
Французький математик і фізик Андре Марі Ампер (1775−1836) уперше почув про досліди Г. Ерстеда 4 вересня 1820 р. і вже за тиждень продемонстрував взаємодію двох паралельно розташованих провідників зі струмом.
Якщо в двох паралельних провідниках течуть струми одного напрямку, провідники притягуються (а).
Якщо протилежних напрямків — провідники відштовхуються (б).
Ампер також показав, що котушки, в яких проходить електричний струм, поводяться як постійні магніти: вони притягуються або відштовхуються.
Ампер був прихильником теорії далекодії та вважав, що магнітна взаємодія здійснюється миттєво крізь навколишній простір, причому простір не бере участі в її передачі.
Англійський фізик Майкл Фарадей (1791−1867) запропонував теорію близькодії, з точки зору якої магнітна взаємодія здійснюється з певною швидкістю через магнітне поле.
Відповідно до теорії близькодії М. Фарадея:
1) навколо намагніченого тіла та навколо будь-якого рухомого зарядженого тіла або рухомої зарядженої частинки існує магнітне поле;
2) магнітне поле діє на заряджені тіла та частинки, які рухаються в цьому полі;
3) магнітне поле завжди діє на намагнічені тіла (незалежно від того, рухаються ці тіла чи перебувають у стані спокою).
Магнітне поле — це форма матерії, яка існує навколо намагнічених тіл, провідників зі струмом, рухомих заряджених тіл і частинок та діє на інші намагнічені тіла, провідники зі струмом, рухомі заряджені тіла й частинки, розташовані в цьому полі.
Якщо заряджена частинка рухається в магнітному полі, то поле діє на частинку з деякою силою.
Магнітна індукція (індукція магнітного поля) — це векторна фізична величина, яка характеризує силову дію магнітного поля.
Одиниця магнітної індукції в СІ — Тл (тесла), [B]=1 Тл
Зверни увагу!
За напрямок вектора магнітної індукції в даній точці магнітного поля обрано напрямок, у якому вказує північний полюс магнітної стрілки, встановленої в даній точці.
Магнітні лінії (лінії магнітної індукції) — це умовні напрямлені лінії, дотичні до яких у кожній точці збігаються з лінією, уздовж якої напрямлений вектор магнітної індукції.
За напрямок ліній магнітної індукції в даній точці домовилися брати напрямок вектора магнітної індукції.
Лінії магнітної індукції зображають щільніше в тих областях поля, де модуль магнітної індукції більше.
Магнітні лінії мають такі властивості:
• поза магнітом виходять із північного полюса магніту і входять у південний;
• завжди замкнені (магнітне поле – це вихрове поле);
• найщільніше розташовані біля полюсів магніту;
• ніколи не перетинаються.
Однорідне магнітне поле — це магнітне поле в кожній точці якого вектори магнітної індукції однакові як за модулем, так і за напрямком.
Лінії магнітної індукції однорідного магнітного поля паралельні та розташовані на однаковій відстані одна від одної.
У фізиці прийнято магнітні лінії однорідного магнітного поля, які напрямлені до нас, зображати точками (а) — ми ніби бачимо вістря «стріл», що летять до нас.
Якщо магнітні лінії напрямлені від нас, то їх зображають хрестиками — ми ніби бачимо хвости «стріл» (б)