mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Fizyka » Zjawiska magnetyczne. Doświadczenie oersteda. Pole magnetzcyne
Інформація про новину
  • Переглядів: 2298
  • Автор: admin
  • Дата: 29-03-2018, 02:34
29-03-2018, 02:34

Zjawiska magnetyczne. Doświadczenie oersteda. Pole magnetzcyne

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Fizyka

POLE MAGNETYCZNE

Już wiesz,że z kompasem nie zgubisz się w lesie. Dowiesz się,w jaki sposób za pomocą kompasu można orientować się w Arktyce i Antarktyce

Obserwowałeś, jak magnes przyciąga wiórki żelazne, wyjaśnisz, dlaczego nie przyciąga monety miedziane

Umiesz mierzyć natężenie prądu, dowiesz się o zasadach działania amperomierza

Stale wykorzystujesz energię elektryczną, dowiesz się, w jaki sposób pracuje generator energii elektrycznej

 

Jeszcze w starożytności zauważono zdolność niektórych rud żelaza przyciągać ku sobie ciała żelazne. Starożytni Grecy nazywali kawałki takiego żelaza kamieniami magnetycznymi, prawdopodobnie od nazwy miasta Magnezja, skąd przywożono rudę. Obecnie nazywają ich magnesami trwałymi. Są i magnesy sztuczne. O niektórych właściwościach magnesu, o oddziaływaniu przez pole magnetyczne, o łączności zjawisk elektrycznych i magnetycznych, dowiesz się z tego paragrafu.

Badamy właściwości magnesów trwałych

Z klasy 5. wiesz już o zjawiskach magnetycznych i o tym, że niektóre ciała mają zdolność przyciągać ku sobie przedmioty żelazne i mogą same do nich się przyciągać.

Ciała przez dłuższy czas zachowujące właściwości magnetyczne, nazywamy magnesami trwałymi.

Pierwszym zaczął badać magnetyzm w XIII w. w swojej prace „O magnesach” uczony francuski Peleren de Merikur (dokładne daty życia nie są znane). Bardziej dokładnie zbadał właściwości magnesów trwałych fizyk i lekarz angielski, jeden z założycieli nauki o elektryczności William Gilbert (1544-1603). Podamy niektóre z nich.

Podstawowe właściwości magnesów trwałych

1. Działanie magnetyczne magnesu jest różne w różnych częściach jego powierzchni; miejsca magnesu, w których najbardziej przejawia się działanie magnetyczne, nazywamy biegunami magnesu.

2. Każdy magnes ma dwa bieguny: północny N i południowy S*. Magnes o jednym biegunie nie istnieje.

3. Równoimienne bieguny magnesu odpychają się, różnoimienne — przyciągają się.

4. W temperaturze, zwanej punktem Ciuri, magnetyczne właściwości magnesów trwałych zanikają.

Dowiadujemy się o doświadczeniu Oersteda oraz doświadczeniach Ampere'a

Jeszcze uczeni starożytnej Grecji przypuszczali, że zjawiska magnetyczne i elektryczne są związane między sobą jednak ustalić ten związek udało się dopiero na początku XIX w.



15 lutego 1820 r. duński uczony Hans Christian Oersted (1777-1851) przedstawiał studentom doświadczenia z ogrzewaniem przewodników z prądem. W trakcie doświadczenia uczony zauważył, że podczas przepływu prądu elektrycznego w przewodniku, igła magnetyczna, znajdująca się pobliżu przewodnika, odchyla się w kierunku „północ-południe” i ustawia się prostopadle do przewodnika (rys. 1.1). Gdy prąd nie płynął, wskazówka ponownie wracała do poprzedniego położenia. Tak uczony ustalił, że prąd elektryczny wywiera określone działanie na igłę magnetyczną.

Fizyk i matematyk francuski Andre Mari Amper (1775—1836) po raz pierwszy zapoznał się z doświadczeniami Oersteda 4 września 1820 r. i już po tygodniu przedstawił audytorium wzajemne oddziaływanie dwóch równoległych przewodników z prądem (rys. 1.2). Oprócz tego Amper udowodnił, że zwojnice z prądem elektrycznym działają jako magnesy trwałe (rys. 1.3). Analizując wyniki doświadczeń, Amper doszedł do wniosku: przewodniki są elektrycznie neutralne (bez ładunku), dlatego ich przyciąganie lub odpychanie nie można wyjaśniać działaniem sił elektrycznych, — „zachowanie” przewodników jest skutkiem działania sił magnetycznych.

Definicja pola magnetycznego

Badając zjawiska elektryczne w klasie 8. odwiedzałeś się, że w przestrzeni wokół ciała naładowanego istnieje pole elektryczne, przez które odbywa się oddziaływanie elektryczne między ciałami i cząstkami naładowanymi.

Wokół ciała namagnesowanego oraz wokół przewodnika z prądem również istnieje pole — zwane polem magnetycznym. Magnetyczne oddziaływanie ujawnia się z określoną szybkością przez pole magnetyczne (po raz pierwszy taki wniosek podał fizyk angielski M. Faraday (1791-1867)).

Zbadamy, na przykład, oddziaływanie magnesu trwałego i zwojnicy z prądem (rys. 1.3, b). Zwojnica z prądem wytwarza pole magnetyczne. Pole magnetyczne rozpowszechnia się w przestrzeni i zaczyna działać na magnes trwały (ciało namagnesowane), — magnes się odchyla. Magnes wytwarza własne pole magnetyczne, które, z kolei działa na zwojnicę z prądem, - zwojnica się odchyla.

Więc, pole magnetyczne istnieje jak wokół dowolnej ruchomej się cząstki naładowanej, tak, i, wokół dowolnego ruchomego ciała naładowanego i działa z określoną siłą na ciała i cząstki naładowane, poruszające się w polu magnetycznym.


Zwróć uwagę: nie możemy zobaczyć pole magnetyczne, jednak ono (podobnie jak pole elektryczne) istnieje w rzeczywistości jako rodzaj materii.

Pole magnetyczne - to osobliwy rodzaj materii, który istnieje wokół ciał namagnesowanych, przewodników z prądem, poruszających się ciał i cząstek naładowanych oraz działa na inne poruszające się naładowane ciała oraz cząstki, znajdujące się w tym polu.

Wróć do doświadczenia Oersteda (patrz rys. 1.1) oraz doświadczenia Ampere’a (patrz rys. 1.2) i wyjaśnij, w jaki sposób oddziaływają igła magnetyczna i przewodnik z prądem; dwa przewodniki z prądem.

Podsumowanie

Ciała przez dłuższy czas zachowujące swoje właściwości magnetyczne, nazywamy magnesami trwałymi.

Główne własności magnesów trwałych:

• magnetyczne działanie magnesu najbardziej przejawia się pobliżu jego biegunów;

• bieguny równoimienne odpychają się, a różnoimiennie przyciągają się; magnesu o jednym biegunie nie ma;

• przy ogrzewaniu magnesu trwałego do określonej temperatury (Ciuri) jego właściwości magnetyczne zanikają.

Magnetyczne oddziaływanie zachodzi przez pole magnetyczne. Pole magnetyczne - osobliwy rodzaj materii, który istnieje wokół ciał namagnesowanych, przewodników z prądem, poruszających się ciał i cząstek naładowanych i działa z określoną siłą na znajdujące się w nim ciała namagnesowane, przewodniki z prądem, poruszające się ciała i cząstki naładowane.

Pytania kontrolne

1. Wymień główne właściwości magnesów trwałych. Podaj przykłady. 2. Opisz doświadczenie Ch. Oersteda. W czym tkwi sens jego wynalazku? 3. Opisz doświadczenia A. Ampere’a. 4. Obok jakich ciał istnieje pole magnetyczne? Na jakie ciała działa? 5. Podaj definicje pola magnetycznego.

Ćwiczenie nr 1

1. Igła magnetyczna znajduje się pobliżu magnesu (rys. 1). Określ bieguny magnesu.

2. Stalowy drut namagnesowano i podzielono najpierw na dwie, a następnie na cztery części (rys. 2). Ile biegunów będzie miała każda część drutu? Jaką właściwość magnesu potwierdza doświadczenie?

3. Dlaczego, przyciągnięte do biegunów wiórki żelazne, rozchodzą się w różnych kierunkach (patrz rys. na st. 6)?

Dlaczego wiązka roztopionego metalu zwęża się, gdy przepuścić przez wiązkę prąd?


5. Za pomocą dodatkowych źródeł informacji, dowiedź się o historii odkrycia Ch. Oer-steda. Jakie badania on przeprowadzał, badając pole magnetyczne z prądem? Jakie wyniki otrzymał?

Doświadczenie

1. Za pomocą dwóch-trzech magnesów trwałych, sprawdź własności magnesów.

2. Weź kilka igieł z nitkami. Zwiń nitki w kłębek, i powoli podnoś z dołu magnes trwały. Wyjaśnij obserwowane zjawisko (rys. 3).

Fizyka i technika na Ukrainie

Instytut magnetyzmu PAN i MON Ukrainy (Kijów) - instytucja naukowa, zajmująca się badaniami w dziedzinie magnetyzmu i materiałów magnetycznych, instytut jest ciasno powiązany z innymi uczelniami Ukrainy - Politechniką Kijowską i Uniwersytetem państwowym w Kijowie im. T. Szewczenki.

W roku 1995 pierwszym organizatorem i dyrektorem instytutu był znany ukraiński fizyk, akademik, Bohater Ukrainy Wiktor Barjachtar. Najbardziej znane jego pracy w dziedzinie fizyki teoretycznej, fizyki zjawisk magnetycznych, fizyki ciała stałego, badania skutków Awarii w Czarnobylu. Od roku 2016 na czele instytutu jest Jurij Horobeć.

Otrzymane w instytucie materiały dla magnetycznych odtwarzaczy i zapisywaczy informacji, urządzenia wysokiego ciśnienia i temperatur, monokryształy są wykorzystowane na szeroką skalę w elektronice, medycynie. Instytut posiada unikalną technologię i urządzenia do otrzymywania cienkich nanobłon.

Instytut magnetyzmu jest zaliczony do obiektów, które są państwowym bogactwem.

 

Źródło: Fizyka podręcznik dla klasy 9 Barjachtar

 






^