Сочинение на тему магнитные явления

13 вариантов

1. Да будет вам известно, что магнитный железняк в живой природе был известен еще до нашей эры. В это время и был создан компас, который китайский император использовал во время своих многочисленных походов и просто морских прогулок.
   Переводится с китайского языка слово магнит как любящий камень. Удивительный перевод, не правда ли?
   Христофор Колумб, использующий магнитный компас в своих путешествиях, заметил, что географические координаты влияют на отклонение стрелки в компасе. Впоследствии, этот результат наблюдения привел ученых к выводу, что и на земле имеются магнитные поля.

   Влияние магнитного поля в живой и неживой природе

   Уникальная способность перелетных птиц с точностью находить места их обитания всегда была интересна ученым. Магнитное поле земли помогает им безошибочно прокладывать маршрут перелета. Да и миграции многого ряда животных зависят от этого поля земли.
   Так свои «магнитные карты» имеют не только пернатые, но и такие животные как:
   Черепахи
   Морские моллюски
   Лососевые рыбы
   Саламандры
   и многие другие животные.
   Ученые выяснили, что в теле живых организмом есть специальные рецепторы, а так же частицы магнетита, которые помогают чувствовать магнитные и электромагнитные поля.
   Но как именно любое живое существо, живущее в дикой природе, находит нужный ориентир, однозначно не могут ответить ученые.

   Магнитные бури и их влияние на человека

   Мы уже знаем о магнитных полях нашей земли. Они защищают нас от воздействия заряженных микрочастиц, которые долетают до нас с Солнца. Магнитная буря это не что иное – это внезапное изменение защищающего нас электромагнитного поля земли.
   Не замечали, как у вас иногда внезапная резкая боль стреляет в головной висок и тут же появляется сильнейшая головная боль? Все эти болезненные симптомы, происходящие в организме человека, указывают на наличие этого природного явления.
   Это магнитное явление может продолжаться от часа до 12 часов, а может быть и кратковременным. И как подмечено врачами, в большей степени этим страдают уже немолодые люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
   Подмечено, что в продолжительную магнитную бурю увеличивается количество инфарктов. Есть ряд ученых, которые отслеживают появление магнитных бурь.
   Так что дорогие мои читатели иногда стоит узнавать об их появлении и стараться предотвратить по возможности их ужасные последствия.

   Магнитные аномалии в России

   По всей огромной территории нашей земли существуют различного рода магнитные аномалии. Давайте немного узнаем о них.
   Известный ученый и астроном П. Б. Иноходцев еще в далеком 1773 году изучал географическое положение всех городов центральной части России. Именно тогда он обнаружил сильную аномалию в районе Курска и Белгорода, где стрелка компаса лихорадочно вращалась. И только в 1923 году была пробурена первая скважина, которая выявила огромные залежи металлической руды.
   Ученые и в наши с вами дни не могут дать объяснения огромным скоплениям железной руды в Курской магнитной аномалии.
   Из учебников по географии мы с вами знаем, что добыча всей железной руды ведется в горных областях. А как образовались залежи железной руды на равнине — неизвестно.

   Бразильская магнитная аномалия

   У океанского побережья Бразилии на высоте более 1000 километров основная часть приборов у пролетающих над этим местом летательных аппаратов – самолетов и даже спутников приостанавливает свою работу.
   Представьте себе оранжевый апельсин. Его кожура защищает мякоть, так и магнитное поле земли с защитным слоем атмосферы защищает нашу планету от вредного воздействия из космоса. А Бразильская аномалия похожа на вмятину в этой кожуре.
   К тому же таинственные явления природы наблюдались не однократно в этом необычном месте.
   Еще немало загадок и тайн земли нашей предстоит раскрыть ученым, друзья мои. Хочу вам пожелать здоровья и чтобы обошли вас стороной неблагоприятные магнитные явления!
   Надеюсь, вам понравился мой краткий обзор магнитных явлений в природе. А может быть, и вы их уже наблюдали или же ощущали их действие на себе. Напишите об этом в ваших комментариях, мне будет интересно об этом прочесть. А на сегодня это все. Разрешите с вами попрощаться и до новых встреч.
   Предлагаю Вам подписаться на обновления блога. А также вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.

2. 14. Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции магнитных полей. Сила Ампера. Сила Лоренца. Электроизмерительные приборы. Магнитные свойства вещества.
   Магнитные явления
   И электрические, и магнитные явления – это взаимодействие тел на расстоянии. Эти взаимодействия проявляются в возникновении механических сил и моментов сил, действующих между телами.
   Отличие электрического и магнитного взаимодействия проявляется, например, в том, что для разделения электрических зарядов можно натирать разные предметы друг от друга, а для получения магнитов тереть предметы друг о друга бесполезно. Обернув мокрой тканью заряженный предмет, можно уничтожить его электрический заряд. Та же процедура по отношению к магниту не приведет к исчезновению магнитных свойств. Намагничивание магнитных материалов в присутствии других магнитов не приводит к разделению электрических зарядов. Эти два вида взаимодействия предметов на расстоянии не сводятся один к другому.
   Экспериментальное исследование магнитов и различных материалов показывает, что некоторые предметы постоянно обладают магнитными свойствами, то есть являются «постоянными магнитами», а другие тела обретают магнитные свойства только в присутствии постоянных магнитов. Существуют также материалы, которые не имеют явно выраженных магнитных свойств, то есть они не притягиваются к сильным постоянным магнитам и не отталкиваются от них. Собственные и индуцированные магнитные свойства предметов приводят к аналогичным эффектам. Например, постоянные полосовые магниты, образцы которых есть обычно в каждом кабинете физики в любой школе, при подвешивании их в горизонтальном положении ориентируются так, что своими концами показывают на север и на юг. Одно это свойство магнитов немало послужило человеку. Компас был придуман очень давно, однако количественное изучение магнитных свойств предметов и математический анализ этих свойств были проведены только в 18-19 веках.
   Представим себе, что у нас есть «длинные» магниты, которые имеют сильно разнесенные друг от друга полюса. Если два полюса двух разных магнитов поместить близко друг к другу, а вторые полюса этих же магнитов будут при этом находиться далеко друг от друга, то силовое взаимодействие между близкими полюсами описывается такими же формулами, как и в законе Кулона для электростатического поля. Каждому полюсу магнита можно приписать магнитный заряд, который будет характеризовать его «северность» или «южность». Можно придумать процедуру, включающую измерения сил или моментов сил, которая позволяла бы сравнивать магнитные «заряды» любых магнитов с эталоном. Это мысленное построение позволяет решать практические задачи при условии, что мы пока не задаемся вопросом: а как устроен длинный полосовой магнит, то есть что там внутри магнита в области пространства, соединяющей два магнитных полюса.
   Можно ввести единицу магнитного заряда. Самая простая процедура для определения такой единицы – считаем, что сила взаимодействия двух «точечных» магнитных полюсов единичного магнитного заряда, находящихся друг от друга на расстоянии 1 метр, равна 1 Ньютону. Поскольку попытки разделения магнитных полюсов всегда были неудачными, то есть в месте разреза полосового магнита всегда возникали два противоположных магнитных полюса, величины которых в точности равнялись величинам концевых полюсов, был сделан вывод о том, что магнитные полюса всегда существуют только парами. Следовательно, любой длинный полосовой магнит можно представлять в виде составленных в цепочку более коротких магнитов. Аналогично любой магнит конечных размеров может быть представлен в виде большого количества коротких магнитиков, распределенных по пространству.
   Для описания силового взаимодействия электрических и магнитных зарядов используется одна и та же идея о существовании в пространстве некоторого силового векторного поля. В «электрическом» случае соответствующий вектор называется вектором напряженности электрического поля Е. Для «магнитного» случая соответствующий вектор называется вектором индукции магнитного поля В. (1)
   Поля в обоих случаях можно описывать распределением в пространстве «силовых векторов». Для северного магнитного полюса направление силы, действующей на него со стороны магнитного поля, совпадает с направлением вектора В, а для южного полюса сила направлена противоположно этому вектору. Если величину «магнитного заряда» с учетом его знака («северности» или «южности») обозначит символом N, то сила, действующая на магнитный заряд со стороны магнитного поля равна F=NB.
   Аналогично тому, как мы поступили при описании взаимодействия электрических зарядов через поле, мы поступаем и при описании взаимодействия магнитных зарядов. Магнитное поле, созданное точечным магнитным зарядом в окружающем пространстве, описывается в точности такой же формулой, как и в случае электрического поля.
   B = Км NR/R3.
   Константа Км – это коэффициент пропорциональности, который зависит от выбора системы единиц. Для взаимодействия магнитных зарядов тоже справедлив закон Кулона, а также справедлив и принцип суперпозиции.
   Напомним, что закон Кулона (или закон Всемирного тяготения) и теорема Гаусса близнецы братья. Поскольку магнитные полюса по отдельности не существуют, а любой магнит может быть представлен в виде комбинации пар полюсов противоположной полярности и с равными величинами, то в случае магнитного поля поток вектора индукции магнитного поля через любую замкнутую поверхность всегда равен нулю.
   Мы с вами обсуждаем магнитные явления и пользуемся представлением о магнитных зарядах, как будто они реально существуют. На самом деле это просто один из способов описания магнитного поля в пространстве (описания магнитного взаимодействия). Когда мы выясним свойства магнитного поля подробнее, мы перестанем пользоваться этим способом. Он нам нужен, как строителям леса для возведения здания. После окончания строительства леса разбирают и они больше не видны и не нужны.
   Самое интересное, что магнитное поле (статическое) не оказывает никакого действия на покоящийся электрический заряд (или диполь), а электрическое поле (статическое) не оказывает никакого действия на покоящиеся магнитные заряды (или диполи). Ситуация такая, как будто поля существуют независимо друг от друга. Однако покой, как мы знаем, понятие относительное. При выборе другой системы отсчета «покоящееся» тело может стать «движущимся». Выяснилось, что электрическое и магнитное поле – это нечто единое, и каждое из полей представляет собой как бы разные стороны одной медали.
   Это сейчас мы с легкостью говорим о родстве электрического и магнитного полей, а вплоть до начала 19 века электрические и магнитные явления не считались связанными. Об этой связи догадывались, искали экспериментальные подтверждения. Например, французский физик Араго собирал сведения о кораблях, сбивавшихся с курса после того, как в корабль ударяла молния. «Молния – испорченный компас» – связь есть, но как повторить эксперимент? Воспроизвести молнию тогда еще не умели, поэтому систематическое исследование провести было невозможно.
   Точкой отсчета для начала понимания связи этих явлений послужило открытие, которое довелось сделать в 1820 году датчанину Гансу Христиану Эрстеду. Было установлено влияние электрического тока, протекающего по длинной прямой проволоке, на ориентацию расположенной рядом с проводом подвижной магнитной стрелки. Стрелка стремилась расположиться перпендикулярно проволоке. Обратное явление: влияние магнитного поля на электрический ток было открыто экспериментально Ампером.
   Маленький плоский виток с током испытывает в магнитном поле как силовое, так и ориентирующее воздействие. Если магнитное поле однородно, то суммарная сила, действующая на виток с током равна нулю, при этом виток ориентируется (принимает равновесное расположение), при котором его плоскость перпендикулярна направлению вектора индукции магнитного поля. Для установления единицы величины индукции магнитного поля можно использовать и это механическое явление.
   За несколько последующих за 1820 годом лет были выяснены основные особенности взаимодействия проводников с током между собой и с постоянными магнитами. Часть из них теперь называется законами. Эти законы связаны с именами физиков Ампера, Био, Савара, Лапласа. Самые общие выводы из установленных законов взаимодействия оказались такими:
   Заряженные частицы создают в пространстве вокруг себя электрическое поле.
   Электрическое поле одинаково действует на заряженные частицы, движущиеся или покоящиеся.
   Движущиеся заряженные частицы создают в пространстве вокруг себя магнитное поле.
   Магнитное поле оказывает силовое действие на заряженные частицы, находящиеся в движении, и не действует на покоящиеся заряженные частицы.
   Электрическое и магнитное поля, созданные заряженной частицей, при изменении ее положения и состояния движения не меняются во всем пространстве мгновенно, а имеет место задержка.
   Выяснилось, таким образом, что взаимодействие заряженных частиц друг с другом зависит не только от их взаимного пространственного расположения, но и от их взаимного (относительного) движения. Законы, описывающие это взаимодействие, оказались достаточно простыми с точки зрения математики.
   Мы с вами, изучая механику, пользовались законами Ньютона, из которых следует, что материальная точка, движущаяся с ускорением в какой-либо одной инерциальной системе отсчета, имеет такое же ускорение во всех других ИСО независимо от выбора. Теперь выяснилось, что магнитное поле действует только на движущиеся заряженные частицы. Представим себе, что в некоторой ИСО заряженная частица движется в магнитном поле, а электрического поля нет. Пересядем в другую инерциальную систему отсчета, в которой в данный момент времени рассматриваемая частица имеет нулевую скорость. Силовое воздействие со стороны магнитного поля пропало, а частица должна таки двигаться с ускорением!!! Что-то неладно в Датском королевстве! Чтобы покоящаяся в данный момент заряженная частица имела ускорение, она должна находиться в электрическом поле!
   Вот так – оказывается, что электрическое и магнитное поля не являются абсолютными, а зависят от выбора системы отсчета. Абсолютным является наличие взаимодействия, а вот как оно будет описываться, «электрическим» или «магнитным» способом, зависит от выбора системы отсчета. Следовательно, мы должны понимать, что электрическое и магнитное поля не являются независимыми друг от друга. На самом деле правильно будет рассматривать единое электромагнитное поле. Отметим, что правильное описание полей дано в теории Джеймса Клерка Максвелла. Уравнения в этой теории написаны так, что их вид не меняется при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую. Это первая «релятивистская» теория в физике.
   ^ Электрические токи и магнитное поле
   Вернемся в начало 19 века. Во время демонстраций на лекциях в университете Г.Х. Эрстед сам или с помощью студентов обратил внимание на то, что случайно оказавшаяся рядом с проводом магнитная стрелка изменила своё положение, когда по проводу пропустили ток. Более тщательное изучение явления показало, что в зависимости от величины и направления тока в длинной прямой проволоке магнитные стрелки ориентировались так, как показано на рисунке:
   Линии индукции замкнуты, и в случае длинного прямого проводника с током эти замкнутые линии имеют форму окружностей, расположенных в плоскостях перпендикулярных проводнику с током. Центры этих окружностей находятся на оси проводника с током. Направление вектора магнитной индукции в заданной точке пространства (касательного к линии магнитной индукции) определяется правилом «правого винта» (буравчика, шурупа, штопора). Направление, в котором смещается штопор, изображенный на рисунке, при вращении вокруг его оси, соответствует направлению тока в длинной прямой поволоке, а направления, в которых движутся крайние точки его ручки, соответствуют направлению вектора магнитной индукции в тех местах, где эти концы ручки находятся.
   Для схематического рисунка с концентрическими окружностями заряженные частицы в проволоке, расположенной перпендикулярно к плоскости рисунка, движутся вдоль этой проволоки и если бы двигались положительно заряженные частицы, то они уходили бы «от нас за эту плоскость». Если в проволоке движутся отрицательно заряженные электроны, то они тоже движутся вдоль проволоки, но «к нам из под плоскости рисунка».
   Мешающим фактором являлось магнитное поле Земли. Чем большим был ток в проволоке, тем точнее ориентировались стрелки в направлении касательной к окружности с центром в месте нахождения проволоки. Вывод достаточно очевиден – вокруг проводника с током появилось магнитное поле. Магнитные стрелки выстраиваются вдоль вектора индукции магнитного поля.
   По третьему закону Ньютона магнитная стрелка (магнит или его магнитное поле) в свою очередь тоже действует на проводник с током. Оказалось, что на прямой участок проводника длиной L, по которому течет ток I, со стороны однородного магнитного поля с индукцией В действует сила, пропорциональная L, I и В, причем направление силы зависит от взаимной ориентации векторов L и В. Вектор L совпадает по направлению с направлением скорости положительных заряженных частиц, которые создают электрический ток в этом отрезке провода. Эта сила получила название по имени одного из активных исследователей магнитных явлений – А.М. Ампера.
   F=K I [L?B].
   Здесь К – это коэффициент пропорциональности. Квадратными скобками обозначено векторное произведение двух векторов. Если проводник не прямой и магнитное поле не является однородным, то в этом случае для нахождения силы, действующей на проводник с током, нужно разбить его (мысленно) на множество небольших отрезков. Для каждого маленького отрезка можно считать, что он находится в однородном поле. Общая сила найдется суммированием сил Ампера по всем этим отрезкам.
   ^ Взаимодействие проводников с током
   Ток в проволоке создает в окружающем пространстве магнитное поле, а это магнитное поле в свою очередь оказывает силовое действие на другую проволоку с током. (2) В системе единиц СИ единица силы тока 1 Ампер определяется из силового взаимодействия параллельных проводников с током. Два тонких длинных параллельных проводника, находящихся друг от друга на расстоянии 1 метр, по которым протекают одинаковые неизменяющиеся токи одного направления с силой в 1 Ампер, притягиваются друг к другу с силой 2?10-7 Ньютона на каждый метр длины проводника.
   В системе СИ в формуле для силы Ампера коэффициент пропорциональности К выбирается равным единице:
   F= I [L?B].
   ^ Сила Лоренца
   Если в формулу для силы Ампера подставить выражение для величины тока, составленное из слагаемых, создаваемых каждой движущейся заряженной частицей, то можно сделать вывод, что в магнитном поле на каждую движущуюся заряженную частицу действует сила:
   F = q [v?В].
   При наличии в пространстве и электрического, и магнитного поля заряженная частица испытывает действие силы:
   F= q [v?В] + qЕ.
   Силу, действующую на заряженную частицу, в электромагнитном поле называют силой Лоренца. Это выражение для силы справедливо всегда, а не только для стационарных полей.
   Если вычислить работу силы Лоренца, которую она совершает при элементарном перемещении частицы, то выражение для силы нужно скалярно умножить на произведение v ?t. Первое слагаемое в формуле для силы Лоренца – это вектор перпендикулярный скорости частицы, поэтому умножение его на v ?t дает нуль.
   Таким образом, магнитная составляющая силы Лоренца при перемещении заряженной частицы не совершает работу, поскольку соответствующие элементарные перемещения и магнитная составляющая силы всегда перпендикулярны друг другу.
   ^ Какое магнитное поле порождается током?
   Эксперименты Био и Савара и теоретическая работа Лапласа (все – французские физики) привели к получению формулы для нахождения вклада каждого небольшого участка проводника с током в «общее дело» – в создание вектора индукции магнитного поля в данной точке пространства..
   При выводе (точнее сказать: подборе) общей формулы было сделано предположение, о том, что суммарное поле складывается из отдельных частей, причем выполняется принцип суперпозиции, то есть поля, созданные разными участками проводников с током, складываются как векторы. Каждый участок проводника с током, а фактически каждая движущаяся заряженная частица, создает в окружающем пространстве магнитное поле. Результирующее поле в данной точке возникает как результат сложения векторов магнитной индукции, созданных каждым участком проводника с током.
   Элементарная составляющая вектора магнитной индукции ?В, созданная малым участком проводника ?l с током I в точке пространства, отличающейся положением от этого участка проводника на вектор R, находится в соответствии с формулой:
   ?В = (?0/4?) I [?l?R]/R3.
   Здесь [?l?R] – это векторное произведение двух векторов. Размерный коэффициент (?0/4?) вводится именно в таком виде в системе СИ из соображений удобства, которые, повторимся, в школьной физике никак не проявляются.
   Поле, созданное проводником произвольной формы, как обычно, находится суммированием элементарных векторов магнитной индукции, созданных небольшими участками этого проводника. Все экспериментальные результаты с постоянными токами подтверждают предсказания, полученные с помощью написанной выше формулы, которая носит имя: Био – Савара –Лапласа.
   Вспомним определение тока, которое мы вводили в прошлом семестре. Ток – это поток вектора плотности тока через выбранную поверхность. В формулу для нахождения плотности тока входила сумма по всем движущимся заряженным частицам:
   J = ?qivi/V, I=(J S)
   В формулу Био – Савара –Лапласа, следовательно, входит произведение (?l S ), а это объем проводника, в котором движутся заряженные частицы.
   Можно сделать вывод, что магнитное поле, созданное участком с током, возникает в результате совместного действия всех заряженных частиц этого участка. Вклад каждой частицы, имеющей заряд q и движущейся со скоростью v равен:
   В = (?0/4?) q [v?R]/R3 = ?0?0[v?Е],
   где Е = q R/(4??0R3).
   Здесь R – это радиус вектор, начало которого расположено в точке, где находится частица, а конец вектора находится в той точке пространства, где ищется магнитное поле. Вторая часть формулы показывает, как связаны друг с другом электрическое и магнитное поля, созданные заряженной частицей в одной и той же точке пространства.
   Е – электрическое поле, созданное той же частицей в той же точке пространства. ?0 =
   4??10-7 Гн/м – магнитная постоянная.
   ^ «Нецентральность» сил электромагнитного взаимодействия
   Если рассмотреть взаимодействие двух точечных движущихся заряженных одинаковых частиц, то обращает на себя внимание тот факт, что силы, описывающие это взаимодействие, не направлены вдоль прямой, соединяющей частицы. Действительно, электрическая часть сил взаимодействия направлена вдоль этой прямой, а магнитная часть – нет.
   Пусть все другие частицы находятся очень далеко от этой пары частиц. Выберем для описания взаимодействия систему отсчета, связанную с центром масс этих частиц.
   Сумма внутренних электрических сил, очевидно, равна нулю, так как они направлены в противоположные стороны, расположены вдоль одной прямой и равны друг другу по величине.
   Сумма магнитных сил тоже равна нулю:
   q?0?0 [v2[v1?Е1]] + q?0?0 [v1[v2?Е2]] = 0
   v2 = – v1 ; Е1 = – Е2.
   А вот сумма моментов внутренних сил может не быть равной нулю:
   q?0?0 [R12[v2[v1?Е1]]] = q?0?0 [v1?Е1](R12v2).
   Может показаться, что найден пример, опровергающий третий закон Ньютона. Однако следует отметить, что сам третий закон сформулирован в модельном виде при условии, что есть только два участника взаимодействия, причем в нем никак не рассматривается природа передачи взаимодействия на расстоянии. В данном случае участников события три: две частицы и электромагнитное поле в пространстве вокруг них. Если система изолирована, то для неё в целом выполняется закон сохранения импульса и момента импульса, поскольку не только частицы, но и само электромагнитное поле обладает этими характеристиками движения. Из этого следует, что рассматривать взаимодействие движущихся заряженных частиц нужно обязательно с учетом изменения в пространстве электромагнитного поля. Мы будем обсуждать (в одном из следующих разделов) возникновение и распространение в пространстве электромагнитных волн при ускоренном движении заряженных частиц.
   Если выбрать какую-нибудь другую систему отсчета, в которой модули скоростей этих частиц v1 и v2, то отношение модулей магнитной составляющей силы взаимодействия между частицами и электрической составляющей меньше либо равно, чем величина:
   Это означает, что при скоростях движения частиц много меньших скорости света основную роль играет электрическая составляющая взаимодействия.
   В тех ситуациях, когда в проволоках электрические заряды компенсируют друг друга, электрическая часть взаимодействия систем, состоящих из большого числа заряженных частиц, становится значительно меньше магнитной части. Это обстоятельство и позволяет изучать магнитное взаимодействие «отдельно» от электрического.
   ^ Измерительные приборы и динамики
   После открытий Эрстеда и Ампера в распоряжение физиков поступили приборы для регистрации тока: гальванометры. В этих приборах используется взаимодействие тока и магнитного поля. В некоторых из современных приборов используются постоянные магниты, а в некоторых магнитное поле создается током. Они сейчас называются по-разному – амперметр, вольтметр, омметр, ваттметр и т.д. но в основе все приборы этого типа едины. В них магнитное поле действует на катушку с током.
   В измерительных приборах катушка с током расположена так, что на нее со стороны магнитного поля действует механический момент сил. Спиральная пружина, прикрепленная к катушке, создает механический момент сил, действующий на катушку. Положение равновесия достигается при повороте рамки с током на угол, соответствующий протекающему току. На катушке закреплена стрелка, угол поворота стрелки и служит мерой тока.
   В приборах магнитоэлектрической системы магнитное поле постоянно. Его создает постоянный магнит. В приборах электромагнитной системы магнитное поле создается током, протекающим по неподвижной катушке. Механический момент сил пропорционален произведению тока подвижной катушки и индукции магнитного поля, которая в свою очередь пропорциональна току в неподвижной катушке. Если, например, токи в обеих катушках прибора электромагнитной системы пропорциональны друг другу, то момент сил пропорционален квадрату величины тока.
   Кстати, на основе взаимодействия тока и магнитного поля созданы всеми Вами любимые динамические громкоговорители. В них катушка, по которой пропускается ток, расположена так, что со стороны магнитного поля на нее действует сила вдоль оси динамика. Величина силы пропорциональна току в катушке. Смена направления тока в катушке приводит к перемене направления действия силы.
   ^ Гипотеза Ампера
   Для объяснения внутреннего устройства постоянных магнитов (сделанных из ферромагнитных материалов) Ампер выдвинул предположение – гипотезу – о том, что материал магнита состоит из большого количества маленьких контуров с током. Каждая молекула вещества образует маленькую рамку с током. Внутри материала магнита во всем объеме молекулярные токи компенсируют друг друга, а на поверхности предмета как будто течет «поверхностный» ток. Если внутри магнитного тела имеется полость, то по поверхности этой полости тоже течет некомпенсированный «поверхностный» ток.
   Рисунок.
   Этот поверхностный ток создает в пространстве, окружающем магнит, точно такое же магнитное поле, как и токи всех молекул магнита при их совместном действии.
   Гипотеза Ампера ждала своего экспериментального подтверждения несколько десятилетий и, в конце конов, полностью оправдала себя. По современным представлениям некоторые атомы и молекулы имеют свои собственные магнитные моменты, связанные с движением внутри них заряженных частиц, из которых составлены эти атомы и молекулы. Как оказалось, и сами заряженные частицы, из которых построены атомы и молекулы, имеют магнитные дипольные моменты, связанные с механическим внутренним движением этих частиц. (3)
   Гипотеза Ампера позволяет отказаться от модели магнитных зарядов, поскольку вполне адекватно объясняет происхождение магнитного взаимодействия.
   Задачи:
   Два длинных полосовых магнита лежат рядом друг с другом «полюс к полюсу». Северный рядом с северным, а южный рядом с южным. На линии, являющейся продолжением магнитов в точке А, находящейся на расстоянии L от ближних к ней полюсов создано магнитное поле с индукцией В. Вы получили задание увеличить индукцию поля в точке А в 1,414 раза, и изменить направление поля в этой точке на 45°. Разрешается переместить один из магнитов. Как Вы выполните задание?
   Во время экспедиции к северному магнитному полюсу Земли участники экспедиции расставили на плоской горизонтальной поверхности льда вокруг полюса N = 1000 очень легких штативов каждый высотой L = 1 м и с основанием диаметром D = 10 см и протянули по их верхним точкам металлическую проволоку площадью поперечного сечения S = 1 мм2. Получился плоский многоугольник с формой близкой к кольцу радиуса R = 100 м. Какой минимальный по величине постоянный ток нужно пропустить по проволоке, чтобы все штативы упали внутрь образованного их основаниями многоугольника? Величина индукции магнитного поля В вблизи полюса на поверхности Земли равна 10-4 Тл. Плотность ? материала проволоки 104 кг/м3.
   По двум тонким параллельным проводам текут одинаковые токи противоположных направлений. Провода находятся на расстоянии L друг от друга. В точке А, находящейся на расстоянии L и от одного и от другого провода токами создано магнитное поле с индукцией В. В дном из проводов направление тока изменилось на противоположное, а величина тока осталась прежней. Как изменилась (по величине и по направлению) индукция магнитного поля в этой точке А?
   На гладком горизонтальном столе лежит круглый проволочный виток из жесткой проволоки. Радиус витка R. Масса витка М. В пространстве имеется однородное горизонтальное магнитное поле с индукцией В. Какой минимальный по величине постоянный ток нужно пропустить по витку, чтобы он перестал лежать неподвижно горизонтально? Опишите его движение после пропускания такого тока.
   В однородном магнитном поле с индукцией В движется частица, имеющая массу М и заряд Q. Скорость частицы составляет угол & (альфа) с вектором индукции магнитного поля. Опишите характер движения частицы. Какова форма ее траектории?
   Заряженная частица попала в область пространства, где есть однородные и взаимно перпендикулярные электрическое поле Е и магнитное поле В. Частица движется с постоянной скоростью. Какова её минимально возможная величина?
   Два протона, движущиеся в однородном магнитном поле В = 0,1 Тл, постоянно находятся на одинаковом расстоянии L = 1 м друг от друга. При каких минимальных скоростях движения протонов это возможно?
   В области пространства между плоскостями Х = А и Х = С имеется однородное магнитное поле В, направленное вдоль оси Y. Частица с массой М и зарядом Q влетает в эту область пространства, имея скорость V, направленную вдоль оси Z. Какой угол будет составлять скорость частицы с плоскостью Х =const после того, как она выберется из области с магнитным полем? Оси X,Y,Z взаимно перпендикулярны.
   Из «слабомагнитного» (не ферромагнитного) материала изготовлен длинный (L) однородный стержень. Его подвесили за середину на тонкой длинной нити в лаборатории, расположенной вблизи экватора. В поле тяжести и в магнитном поле Земли стержень расположился горизонтально. Стержень вывели из положения равновесия, повернув его на угол 30 ° вокруг вертикальной оси, совпадающей с нитью. Стержень оставили неподвижным и отпустили. Через 10 секунд стержень прошел положение равновесия. Через какое минимальное время он снова пройдет положение равновесия? Затем стержень разрезали на два равных по длине L/2 стержня. С одним из них проделали такой же эксперимент. С каким периодом укороченный стержень совершает малые колебания вблизи положения равновесия?
   На оси маленького цилиндрического магнита находится маленький «слабомагнитный» шарик. Расстояние L от шарика до магнита гораздо больше размеров магнита и шарика. Тела притягиваются друг к другу с силой F. С какой силой они будут притягиваться, если расстояние между ними уменьшится в 2 раза? Шарик остается на оси магнита.
   1 Исторические названия не отражают адекватно смысла введенных величин, характеризующих электрическую и магнитную составляющие «электромагнитного поля», поэтому мы не будем разбираться с этимологией этих слов.
   2 Вспомните: примерно такую же формулировку мы использовали при обсуждении взаимодействия электрических зарядов.
   3 В данном случае имеется ввиду такое свойство элементарных частиц, как собственный механический момент количества движения – спин.

3. Магнитными явлениями в физике называют абсолютно любое явление в природе, которое происходит при участие магнитных полей. Без последних данные явления просто невозможны. Стоит заметить, что нет разницы где будут происходить данные явления. Они могут протекать у вас в квартире, на глубине тысячи метров под океанами, или далеко в космосе. Любая активность магнитных полей будет магнитным явлением. само же магнитное поле представляет из себя некую силу, действующую во-первых активные электрические заряды, во-вторых на физические тела, обладающие магнитной активностью, вне зависимости от их размеров, текущего состояния и других параметров. О чем это говорит? Что чисто технически данный процесс происходит ежесекундно с тем или иным объектом вокруг нас, банально ваш холодильник, но об этом немного попозже
   Так что наблюдать данные явления вам придется на протяжении всей жизни и не 1 раз. Но каких магнитных процессов в природе больше? Тех, что создаются самой природой или тех, что исходят из за людей. Однозначно на этот вопрос ответа нет, официальной статистики просто не существует, однако если приложить ряд мыслительных процессов, можно выяснить, что процессов, которые происходят по воле людей гораздо больше. Об этом я и хотел бы рассказать далее.

   2. Природные магнитные процессы.

   Что же все таки относится к подобным явлениям? Для начала самое масштабное в пределах нашей планеты ( не космоса в целом, там есть и куда масштабнее). Магнитное поле Земли. Что оно из себя представляет? Это защитный щит, который защищает биосферу, и нижние слои космоса от космических частиц, исходящих как от солнца, так и от других источников. Магнитное поле отталкивает эти частицы, из за чего те огибают нашу планету, а не врезаются в ее поверхность. Магнитные полюса непостоянны, потому Земля может лишиться данного очень важного барьерного слоя.
   Какой следующий самый популярный процесс? Тот, что напрямую зависит от магнитного поля Земли – северное сияние. Что это является по своей сути? Это ничто иное как результат контакта космических частиц с магнитным полем земли. В зависимости от того, что именно контактирует, сияние отличается по свету, диапазону и другим показателям.
   С работой магнитного поля земли связана и еще одно космическое магнитное явление – магнитные бури. Принцип действий схож с полярным сиянием. Во время усиленной солнечной активности намагниченные ионы, излучаемые солнцем, таранят наш природный барьер, как бы создавая искривления в нем, что и называется магнитной бурей. Этот катаклизм сильнее влияет на самочувствие людей и работоспособность техники, чем на саму природу, хотя и на нее оказывает определенный эффект.
   На данном моменте я закончу с космическими магнитными явлениями. Все сказанное далее наблюдается непосредственно на поверхности земли. Магнитная индукция. Вы можете сказать, что в большинстве своем данный процесс протекает именно в технике, что является уже не природным процессом, однако я говорю именно о магнитной индукции тока, которого в природе очень много и без людей. Вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле. О применении данной возможности людьми поговорим позже.
   Следующий процесс – намагничивание. Грубо говоря, когда тело намагничевается происходит упорядочивание атомов внутри его. Возможно ли такое в любом теле? Нет. Есть вещества, атомы которых постоянно движутся хаотично и просто не способны выдерживать порядок. Такие вещи просто не могут намагничиваться. Другие тела, вроде железа и других металлов, обладают таким свойствам. Они могут без особых трудов намагнититься. Прочна ли такая связь? Все зависит от вещества и его объемов. Но в целом чтоб нарушить такую связь стоит разшевелить атомы в теле. Для этого подойдет физическая сила, вроде удара по телу, или удара от падения или нагревание тела. Эффект одинаков.
   Что еще природа может предложить в этом плане? Магниторецепция. Данное явление присуще многим видам живых организмов нашей планеты, вроде летучих мышей, некоторых видов черепах и. т. д. Животные используют данную способность для ориентирование в пространстве, определение расстояния до тела и другие функции для геолокации. Также данная способность позволяет чувствовать состояние окружающего мира. Так животные узнают о извержении вулканов, приближении землетрясения и других природных катаклизмах.
   Это были примеры магнитных явлений, которые происходят в природе сами по себе. Без участия человека. Используем ли мы как нибудь данное явление?

   3. Использование магнитных явления человеком.

   Как же человек использует магнитные явления? Самое первое, что приходит на ум – магниты. Действительно скрепленные разнозаряженные пластины, которые способны притягивать и отталкивать в зависимости от магнитного поля. Магниты используются как в нашей повседневной жизни, украшая холодильники, так и в профессиональной промышленности. Они бывают разной силы тяги, крошечный размером с ноготь магнит вполне может удерживать на весу целый килограмм железа. Существуют огромные магниты платформы, для массовой транспортировки металлолома. Очень широкий спектр применения, очень большая популярность. Уверен, у каждого человека в доме наличествует магнитик на холодильник, или стандартный магнит с двумя полюсами.
   В производстве используется на заводах, при транспортировках, вообще практически везде.
   Какие же еще явления использует человек? Конечно, это магнитная индукция. Данный процесс широко используется во всем мире, в каждом электрощитке, в каждом генераторе. Данный процесс уже 100 лет является частью нашей повседневной жизни и протекает не далее как в 10 метрах от вас.
   Так-же человек использует некоторое подобие магниторецепции, как у животных. Конечно, мы сами не можем по внутренним ощущениям вытворять нечто похожее, однако например человек изобрел такие вещи как компас, приборы регистрирующие сейсмическую активность и. т. д. – все это напрямую взаимодействует с магнитными процессами нашей Земли, передавая нам ту или иную информацию о ее состоянии. Банальный пример – стороны света.

   4. Вывод

   На данном моменте я закончу перечисление магнитных процессов происходящих на Земле и хочу подытожить мною сказанное. Магнитные процессы протекают на нашей планете ежесекундно, их просто огромное количество. Люди научились очень ловко использовать данный физический процесс во имя своего блага, облегчая себе жизнь, и предсказывая природные катаклизмы. Магнитные процессы очень важны и масштабны, банально без них сущесвтвование жизни на Земле в целом было бы невозможно. Лично я считаю данную тему очень интересной для изучения и обсуждения, с удовольствием изучал ее в университете и рад был поделиться с вами своими знаниями

   Видео обзор

   Все(5)

4. ВВЕДЕНИЕ.
   Мы привыкли к магниту и относимся к
   нему чуточку снисходительно как к устаревшему атрибуту школьных уроков физики,
   порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас. В наших квартирах
   десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках
   с гвоздями, наконец. Сами мы – тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг
   нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, –
   гигантский голубой магнит. Солнце – жёлтый плазменный шар – магнит ещё более
   грандиозный. Галактик и туманности, едва различимые телескопами, – непостижимые
   по размерам магниты. Термоядерный синтез, магнитодинамическое генерирование
   электроэнергии, ускорение заряженных частиц в синхротронах, подъём затонувших
   судов – всё это области, где требуются грандиозные, невиданные раньше по
   размерам магниты.
   Проблема создания сильных, сверхсильных,
   ультрасильных и ещё более сильных магнитных полей стала одной из основных в
   современной физике и технике. Научившись производить и использовать сверхмощные
   технические магниты для своих нужд, люди пока не могут совладать с гораздо
   более слабыми природными магнитными полями, которые нас убивают.
   Ученые-геофизики буквально со дня на день ожидают начала нового всплеска
   солнечной активности, а это значит – магнитные бури, инфаркты, аварии,
   самоубийства, массовые помешательства. Хорошо бы, чтобы к тому времени медики
   уже опробовали лекарства от магнитных бурь.
   Я выбрал эту тему из-за широкого
   использования магнита и магнитного поля в человеческой жизни. Но в тоже время на
   нас влияют «природные» магнитные поля, которые от человека не зависят и приносят
   большой вред. Я считаю, быть зависимым здоровьем от «каких-то» невидимых
   потоков – перспектива не самая удачная и подлежит рассмотрению. По этим
   причинам я выбрал данную тему в качестве своей работы. В своей работе я
   расскажу об истории магнита и магнитного компаса, применении магнита в
   различных средах человеческой жизни, жидких магнитах, магнитном поле Земли и
   его возмущениях, электромагнетизме и магнитном поле в веществе (магнетиках).
   История магнита и магнитного компаса.
   Первое
   историческое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал, как некий
   пастух с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом, обратил
   внимание, что к его обуви пристают какие-то мелкие черные камешки, в изобилии
   валявшиеся на склонах горы Идо. Пастуха звали Магнис, отсюда природные магниты
   получили свое название. А может, все было и не так. Римский поэт Лукреций Кар
   считал, что магнит обязан своим названием местности, где его нашли. Эта
   местность в Малой Азии называлась Магнезия.
   Китайцы, ничего
   не знавшие ни о Магнезии, ни о греческих пастухах в железных сандалиях,
   называли эти черные камешки «чу-ши», что можно перевести как «любящий камень».
   Ход мыслей был прост: раз тянется – значит, любит. (Кстати говоря, людское
   мышление бывает забавно параллельным: на французском языке магнит называется
   «эман» – «любящий».)
   Китайцы – народ
   пытливый. Они первыми придумали, как можно практически использовать магниты.
   Они не изобрели компас, как многие думают, они изобрели игрушку – югоуказатель.
   Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились ими
   не только на корабли, но и на конные повозки. Это было четыре тысячи лет тому
   назад. Граждане огромной Поднебесной империи жили довольно замкнуто, тихо и
   мирно. Плавания совершали в основном каботажные – вдоль берега, по рекам, и
   компас был китайцам не очень-то нужен. (Заторможенные китайцы даже изобретенный
   порох умудрились не использовать для военных нужд — делали фейерверки и
   ракеты.)
   Другое дело – агрессивная и
   неугомонная европейская цивилизация, вечно тянет на какие-то приключения. Ей
   компас был просто необходим. Он был изобретен в Италии неким Джойя примерно 700
   лет назад. Тогда уже научились натирать природными магнитами стальные иглы,
   которые стали первыми искусственными магнитами и которые использовали в
   качестве стрелок. Джойя снабдил магнитную стрелку кругом с делениями. Прибор
   получил название «компассаре», что означает «измерять шагами».
   Магнитный компас
   Если стержневой магнит, намагниченную
   иголку или кусок магнитного железняка укрепить так, чтобы они могли свободно
   поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, то, как
   хорошо известно, их концы будут показывать на север и юг.
   Подобный инструмент называется
   компасом. Тот конец иголки, который указывает на север, был назван северным
   полюсом (его обозначение N или С), противоположный конец — южным полюсом
   (обозначается S или Ю). Прототип первого компаса на рис.1.
   Тот факт, что разноименные магнитные
   полюсы притягиваются друг к другу, может объяснить, почему стрелка компаса
   показывает определенное направление. Так как северный конец стрелки указывает
   на север, то, видимо, где-то в этом направлении должен находиться
   противоположный магнитный полюс. Это же можно сказать и в отношении южного
   полюса. Но если эти полюсы действительно существуют, то где же они находятся?
   В
   течение долгого времени считалось, что источником магнитного притяжения для
   компаса является Полярная звезда. Однако если бы это было так, то направление
   стрелки компаса должно было бы меняться по крайней мере на 1 градус через
   каждые 12 часов, вследствие видимого кругового движения Полярной звезды на
   небосводе. Наблюдения же не показывают поворота стрелки компаса в течение
   суток, так что это объяснение ошибочно.
   Стрелочный компас
   Это самый
   распространенный вид магнитного компаса. Он часто применяется в карманном
   варианте. В стрелочном компасе имеется тонкая магнитная стрелка, установленная
   свободно в своей средней точке на вертикальной оси, что позволяет ей
   поворачиваться в горизонтальной плоскости. Северный конец стрелки помечен, и
   соответственно с ней закреплена картушка. При измерении компас необходимо
   держать в руке или установить на штативе так, чтобы плоскость вращения стрелки
   была строго горизонтальна. Тогда северный конец стрелки будет указывать на
   северный магнитный полюс Земли. Компас, приспособленный для топографов,
   представляет собой пеленгаторный прибор, т.е. прибор для измерения азимута. Он
   обычно снабжен зрительной трубой, которую поворачивают до совмещения с нужным
   объектом, чтобы затем считать по картушке азимут объекта.
   Жидкий компас
   Жидкостный компас, или компас с
   плавающей картушкой, – это самый точный и стабильный из всех магнитных
   компасов. Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым.
   Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет
   собой наполненный жидкостью «котелок», в котором на вертикальной оси закреплена
   алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены
   пара или две пары магнитов. В центре картушки имеется полый полусферический
   выступ – поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен
   компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается
   на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира.
   Подпятник закреплен на неподвижном диске с «курсовой чертой». В нижней части
   котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в
   расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры.
   Картушка плавает
   на поверхности компасной жидкости. Жидкость, кроме того, успокаивает колебания
   картушки, вызываемые качкой. Вода не годится для судового компаса, так как она
   замерзает. Используется смесь 45% этилового спирта с 55% дистиллированной воды,
   смесь глицерина с дистиллированной водой либо высокочистый нефтяной дистиллят.
   Котелок компаса
   отлит из бронзы и снабжен стеклянным колпаком с уплотнением, исключающим
   возможность протечки. В верхней части котелка закреплено азимутное, или пеленгаторное,
   кольцо. Оно позволяет определять направление на различные объекты относительно
   курса судна. Котелок компаса закреплен в своем подвесе на внутреннем кольце
   универсального (карданного) шарнира, в котором он может свободно
   поворачиваться, сохраняя горизонтальное положение, в условиях качки.
   Котелок компаса
   закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой,
   либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При
   изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами,
   неизменно сохраняющими свое направление север – юг. По смещению курсовой метки
   или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.
   Почему компас показывает направление с севера на юг?
   Тот факт, что
   разноименные магнитные полюсы притягиваются друг к другу, может объяснить,
   почему стрелка компаса показывает определенное направление. Так как северный
   конец стрелки указывает на север, то, видимо, где-то в этом направлении должен
   находиться противоположный магнитный полюс. Это же можно сказать и в отношении
   южного полюса. Но если эти полюсы действительно существуют, то где же они
   находятся?
   В
   течение долгого времени считалось, что источником магнитного притяжения для компаса
   является Полярная звезда. Однако если бы это было так, то направление стрелки
   компаса должно было бы меняться по крайней мере на 1 градус через каждые 12
   часов, вследствие видимого кругового движения Полярной звезды на небосводе.
   Наблюдения же не показывают поворота стрелки компаса в течение суток, так что
   это объяснение ошибочно.
   Применение магнитов
   По всему выше сказанному ясно, что
   магнит – вещи весьма ценный предмет и человечеству не обходим. А иначе как – бы
   люди путешествовали? Но использование магнита только для определения направления
   не закончилось. Во всех отраслях жизни магнит – постоянный спутник.
   Электромашинные
   генераторы и электродвигатели – машины вращательного типа,
   преобразующие либо механическую энергию в электрическую (генераторы), либо
   электрическую в механическую (двигатели). Действие генераторов основано на
   принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле,
   наводится электродвижущая сила (ЭДС). Действие электродвигателей основано на
   том, что на провод с током, помещенный в поперечное магнитное поле, действует
   сила.
   Магнитоэлектрические
   приборы. В таких приборах используется
   сила взаимодействия магнитного поля с током в витках обмотки подвижной части,
   стремящаяся повернуть последнюю
   Индукционные
   счетчики электроэнергии. Индукционный счетчик представляет собой не что
   иное, как маломощный электродвигатель переменного тока с двумя обмотками –
   токовой и обмоткой напряжения. Проводящий диск, помещенный между обмотками,
   вращается под действием крутящего момента, пропорционального потребляемой
   мощности. Этот момент уравновешивается токами, наводимыми в диске постоянным
   магнитом, так что частота вращения диска пропорциональна потребляемой мощности.
   Электрические наручные
   часы
   питаются миниатюрной батарейкой. Для их работы требуется гораздо меньше деталей, чем в
   механических часах; так, в схему типичных электрических портативных часов
   входят два магнита, две катушки индуктивности и транзистор.
   Замок – механическое,
   электрическое или электронное устройство, ограничивающее возможность
   несанкционированного пользования чем-либо. Замок может приводиться в
   действие устройством (ключом), имеющимся в распоряжении определенного лица,
   информацией (цифровым или буквенным кодом), вводимой этим лицом, или какой либо
   индивидуальной характеристикой (например, рисунком сетчатки глаза) этого лица.
   Замок обычно временно соединяет друг с другом два узла или две детали в одном
   устройстве. Чаще всего замки бывают механическими, но все более широкое
   применение находят электромагнитные замки.
   Магнитные
   замки. В цилиндровых замках
   некоторых моделей применяются магнитные элементы. Замок и ключ снабжены
   ответными кодовыми наборами постоянных магнитов. Когда в замочную скважину
   вставляется правильный ключ, он притягивает и устанавливает в нужное положение
   внутренние магнитные элементы замка, что и позволяет открыть замок.
   Динамометр – механический или электрический прибор
   для измерения силы тяги или крутящего момента машины, станка или двигателя.
   Тормозные
   динамометры бывают самых различных конструкций; к ним относятся,
   например, тормоз Прони, гидравлический и электромагнитный тормоза.
   Электромагнитный
   динамометр может быть выполнен в виде миниатюрного прибора, пригодного для
   измерений характеристик малогабаритных двигателей.
   Гальванометр – чувствительный прибор для измерения
   слабых токов. В гальванометре используется вращающий момент, возникающий при
   взаимодействии подковообразного постоянного магнита с небольшой токонесущей
   катушкой (слабым электромагнитом), подвешенной в зазоре между полюсами магнита.
   Вращающий момент, а следовательно, и отклонение катушки пропорциональны току и
   полной магнитной индукции в воздушном зазоре, так что шкала прибора при
   небольших отклонениях катушки почти линейна. Приборы на его базе – самый
   распространенный вид приборов. Спектр выпускаемых приборов широк и
   разнообразен: приборы щитовые постоянного и переменного тока
   (магнитоэлектрической, магнитоэлектри- ческой с выпрямителем и электромагнитной
   систем), комбинированные приборы ампервольтомметры, для диагностирования и
   регулировки электрооборудования автомашин, измерения температуры плоских
   поверхностей, приборы для оснащения школьных учебных кабинетов, тестеры и
   измерители всевозможных электрических параметров
   Производство
   абразивов
   – мелких,
   твердых, острых частиц, используемых в свободном или связанном виде для
   механической обработки (в т.ч. для придания формы, обдирки, шлифования,
   полирования) разнообразных материалов и изделий из них (от больших стальных
   плит до листов фанеры, оптических стекол и компьютерных микросхем). Абразивы
   бывают естественные или искусственные. Действие абразивов сводится к удалению
   части материала с обрабатываемой поверхности. В
   процессе производства искусственных абразивов ферросилиций, присутствующий в
   смеси, оседает на дно печи, но небольшие его количества внедряются в абразив и
   позже удаляются магнитом.
   Магнитные свойства вещества находят
   широкое применение в науке и технике как средство изучения структуры различных
   тел. Так возникли науки:   Магнетохимия
   (магнитохимия) – раздел физической химии, в котором изучается связь между
   магнитными и химическими свойствами веществ; кроме того, магнитохимия исследует
   влияние магнитных полей на химические процессы. магнитохимия опирается на
   современную физику магнитных явлений. Изучение связи между магнитными и
   химическими свойствами позволяет выяснить особенности химического строения
   вещества. Магнитная дефектоскопия, метод поиска дефектов, основанный на исследовании
   искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из
   ферромагнитных материалов.
   Техника сверхвысокочастотного диапазона   Сверхвысоко частотный диапазон
   (СВЧ) –  частотный диапазон электромагнитного излучения (100 – 300 млн.
   герц), расположенный в спектре между ультравысокими телевизионными частотами и
   частотами дальней инфракрасной области
   Связь. Радиоволны
   СВЧ-диапазона широко применяются в технике связи. Кроме различных радиосистем
   военного назначения, во всех странах мира имеются многочисленные коммерческие
   линии СВЧ-связи. Поскольку такие радиоволны не следуют за кривизной земной
   поверхности, а распространяются по прямой, эти линии связи, как правило,
   состоят из ретрансляционных станций, установленных на вершинах холмов или на
   радиобашнях с интервалами около 50 км.
   Термообработка
   пищевых продуктов. СВЧ-излучение применяется для термообработки
   пищевых продуктов в домашних условиях и в пищевой промышленности. Энергия,
   генерируемая мощными электронными лампами, может быть сконцентрирована в малом
   объеме для высокоэффективной тепловой обработки продуктов в т.н. микроволновых
   или СВЧ-печах, отличающихся чистотой, бесшумностью и компактностью. Такие
   устройства применяются на самолетных бортовых кухнях, в железнодорожных
   вагонах-ресторанах и торговых автоматах, где требуются быстрые подготовка
   продуктов и приготовление блюд. Промышленность выпускает также СВЧ-печи
   бытового назначения.
   Быстрый
   прогресс в области СВЧ-техники в значительной мере связан с изобретением
   специальных электровакуумных приборов – магнетрона и клистрона, способных
   генерировать большие количества СВЧ-энергии. Генератор на обычном вакуумном
   триоде, используемый на низких частотах, в СВЧ-диапазоне оказывается весьма
   неэффективным.
   Магнетрон.
   В магнетроне, изобретенном в Великобритании перед Второй мировой войной, эти
   недостатки отсутствуют, поскольку за основу взят совершенно иной подход к
   генерации СВЧ-излучения – принцип объемного резонатора
   В
   магнетроне предусмотрено несколько объемных резонаторов, симметрично
   расположенных вокруг катода, находящегося в центре. Прибор помещают между
   полюсами сильного магнита.
   Лампа
   бегущей волны (ЛБВ). Еще один электровакуумный прибор для генерации и усиления
   электромагнитных волн СВЧ-диапазона – лампа бегущей волны. Она представляет
   собой тонкую откачанную трубку, вставляемую в фокусирующую магнитную катушку.
   Ускоритель
   частиц, установка, в которой с помощью электрических и магнитных полей
   получаются направленные пучки электронов, протонов, ионов и других заряженных
   частиц с энергией, значительно превышающей тепловую энергию.
   В
   современных ускорителях используются многочисленные и разнообразные виды
   техники, в т.ч.  мощные прецизионные магниты.
   В
   медицинской терапии и диагностике ускорители играют важную
   практическую роль. Многие больничные учреждения во всем мире сегодня имеют в
   своем распоряжении небольшие электронные линейные ускорители, генерирующие
   интенсивное рентгеновское излучение, применяемое для терапии опухолей. В
   меньшей мере используются циклотроны или синхротроны, генерирующие протонные
   пучки. Преимущество протонов в терапии опухолей перед рентгеновским излучением
   состоит в более локализованном энерговыделении. Поэтому протонная терапия
   особенно эффективна при лечении опухолей мозга и глаз, когда повреждение
   окружающих здоровых тканей должно быть по возможности минимальным.
   Представители
   различных наук учитывают магнитные поля в своих исследованиях. Физик измеряет
   магнитные поля атомов и элементарных частиц, астроном изучает роль космических
   полей в процессе формирования новых звёзд, геолог по  аномалиям магнитного поля
   Земли отыскивает залежи магнитных руд, с недавнего времени биология тоже
   активно включилась в изучение и использование магнитов.
   Биологическая
   наука первой
   половины XX века уверенно описывала
   жизненные функции, вовсе не учитывая существования каких-либо магнитных полей.
   Более того, некоторые биологи считали нужным подчеркнуть, что даже сильное
   искусственное магнитное поле не оказывает никакого влияния на биологические
   объекты.
   В энциклопедиях о
   влиянии магнитных полей на биологические процессы ничего не говорилось. В
   научной литературе всего мира ежегодно появлялись единичные позитивные
   соображения о том или ином биологическом эффекте магнитных полей. Однако этот
   слабый ручеёк не мог растопить айсберг недоверия даже к постановке самой
   проблемы… И вдруг ручеёк превратился в бурный поток. Лавина магнитобиологических
   публикаций, словно сорвавшись с какой – то вершины, с начала 60 – х годов
   непрестанно увеличивается и заглушает скептические высказывания.
   От алхимиков XVI века и до наших дней биологическое
   действие магнита много раз находило поклонников и критиков. Неоднократно в
   течение нескольких веков наблюдались всплески и спады интереса к лечебному
   действию магнита. С его помощью пытались лечить (и не безуспешно) нервные
   болезни, зубную боль, бессонницу, боли в печени и в желудке – сотни болезней.
   Для лечебных
   целей магнит стал употребляться, вероятно, раньше, чем для определения сторон
   света.
   Как местное
   наружное средство и в качестве амулета магнит пользовался большим успехом у
   китайцев, индусов, египтян, арабов. ГРЕКОВ, римлян и т.д. О его лечебных
   свойствах упоминают в своих трудах философ Аристотель и историк Плиний.
   Во второй
   половине XX века широко распространились
   магнитные браслеты, благотворно влияющие на больных с нарушением кровяного
   давления (гипертония и гипотония).
   Кроме постоянных магнитов
   используются и электромагниты. Их также применяют для широкого спектра проблем
   в науке, технике, электронике, медицине (нервные заболевания, заболевания
   сосудов конечностей, сердечно – сосудистые заболевания, раковые заболевания).
   Более всего учёные
   склоняются к мысли, что магнитные поля повышают сопротивляемость организма.
   Существуют
   электромагнитные измерители скорости движения крови, миниатюрные капсулы,
   которые с помощью внешних магнитных полей можно перемещать по кровеносным
   сосудам чтобы расширять их, брать пробы на определённых участках пути или,
   наоборот, локально выводить из капсул различные медикаменты.
   Широко
   распространён магнитный метод удаления металлических частиц из глаза.
   Большинству из
   нас известно исследование работы сердца с помощью электрических датчиков –
   электрокардиограмма. Электрические импульсы, вырабатываемые сердцем, создают
   магнитное поле сердца, которое в max значениях составляет 10-6  напряжённости магнитного поля
   Земли. Ценность магнитокардиографии в том, что она позволяет получить сведения
   об электрически “немых” областях сердца.
   Надо отметить,
   что биологи сейчас просят физиков дать теорию первичного механизма
   биологического действия магнитного поля, а физики в ответ требуют от биологов
   побольше проверенных биологических фактов. Очевидно, что успешным будет тесное
   сотрудничество различных специалистов.
   Важным звеном,
   объединяющим магнитобиологические проблемы, является реакция нервной системы на
   магнитные поля. Именно мозг первым реагирует на любые изменения во внешней среде.
   Именно изучение его реакций будет  ключом к решению многих задач
   магнитобиологии.
   Жидкий магнит
   Идея размолоть железо в такой мелкий
   порошок, который бы не осаждался в жидкости – воде, керосине, масле… Тогда
   получилась бы магнитная жидкость. Осуществить это удалось только в 60-х годах.
   После целой недели размалывания в шаровой мельнице добились такого тонкого
   помола порошка феррита, что, будучи засыпанным в смесь керосина и олеиновой
   кислоты, он уже не осаждался.
   Это был первый жидкий магнит – тяжелая
   черно-бурая жидкость. Если к сосуду с такой жидкостью поднести магнит, она в
   буквальном смысле лезет на стенку или вздувается бугром. Разлитую на полу, ее
   можно собрать магнитом. Правда, лучше для этого брать электромагнит. Его
   выключил – и жидкость стекла в подставленную емкость. А вот постоянным магнитом
   жидко магнитную субстанцию лучше не собирать: потом от магнита ее нипочем не
   отскребешь.
   Для чего? Например, из подводной
   лодки торчит вал с винтом. Встает проблема с уплотнением, чтобы забортная вода
   не проникала в машинное отделение. Вместо сальников можно использовать жидко
   магнитное уплотнение, чуть намагнитив вал в месте его выхода из корпуса лодки.
   Магнитную жидкость на основе масла
   используют в качестве вечной смазки для намагниченных подшипников. Она оттуда
   уже не вылезет. Наоборот, захочешь – не вынешь.
   Можно построить герметичный насос для
   перекачки агрессивных или ядовитых жидкостей. Вместо поршня в трубке будет
   ходить туда-сюда жидкомагнитная «пробка». Внешний магнит двигает ее, «пробка» толкает
   в трубке перекачиваемую жидкость.
   Вот еще. Затонул нефтеналивной
   танкер. На море образовалась нефтяная пленка. Как ее собрать? Распылить
   небольшое количество магнитной жидкости, она растворится в нефти, а затем нефть
   собрать мощными электромагнитами.
   Магнитное поле Земли и
   последствие его возмущений

5. 240*400 Advertur.ru end –>
   Магнети?зм
   — форма взаимодействия движущихся электрических
   зарядов, осуществляемая на расстоянии
   посредством магнитного поля. Наряду с
   электричеством, магнетизм — одно из проявлений
   электромагнитного взаимодействия. С
   точки зрения квантовой теории поля электромагнитное
   взаимодействие переносится безмассовым
   бозоном — фотоном (частицей, которую
   можно представить как квантовое возбуждение
   электромагнитного поля).
   Основной
   силовой характеристикой магнитного
   поля является вектор магнитной индукции.
   В среде вводится также с вектор
   напряжённости магнитного поля.
   Первые
   упоминания о постоянных
   магнитах и их использовании в устройствах
   типа компаса встречаются в древнекитайских
   летописях. Так древние китайская летопись
   повествует, что 4000 лет назад в Китае использовалась
   повозка, на которой, проворачиваясь на
   оси, стояла магнитная фигурка человека,
   показывающего на юг. В китайской энциклопедии
   находятся и первое упоминание об использовании
   магнитной стрелки на кораблях в 262—419
   гг. н. э. Позже ее стали применять индийцы,
   арабы, греки, помещая магнит на плавающий
   в воде тростник. О некоторых свойствах
   магнитов были осведомлены и древние греки.
   Само название «магнит» предположительно
   происходит от названия города Магнезия
   в Малой Азии, где добывались магнетитовые
   руды. О «душе магнита» писал Фалес Милетский,
   свойства магнитов описывали и пытались
   объяснять также Анаксагор, Эмпедокл,
   Демокрит, Эпикур и другие. Тит Лукреций
   Кар в своём сочинении «De rerum natura» («лат.
   О природе вещей») описал «бушующее движение
   железных опилок и колец», производимое
   магнитом.
   В начале XIV
   века итальянец Флавий Джойя ввёл в
   употребление компас с картушкой (шкалой).
   Она была связана с магнитом и разделена
   на 32 части (румбы). В таком виде без значительных
   изменений компас сохранился и до наших
   дней. Слово «компас», по-видимому, происходит
   от старинного английского слова compas,
   означавшего в XIII—XIV вв. «круг».
   Угол, на который
   отклоняется магнитная стрелка
   от направления север — юг, называют
   магнитным склонением. Христофор
   Колумб установил, что магнитное
   склонение зависит от географических
   координат, что послужило толчком
   к исследованию этого нового свойства
   магнитного поля Земли.
   Практически
   все накопленные к началу XVII века
   сведения о магнитах подытожили в 1589
   году книгой «Естественная магия» Ион
   Баптиста Порта и в 1600 году Уильям
   Гильберт своим трудом «лат. De Magnete».
   Магнитным силам эти учёные приписывали
   духовное происхождение. Русский ученый
   М.В. Ломоносов в 1759 г. в докладе “Рассуждение
   о большой точности морского пути” дал
   ценные советы, позволяющие увеличить
   точность показаний компаса. Для изучения
   земного магнетизма М.В. Ломоносов рекомендовал
   организовать сеть постоянных пунктов
   (обсерваторий), в которых производить
   систематические магнитные наблюдения;
   такие наблюдения необходимо широко проводить
   и на море. Мысль Ломоносова об организации
   магнитный обсерваторий была осуществлена
   лишь спустя 60 лет в России. Первую подробную
   материалистическую теорию магнетизма
   составил Р. Декарт. Теорию магнетизма
   разрабатывали также Ф. У. Т. Эпинус, Ш.
   Кулон, в 1788 году обобщивший закон Кулона
   на случай взаимодействия точечных полюсов
   магнита, А. Бургманс, которому принадлежит
   открытие притяжения и отталкивания слабомагнитных
   веществ (названных М. Фарадеем в 1845 году
   диа- и парамагнетиками), и другие учёные.
   Одной из важнейших
   вех в истории физики магнитных
   явлений стало осуществление
   в 1820 году опыта Эрстеда с магнитной
   стрелкой, фактически подтолкнувшего
   учёных к созданию единой теории электромагнитных
   взаимодействий. В том же году А.
   М. Ампер высказал гипотезу молекулярных
   токов, которая конкурировала с
   гипотезой элементарных магнитиков
   — магнитных диполей, детально разработанной
   В. Э. Вебером и развитой позднее
   Дж. А. Юингом. В 1831 г. английским полярным
   исследователем Джоном Россом в Канадском
   архипелаге был открыт магнитный полюс
   – область, где магнитная стрелка занимает
   вертикальное положение, т.е. наклонение
   равно 90 0. В 1841 г. Джеймс Росс (племянник
   Джона Росса) достиг другого магнитного
   полюза Земли, находящегося в Антарктиде.
   В 1831 году М.
   Фарадей открыл закон электромагнитной
   индукции и впервые ввёл в обращение
   термин «магнитное поле». В 1834 году русский
   академик Э. Х. Ленц установил правило
   о направлении индукционного тока и связанного
   с ним магнитного поля. В 1873 году начало
   современной электродинамике положило
   опубликование «Трактата об электричестве
   и магнетизме» Дж. К. Максвелла и экспериментальное
   обнаружение в 1888 году Г. Р. Герцем предсказанных
   в этом трактате электромагнитных волн.
   Взаимодействия электромагнитного поля
   с веществом рассматривал Х. А. Лорентц,
   создавший электронную теорию магнитных
   свойств и объяснивший в её рамках открытый
   в 1896 году эффект Зеемана.
   В 1905 году П.
   Ланжевен на основе теоремы Лармора
   и электронной теории Лорентца развил
   классическую трактовку теории диа- и
   парамагнетизма.
   Магнитные
   явления
   Вы могли
   заметить, что лучше всего предмет
   притягивается к магниту на его
   концах. Они называются полюсами магнита
   и обычно выкрашены в синий
   и красный цвета. Синим цветом обозначают
   северный магнитный полюс, а красным —
   южный.
   Магниты взаимодействуют
   между собой. Одинаковые полюса двух
   магнитов отталкиваются, а разные —
   притягиваются. Обычно мы имеем дело
   с искусственными магнитами, то есть
   изготовленными людьми на заводе. Но есть
   и естественные — это встречающиеся
   в природе магнитные руды. У
   нас на Урале есть гора Магнитная
   и город Магнитогорск. Но впервые
   такие руды были найдены, вероятно,
   в древнем городе Магнесия на полуострове
   Малая Азия. От названия этого города,
   возможно, и произошло слово «магнит»,
   так как в переводе с греческого оно означает
   «камень из Магнесии».
   Мы не ощущаем,
   что живем на огромном магните, каким
   является наша Земля. Простая магнитная
   стрелка чутко реагирует на магнитное
   поле Земли. Поэтому она — главная
   часть хорошо известного вам компаса,
   который используется для ориентирования
   на местности. Стрелка компаса своим
   северным полюсом указывает на Южный
   магнитный полюс Земли, который
   находится недалеко от Северного географического.
   Именно поэтому мы можем использовать
   магнитные явления для нахождения географических
   полюсов Земли.
   В 1820 году тоже
   с помощью магнитной стрелки
   датский ученый Х.-К. Эрстед обнаружил,
   что магнитное поле существует вокруг
   проводника, по которому течет электрический
   ток. Магнитные свойства тока проявляются
   сильнее, если проводник свернут
   в катушку и внутри нее помещен
   железный стержень. Катушка с железным
   сердечником называется электромагнитом.
   Она проявляет магнитные свойства
   только тогда, когда по ней течет
   ток. И теряет их, когда ток выключен.
   Это свойство используется во многих
   электрических приборах, например в
   электрических звонках.
   Исследования
   магнитных явлений помогают астрофизикам
   понять процессы, происходящие в околоземном
   космическом пространстве, на Солнце
   и звездах, в межпланетном, межзвездном
   пространстве.
   Электри?чество
   — понятие, выражающее свойства и явления,
   обусловленные структурой физических
   тел и процессов, сущностью которой является
   движение и взаимодействие микроскопических
   заряженных частиц вещества (электронов,
   ионов, молекул, их комплексов и т. п.).
   История
   Впервые на
   электрический заряд обратил
   внимание Фалес Милетский за 600 лет
   до н. э. Он обнаружил, что янтарь, потёртый
   о шерсть, приобретает свойства притягивать
   легкие предметы (пушинки, кусочки бумаги).[1].
   Позже это
   использовалось для чистки от пыли
   одежды, для которой было критично
   любое повреждение краски. Считалось,
   что таким свойством обладает
   только янтарь.
   Но только
   после становления физики как
   экспериментальной науки, заложенной
   Галилео Галилеем, это явление
   стало изучаться как средство
   для исследования и использования
   свойств физических тел.
   Термин «электричество»
   (англ. electricity) введён английским естествоиспытателем,
   лейб-медиком королевы Елизаветы Тюдор
   Уильямом Гилбертом в его сочинении «О
   магните, магнитных телах и о большом магните
   — Земле» (1600 год), в котором объясняется
   действие магнитного компаса и описываются
   некоторые опыты с наэлектризованными
   телами. Он установил, что свойством наэлектризовываться
   обладают и другие вещества. Название
   «электричество» происходит от др.-греч.
   ???????? — «янтарь».[1].
   В середине
   XVII века Отто фон Герике разработал электростатическую
   машину трения. Кроме того, им было обнаружено
   свойство электрического отталкивания
   однополярно заряженных предметов.
   В 1729 г. английский
   учёный Стивен Грей обнаружил разделение
   тел на проводники электрического тока
   и изоляторы[1].
   Вскоре его
   коллега Роберт Симмер, наблюдая за
   электризацией своих шёлковых чулок, пришёл
   к выводу, что электрические явления обусловлены
   тем, что электричество представлено двумя
   взаимодополняющими субстанциями, свойства
   которых стали обозначать понятием «заряд»,
   различая положительный и отрицательный
   заряд тел. Данные субстанции разделяются
   при трении тел друг о друга, что и вызывает
   электризацию этих тел, то есть электризация
   — это накопление на теле заряда одного
   типа, причём заряды одного знака отталкиваются,
   а заряды разного знака притягиваются
   друг к другу и компенсируются при соединении,
   делая тело нейтральным (незаряженным).
   К тем же
   выводам пришёл в 1729 г.у Шарль Дюфе.
   Он установил, что существует два рода
   зарядов. Опыты, проведённые Дюфе, говорили,
   что один из зарядов образуется при трении
   стекла о шёлк, а другой — при трении смолы
   о шерсть. Поэтому Дюфе назвал заряды «стеклянным»
   и «смоляным».
   Понятие о
   положительном и отрицательном
   заряде ввёл немецкий естествоиспытатель
   Георг Кристоф Лихтенберг, по версии
   США Бенджамин Франклин, который также
   обнаружил электрическую природу молний
   (атмосферное электричество) и изобрёл
   молниеотвод.
   Первая теоретическая
   работа с попыткой теоретически объяснить
   электрические явления, была написана
   американским физиком Б. Франклином
   в 1747 г.. Он предположил существование
   электрической жидкости (флюида), которая
   входит в качестве составной части во
   всякую материю. Наличие двух видов электричества
   он связывал с существованием двух типов
   жидкостей — «положительной» и «отрицательной».
   Обнаружив, что при трении друг о друга
   стекло и шелк электризуются по-разному,
   Франклин сделал вывод, что положительные
   и отрицательные заряды появляются одновременно
   и в равных количествах. Теория Франклина
   предполагала одновременное существование
   трех физических сущностей — материи,
   положительной и отрицательной электрических
   жидкостей. Электричество у Франклина
   существовало независимо от материи. Именно
   Франклин первым высказал важнейшее предположение
   об атомарной, зернистой природе электричества:
   «Электрическая материя состоит из частичек,
   которые должны быть чрезвычайно мелкими»[1].
   М. В. Ломоносов
   предположил существование «нечувствительной
   материи вне электризованного тела,
   которая и производит это действие»,
   предугадав тем самым современное
   понятие электрического поля[1].
   В 1745 г.у был
   создан первый электрический конденсатор
   — Лейденская банка. Гальвани открыл биологические
   эффекты электричества.
   Первым количественным
   исследованием был закон взаимодействия
   зарядов, экспериментально установленный
   в 1785 г. Шарлем Кулоном с помощью
   разработанных им чувствительных крутильных
   весов: , где q1 и q2 электрические заряды,
   r — расстояние между ними, F — сила взаимодействия
   между зарядами, k — коэффициент пропорциональности.
   Это открытие поставило науку об электричестве
   в ранг точных дисциплин, в которых можно
   применять математические методы[1].
   Итальянский
   ученый Вольта в 1800 г. изобрёл первый
   источник постоянного тока — гальванический
   элемент, разрешив тем самым многовековые
   трудности в исследовании электричества.
   Это был столб из цинковых и
   серебряных кружочков, разделенных
   смоченной в подсоленной воде
   бумагой[1].
   В 1802 г.у Василий
   Петров обнаружил вольтову дугу. Работы
   Джоуля, Ленца, Ома по изучению электрического
   тока. Гаусс формулирует основную теорему
   теории электростатического поля (1830).
   Фарадей открывает
   электромагнитную индукцию (1831) и законы
   электролиза (1834), вводит понятие электрического
   и магнитного полей. Анализ явления
   электролиза привел Фарадея к
   мысли, что носителем электрических
   сил являются не какие-либо электрические
   жидкости, а атомы — частицы
   материи. «Атомы материи каким-то образом
   одарены электрическими силами»
   — утверждает он. Фарадеевские исследования
   электролиза сыграли принципиальную роль
   в становлении электронной теории[1].
   Объединение
   электричества и магнетизма
   В 1820 год
   норвежский физик Эрстед на опыте
   обнаружил электромагнитное взаимодействие.
   Замыкая и размыкая цепь с током,
   он увидел колебания стрелки компаса,
   расположенной вблизи проводника. Впервые
   два, казалось бы, соверешенно различных
   явления оказываются связанными друг
   с другом.
   Французский
   физик Ампер установил, что связь
   электричества и магнетизма наблюдается
   только в случае электрического тока
   (движущегося электричества) и отсутствует
   в случае статического электричества
   в 1821 год.
   Опираясь
   на исследования Эрстеда и Ампера,
   Фарадей открывает явление электромагнитной
   индукции в 1831 год и создает на
   его основе первый в мире генератор
   электроэнергии, вдвигая в катушку
   намагниченный сердечник и фиксируя
   возникновение тока в витках катушки.
   Фарадей создал и первый в мире
   электродвигатель — проволочка с
   током, вращающаяся вокруг магнита.
   Электричество и магнетизм в
   результате этих исследований были объединены
   в новую область науки —
   электромагнетизм[1].
   Уравнения
   Максвелла
   Венцом исследований
   электромагнетизма явилась разработка
   английским физиком Д. К. Максвеллом
   теории электромагнитных явлений. Он вывел
   уравнения, связывающие воедино
   электрические и магнитные характеристики
   поля в 1873 год. Они имеют громадное
   значение для науки и практики,
   как основы расчета электромагнитных
   явлений.
   Именно анализ
   уравнений Максвелла послужил одной
   из исходных точек для А. Эйнштейна
   в 1905 год при разработке специальной
   теории относительности.
   Практические
   применения уравнений Максвелла
   и т.д……………..
   Перейти к полному тексту работы
   Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru
   Смотреть полный текст работы бесплатно
   Смотреть похожие работы
   * Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.

6. ОГЛАВЛЕНИЕ
   Список обозначений, сокращений и акронимов ……………………….
   6
   Предисловие
   ………………………………… 8
   I. Магнитные свойства. Общая характеристика ……..……….
   9
   Введение. Основные магнитныехарактеристики Восприимчивость диамагнетиков, парамагнетиков,
   ферромагнетиков и ферримагнетиков. Дифференциальные характеристики.
   Магнитный момент изолированного атома. Правили Хунда. Гамильтонианвзаимодействия атомов и
   молекул с магнитным полем, расщепление уровней. Намагниченность и восприимчивость.
   II. Диамагнетизм …………………………………………………..
   20
   Ларморовский диамагнетизматомов с полностью заполненными внутренними оболочками
   III. Парамагнетизм. ……………………………………………………….. 22
   Ланжевенский парамагнетизм. Функция Ланжевена. Закон Кюри. Функция Бриллюэна. Парамагнетизм
   редкоземельныхионов. Парамагнетизм переходных элементов группы железа.
   Природа эффекта замораживания орбитального углового момента. Влияние нецентральности
   внутрикристаллического поля. Расщепление уровнейвнутрикристаллическим полем.
   Парамагнетизм Ван Флека. Парамагнитная и диамагнитная восприимчивость электронов проводимости.
   Парамагнетизм Паули. Диамагнетизм Ландау.
   IV. Ферромагнетизм.
   ……………………………………………..
   32
   Внутреннеемагнитное поле Вейсса. Закон Кюри-Вейсса. Электростатическая природа поля Вейсса.
   Модель Гейзенберга. Механизмы обмена спинами. Спиновые волны, магноны. Температурная зависимость
   намагниченности: законБлоха.
   V. Антиферромагнетизм и ферримагнетизм. ………………….
   36
   Ферримагнетики.
   Условие
   ферримагнетизма. Температура Кюри и восприимчивость ферримагнетиков. Закон Кюри для
   антиферромагнетиков. ТемператураНееля. Восприимчивость антиферромагнетиков ниже температуры
   Нееля.
   VI. Доменная структура. …………………………………………..
   41
   Ферромагнитные домены. Движение границ при намагничивании, эффект Баркгаузена. Параметрыкривой
   намагничивания. Причины образования доменов. Основные компоненты энергии доменов. Границы
   доменов. Стенки Блоха. Неелевские границы.
   VII. Методы исследования…

7. Определение
   История магнетизма
   Естественные и искусственные магниты
   Магнитные свойства. Классы веществ
   Магнетизм в природе
   Использование магнетизма

   Определение

   Магнетизм – форма взаимодействия движущихся электрических зарядов, которая осуществляется на расстоянии посредством магнитного поля. Как и электричество, магнетизм — одно из проявлений электромагнитного взаимодействия.
   Магнитное взаимодействие между железом и магнитом или между магнитами происходит не только при непосредственном их соприкосновении, но и на расстоянии. С увеличением расстояния сила взаимодействия уменьшается, и при достаточно большом расстоянии она перестает быть заметной. Следовательно, свойства части пространства вблизи магнита отличаются от свойств той части пространства, где магнитные силы не проявляются. В пространстве, где проявляются магнитные силы, имеется магнитное поле.
   Если магнитную стрелку внести в магнитное поле, то она установится вполне определенным образом, причем в различных местах поля она будет устанавливаться по-разному.

   История магнетизма

   Наиболее характерное магнитное явление – притяжение магнитом кусков железа – известно со времен глубокой древности. Существуют различные сведения о первом упоминании магнитов, обычно рассматривающихся в истории Древнего мира в контексте компаса или религиозных культов. Кратко пройдёмся по древним цивилизациям, которые внесли свой вклад науку о магнетизме, ибо точно сказать кем были открыты магнитные свойства, всё-таки нельзя. Западные учёные отдают приоритет в открытии магнетизма древним грекам, что, в принципе, понятно. Китай склонен утверждать, что именно его народ в древности, в этом преуспел раньше других. Рассмотрим каждого.
   Китай
   Разумеется, многие наслышаны о китайском фарфоре и порохе. Согласно некоторым оценкам магнетит (минерал, получивший название от античного города Магнесия в Малой Азии) был впервые открыт в Китае за 4 тысячи до нашей эры. Первые упоминания в летописях о применении магнитов относят к третьему тысячелетию до нашей эры, когда китайский император Хуан-ди использовал компас во время одной из битв, которых на территории древнего Китая было бесчисленное множество. По другой версии, он использовал колесницы, указывающие на юг: на колеснице была смонтирована фигурка человека, которая независимо от направления движения самой колесницы указывала вытянутой рукой на юг.
   Китайские мореплаватели конца второго тысячелетия до нашей эры уже использовали компас для навигации в море. Компас в виде ложки на гладкой поверхности (или как зовут его китайцы «ложка, смотрящая на юг») использовался для предсказаний. Альтернативная версия гласит, что первое упоминание магнита или магнитного компаса было сделано лишь за 4 сотни лет до нашей эры. Понятное дело, что в те времена действие магнита объясняли действием высших сил и никак иначе.
   Греция
   Древние греки хорошо знали о свойствах магнетита. Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в своём сочинении «О природе вещей» писал, что камень, притягивающий железо получил название магнита по имени провинции Магнисия в Фессалии (исторический регион Греции на побережье Эгейского моря). По другим данным, название магнит произошло от названия города Магнезия в Лидии (в древности страна в Малой Азии, по другой берег Эгейского моря, современная Турция), около которого находились большие залежи этой руды. Существует также версия Плиния Старшего, согласно которой слово «магнит» произошло от имени пастуха Магнеса, «гвозди из обуви которого и наконечник его посоха были притянуты магнитным полем, когда он вывел на пастбище своё стадо». Греки также называли магнит «Геркулесов камень».
   Первые письменные упоминание магнетита в Греции относят к 8 веку до нашей эры. Древнегреческий философ и математик из Милета по имени Фалес (7 – 6 века до нашей эры) первым обратил внимание что магнетит притягивает железо. Философские школы по-разному объясняли необычные свойства материала: Фалес и Анаксагор (древнегреческий философ, математик и астроном. Основоположник афинской философской школы) считали, что магнетит обладает душой, тянущейся к железу. Другие их современники полагали, что магнит выделяет некие испарения, приводившие к наблюдаемым результатам, или что магнитное взаимодействие имеет механическую природу и для его проведения необходим прямой контакт между магнитом и железом. Сократ, в своё время, отметил силу притяжения колец. А четыре века спустя, после того как покинули наш мир вышеупомянутые лица, всё тот же Тит Лукреций Кар первым отметил отталкивание магнитных материалов.
   Индия
   Нельзя не упомянуть о ещё одной древней цивилизации – Индии. Плиний Старший упоминал в своих трудах о горе возле реки Инд, которая притягивала железо. Индийский врач Сушрута (автор важнейшего и древнейшего индийского медицинского трактата, основатель индийской медицинской школы) живший в 6 веке до нашей эры, применял магниты в хирургии. Как и когда появился индийский компас доподлинно неизвестно, но первые упоминания о нём относят к 6 веку нашей эры.
   Средневековье
   В ХII столетии усилиями арабов в Европу стали проникать сведения об искусственных стальных магнитах, а также об их способности поворачиваться всегда одним своим концом к северу, когда какой-либо из таких магнитов помещается на поплавке, плавающем на поверхности воды (впервые упоминается об этом в научных трудах 12 века). Об искусственных стальных магнитах, о пользовании ими при путешествиях как по земле, так и по воде в качестве компасов (т. е. в качестве указателей стран света), знали в Китае уже за 2000 лет до нашей эры, как упоминается выше. Но это в далёкой Азии, в то время как в Европе, только в 12 веке стало известно, что магнит испытывает особое действие Земли. Будучи помещенным на поплавке, на острие или подвешенным на незакрученной нити, причём так, чтобы была горизонтальная (или почти горизонтальная) прямая линия, соединяющая две точки поверхности магнита, в которых наблюдается наиболее сильное притяжение кусков железа (так называемая магнитная ось магнита), магнит принимает вполне определенное положение, если поблизости к нему не имеется масс железа или других каких-либо магнитов.
   Во времена средневековья сбор новых знаний и теорий о природе магнетизма практически отсутствовал. Только монахи высказывали некоторые теологические предположения. Тем не менее в народном творчестве различных стран (европейских, арабских) иногда упоминались магнитные горы или острова, способные притягивать металлические предметы вокруг.
   В Европе ходит легенда, согласно которой магнитный компас изобрел бедный ювелир Флавио Джойя, чтобы жениться на дочери богатого рыбака Доменико. Отец отнюдь не горел желанием видеть такого зятя и поставил условие научиться плавать по прямой линии в тумане ночью. Находчивый ювелир заметил, что пробка, на которой лежал магнитный камень, помещенная в чашку с водой, всегда ориентируется в одну сторону, и сумел выполнить сложное задание. В действительности же, «ювелиром» был папский секретарь Флавио Бьондо, в 1450 году описавший знание жителей Амальфи о компасе.
   Впервые в Европе компас был упомянут в 1187 году английским писателем и энциклопедистом Александром Неккамом в научном труде под названием «О природе вещей».
   Спустя почти 300 лет Христофор Колумб установил, что магнитное склонение (угол, на который отклоняется магнитная стрелка от направления север-юг) зависит от географических координат. Данное открытие послужило значительным толчком к исследованию этого свойства магнитного поля Земли.
   Многие накопленные к началу XVII века сведения о магнитах подытожили в 1589 году книгой «Естественная магия» Ион Баптиста Порта.
   В 1600 г. вышел в свет труд английского ученого Уильяма Гильберта «О магните, магнитных телах и о великом магните Земли», представляющий собой итог довольно обширных экспериментальных исследований. Гильберт формулирует следующие важные свойства магнита:
   Магнит обладает в различных частях различной притягательной силой; на полюсах эта сила наиболее заметна.
   Магнит имеет два полюса: северный и южный, они различны по своим свойствам.
   Разноименные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются.
   Магнит, подвешенный на нитке, располагается определенным образом в пространстве, указывая север и юг.
   Невозможно получить магнит с одним полюсом.
   Земной шар – большой магнит.
   Эти и многие другие учёные тех времён приписывали магнитным силам духовное происхождение. Русский ученый М. В. Ломоносов в 1759 г. в докладе «Рассуждение о большой точности морского пути» дал ценные советы, позволяющие увеличить точность показаний компаса. Для изучения земного магнетизма М. В. Ломоносов рекомендовал организовать сеть постоянных пунктов (обсерваторий), в которых производить систематические магнитные наблюдения; такие наблюдения необходимо широко проводить и на море. Мысль Ломоносова об организации магнитных обсерваторий была воплощена в жизнь в России лишь спустя 60 лет.
   Первую подробную материалистическую теорию магнетизма составил Р. Декарт. Теорией магнетизма также занимались многие учёные умы, включая Ф. У. Т. Эпинуса, Ш. Кулона, который в 1788 году обобщил закон Кулона на случай взаимодействия точечных полюсов магнита, и А. Бургманс, которому принадлежит открытие притяжения и отталкивания слабомагнитных веществ (названных М. Фарадеем в 1845 году диа- и парамагнетиками), и другие учёные.
   В 1820 г. датский физик Эрстед обнаружил, что электрический ток действует на магнитную стрелку. Этим открытием было положено начало новой главы физики- учению об электромагнетизме. Само явление заключается в том, что магнитная стрелка, помещенная вблизи проводника с током, отклоняется от плоскости магнитного меридиана и уже, как правило, не указывает с севера на юг.
   Это означает, что вблизи проводника с током создается магнитное поле. Для изучения конфигурации магнитного поля, создаваемого током, можно использовать описанный выше способ железных опилок. Если через отверстие в картонной пластинке пропустить прямолинейный проводник достаточной длины и затем насыпать на картон железные опилки и пропустить по проводнику электрический ток, то опилки расположатся в виде концентрических окружностей с центром на оси проводника. Силовые линии магнитного поля прямолинейного тока лежат в плоскости, перпендикулярной току, и представляют собой концентрические окружности с центром на оси тока.
   В 1831 г. английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. Десять лет спустя племянник Джона Росса, Джеймс Росс, достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.
   В 1831 году Майкл Фарадей открывает знаменитый закон электромагнитной индукции и впервые вводит в обращение термин «магнитное поле», о котором речь шла в начале статьи.
   В 1834 году русский академик Эмилий Христианович Ленц установил правило о направлении индукционного тока и связанного с ним магнитного поля.
   В 1873 году начало современной электродинамике положило опубликование «Трактата об электричестве и магнетизме» Джеймса Максвелла и экспериментальное обнаружение в 1888 году Генрихом Герцем предсказанных в этом трактате электромагнитных волн. Взаимодействия электромагнитного поля с веществом рассматривал Хендрик Лоренц, создавший электронную теорию магнитных свойств и объяснивший в её рамках открытый в 1896 году эффект Зеемана.
   В 1905 году Поль Ланжевен на основе теоремы Лармора и электронной теории Лоренца развил классическую трактовку теории диа- и парамагнетизма.

   Естественные и искусственные магниты

   Магнетит (магнитный железняк) – камень, притягивающий железо, был описан ещё древними учеными. Он представляет собой так называемый естественный магнит, встречающийся в природе довольно часто. Это широко распространенный минерал состава: 31% FeO и 69% Fe2O3, содержащий 72,4% железа.
   Если вырезать из такого материала полоску и подвесить ее на нить, то она будет устанавливаться в пространстве вполне определенным образом: вдоль прямой, проходящей с севера на юг. Если вывести полоску из этого состояния, т. е. отклонить от направления, в котором она находилась, а затем снова предоставить самой себе, то полоска, совершив несколько колебаний, займет прежнее положение, установившись в направлении с севера на юг.
   Если погрузить эту полоску в железные опилки, то они притянутся к полоске не везде одинаково. Наибольшая сила притяжения будет на концах полоски, которые были обращены к северу и югу.
   Эти места полоски, на которых обнаруживается наибольшая сила притяжения, носят название магнитных полюсов. Полюс, направленный к северу, получил название северного полюса магнита (или положительного) и обозначается буквой N (или С); полюс, направленный к югу»
   получил название южного полюса (или отрицательного) и обозначается буквой S (или Ю).
   Взаимодействие полюсов магнита можно изучить следующим образом. Возьмем две полоски из магнетита и одну из них подвесим на нити, как уже указывалось выше. Держа вторую полоску в руке, будем подносить ее к первой разными полюсами.
   Окажется, что если, к северному полюсу одной полоски приближать южный полюс другой, то возникнут силы притяжения между полюсами, и подвешенная на нити полоска притянется. Если к северному полюсу подвешенной полоски поднести вторую полоску также северным полюсом, то подвешенная полоска будет отталкиваться.
   Проводя такие опыты, можно убедиться в справедливости установленной Гильбертом закономерности о взаимодействии магнитных полюсов: одноименные полюсы отталкиваются, разноименные притягиваются.
   Если бы мы захотели разделить магнит пополам, чтобы отделить северный магнитный полюс от южного, то, оказывается, нам не удалось бы сделать этого. Разрезав магнит пополам, мы получим два магнита, причем каждый с двумя полюсами. Если мы продолжали бы этот процесс и дальше, то, как показывает опыт, нам никогда не удастся получить магнит с одним полюсом. Этот опыт убеждает нас, что полюсы, магнита не существуют раздельно, подобно тому как раздельно существуют отрицательные и положительные электрические заряды. Следовательно, и элементарные носители магнетизма, или, как их называют, элементарные магнитики, также должны обладать двумя полюсами.
   Описанные выше естественные магниты в .настоящее время практически не используются. Гораздо более сильными и более удобными оказываются искусственные постоянные магниты. Постоянный искусственный магнит проще всего изготовить из стальной полоски, если натирать ее от центра к концам противоположными полюсами естественных или других искусственных магнитов. Магниты, имеющие форму полоски, носят название полосовых магнитов. Часто удобнее бывает пользоваться магнитом, напоминающим по форме подкову. Такой магнит носит название подковообразного магнита.
   Искусственные магниты обычно изготовляются так, что на их концах создаются противоположные магнитные полюса. Однако это совсем не обязательно. Можно изготовить такой магнит, у которого оба конца будут иметь один и тот же полюс, например, северный. Изготовить такой магнит можно, натирая от середины к концам стальную полоску одинаковыми полюсами.
   Однако северный и южный полюсы и у такого магнита неотделимы. Действительно, если его погрузить в опилки, то они сильно притянутся не только по краям магнита, но и к его середине. Легко проверить, что по краям расположены северные полюсы, а южный – посередине.

   Магнитные свойства. Классы веществ

   Именно совокупное поведение таких мини-магнитов атомов кристаллической решетки и определяет магнитные свойства вещества. По своим магнитным свойствам вещества делятся на три основных класса: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Имеется также два обособленных подкласса материалов, выделенных из общего класса ферромагнетиков — антиферромагнетики и ферримагнетики. В обоих случаях эти вещества относятся к классу ферромагнетиков, но обладают особыми свойствами при низких температурах: магнитные поля соседних атомов выстраиваются строго параллельно, но в противоположных направлениях. Антиферромагнетики состоят из атомов одного элемента и, как следствие, их магнитное поле становится равным нулю. Ферримагнетики представляют собой сплав двух и более веществ, и результатом суперпозиции противоположно направленных полей становится макроскопическое магнитное поле, присущее материалу в целом.
   Ферромагнетики
   Некоторые вещества и сплавы (прежде всего, следует отметить железо, никель и кобальт) при температуре ниже точки Кюри приобретают свойство выстраивать свою кристаллическую решетку таким образом, что магнитные поля атомов оказываются однонаправленными и усиливают друг друга, благодаря чему возникает макроскопическое магнитное поле за пределами материла. Из таких материалов получаются вышеупомянутые постоянные магниты. На самом деле магнитное выравнивание атомов обычно не распространяется на неограниченный объем ферромагнитного материала: намагничивание ограничивается объемом, содержащим от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч атомов, и такой объем вещества принято называть доменом (от английского domain — «область»). При остывании железа ниже точки Кюри формируется множество доменов, в каждом из которых магнитное поле ориентировано по-своему. Поэтому в обычном состоянии твердое железо не намагничено, хотя внутри него образованы домены, каждый из которых представляет собой готовый мини-магнит. Однако под воздействием внешних условий (например, при застывании выплавленного железа в присутствии мощного магнитного поля) домены выстраиваются упорядоченно и их магнитные поля взаимно усиливаются. Тогда мы получаем настоящий магнит — тело, обладающее ярко выраженным внешним магнитным полем. Именно так устроены постоянные магниты.
   Парамагнетики
   В большинстве материалов внутренние силы выравнивания магнитной ориентации атомов отсутствуют, домены не образуются, и магнитные поля отдельных атомов направлены случайным образом. Из-за этого поля отдельных атомов-магнитов взаимно гасятся, и внешнего магнитного поля у таких материалов нет. Однако при помещении такого материала в сильное внешнее поле (например, между полюсами мощного магнита) магнитные поля атомов ориентируются в направлении, совпадающем с направлением внешнего магнитного поля, и мы наблюдаем эффект усиления магнитного поля в присутствии такого материла. Материалы, обладающие подобными свойствами, называются парамагнетиками. Стоит, однако, убрать внешнее магнитное поле, как парамагнетик тут же размагничивается, поскольку атомы снова выстраиваются хаотично. То есть, парамагнетики характеризуются способностью к временному намагничиванию.
   Диамагнетики
   В веществах, атомы которых не обладают собственным магнитным моментом (то есть в таких, где магнитные поля гасятся еще в зародыше — на уровне электронов), может возникнуть магнетизм иной природы. Согласно второму закону электромагнитной индукции Фарадея, при увеличении потока магнитного поля, проходящего через токопроводящий контур, изменение электрического тока в контуре противодействует увеличению магнитного потока. Вследствие этого, если вещество, не обладающее собственными магнитными свойствами, ввести в сильное магнитное поле, электроны на атомных орбитах, представляющие собой микроскопические контуры с током, изменят характер своего движения таким образом, чтобы воспрепятствовать увеличению магнитного потока, то есть, создадут собственное магнитное поле, направленное в противоположную по сравнению с внешним полем сторону. Такие материалы принято называть диамагнетиками.

   Магнетизм в природе

   Множество явлений природы определяется именно магнитными силами. Они являются источником многих явлений микромира: поведения атомов, молекул, атомных ядер и элементарных частиц – электронов, протонов, нейтронов и др. Кроме того, магнитные явления характерны и для огромных небесных тел: Солнце и Земля – это огромные магниты. Половина энергии электромагнитных волн (радиоволн, инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения, рентгеновых и гамма-лучей) является магнитной. Магнитное поле Земли проявляется в целом ряде явлений и оказывается, в частности, одной из причин возникновения полярных сияний.
   Немагнитных веществ, в принципе, не существует. Любое вещество всегда «магнитно», т. е. изменяет свои свойства в магнитном поле. Иногда эти изменения совсем небольшие и обнаружить их можно только с помощью специальной аппаратуры; иногда они довольно значительны и обнаруживаются без особого труда с помощью весьма простых средств. К слабомагнитным веществам можно отнести алюминий, медь, воду, ртуть и др., к сильномагнитным или просто магнитным (при обычных температурах) – железо, никель, кобальт, некоторые сплавы.

   Использование магнетизма

   Современная электротехника очень широко использует магнитные свойства вещества для получения электрической энергии, для ее превращения в различные другие виды энергии. В аппаратах проволочной и беспроволочной связи, в телевидении, автоматике и телемеханике употребляются материалы с определенными магнитными свойствами. Магнитные явления играют существенную роль также в живой природе.
   Необычайная общность магнитных явлений, их огромная практическая значимость, естественно, приводят к тому, что учение о магнетизме является одним из важнейших разделов современной физики.
   Магнетизм также неотъемлемая часть компьютерного мира: до 2010-х годов в мире были очень распространены магнитные носители информации (компакт-кассеты, дискеты и др), однако ещё «котируются» магнитооптические носители (DVD-RAM, CD-MO), также магниты используются в жёстких дисках.
   Магниты используются в проездных и пропускных билетах, и кстати, раз уж заговорили о транспорте, наверняка многие слышали про поезда на магнитной подушке, который ходит, например, в Китае между Пекином и Шанхаем?
   Ещё магниты используются в системах «открыть-закрыть», т.е. в дверях/воротах (вспомнить хотя бы наши родные магнитные ключи от подъезда), «взять-перенести», в грузчиках и разного рода служебных машинах.
   29.08.2015
   © kool
   В начало
   Определение
   История магнетизма
   Естественные и искусственные магниты
   Магнитные свойства. Классы веществ
   Магнетизм в природе
   Использование магнетизма

8. Ну кто из вас не играл с магнитом, наблюдая притяжение к нему металлических предметов? Это одно из магнитных явлений.
   Вы могли заметить, что лучше всего предмет притягивается к магниту на его концах. Они называются полюсами магнита и обычно выкрашены в синий и красный цвета. Синим цветом обозначают северный магнитный полюс, а красным – южный.
   Магниты взаимодействуют между собой. Одинаковые полюса двух магнитов отталкиваются, а разные – притягиваются. Обычно мы имеем дело с искусственными магнитами, то есть изготовленными людьми на заводе. Но есть и естественные – это встречающиеся в природе магнитные руды. У нас на Урале есть гора Магнитная и город Магнитогорск. Но впервые такие руды были найдены, вероятно, в древнем городе Магнесия на полуострове Малая Азия. От названия этого города, возможно, и произошло слово “магнит”, так как в переводе с греческого оно означает “камень из Магнесии”.
   Мы не ощущаем, что живем на огромном магните, каким является наша Земля. Простая магнитная стрелка чутко реагирует на магнитное поле Земли. Поэтому она – главная часть хорошо известного вам компаса, который используется для ориентирования на местности. Стрелка компаса своим северным полюсом указывает на Южный магнитный полюс Земли, который находится недалеко от Северного географического. Именно поэтому мы можем использовать магнитные явления для нахождения географических полюсов Земли.
   В 1820 году тоже с помощью магнитной стрелки датский ученый Х.-К. Эрстед обнаружил, что магнитное поле существует вокруг проводника, по которому течет электрический ток. Магнитные свойства тока проявляются сильнее, если проводник свернут в катушку и внутри нее помещен железный стержень. Катушка с железным сердечником называется электромагнитом. Она проявляет магнитные свойства только тогда, когда по ней течет ток. И теряет их, когда ток выключен. Это свойство используется во многих электрических приборах, например в электрических звонках.
   Исследования магнитных явлений помогают астрофизикам понять процессы, происходящие в околоземном космическом пространстве, на Солнце и звездах, в межпланетном, межзвездном пространстве.

   Смотрите также:

   Можно ли предсказать катастрофу? >
   Предсказатели землетрясений >
   Аномальные сюрпризы >

9. ШКАТУЛКИ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

   § Физика и География Казахстана
   Совместный проект: ОФРО «БЭСТ» и Технический лицей №165 (г. Алма-Ата)
   § Як-3 – самый лёгкий истребитель Второй мировой войны
   Специальный тематический выпуск зелёных страничек.
   Вашему вниманию пять вопросов и заданий, посвящённых легендарному советскому истребителю Як-3… + тематическая подборка из 10 задачек.
   «Только в бодром горячем порыве, в страстной любви к своей родной стране, смелости и энергии родится ПОБЕДА. И не только и не столько в отдельном порыве, сколько в упорной мобилизации всех сил, в том постоянном горении, которое медленно и неуклонно сдвигает горы, открывает неведомые глубины и выводит их на солнечную ясность…» Михаил Васильевич Ломоносов
   § Шкатулка качественных задач по физике «сборная солянка» 🙂
   Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые, иначе такое бросание будет пустою забавою. Козьма Прутков
   Шкатулка состоит из четырёх тематических блоков: 1) Броуновское движение. Диффузия; 2) Атмосферное давление; 3) Свойства жидкости. Архимедова сила; 4) Тепловые явления.
   § Шкатулка качественных задач по физике: Строение вещества, диффузия
   Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя – вот материалы, из которых слагается великий учёный. Климент Аркадьевич Тимирязев
   § Шкатулка качественных задач по физике:
   Элементы статики: равновесие тел, момент силы, простые механизмы
   Науку всё глубже постигнуть стремись, познанием вечного жаждой томись. Лишь первых познаний блеснёт тебе свет, узнаешь: предела для знания нет. Фирдоуси
   § Шкатулка качественных задач по физике: Инерция
   Посвящается Чернобаю Александру Арсеньевичу,
   директору РОФМШ (Алма-Ата, РОФМШ, 1984–1987 год)
   Пусть никто не думает, что великое создание Ньютона может быть ниспровергнуто теорией относительности или какой-нибудь другой теорией. Ясные и широкие идеи Ньютона навечно сохранят своё значение фундамента, на котором построены наши современные физические представления… Альберт Эйнштейн
   § Шкатулка качественных задач по физике: Сила трения
   Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти её решение. Для первого требуется воображение, а для второго только умение. Джон Десмонд Бернал
   § Шкатулка качественных задач по физике: Давление твёрдых тел
   Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые. Дьёрдь де Хевеши
   § Шкатулка качественных задач по физике: Давление жидкостей и газов
   Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты. Пифагор Самосский
   § Шкатулка качественных задач по физике: Работа, мощность, энергия
   Чем больше развивается наше знание, тем больше загадок природы встаёт перед нами… Иван Антонович Ефремов
   § Шкатулка качественных задач по физике: Архимедова сила
   Естествознание так человечно, так правдиво, что я желаю удачи каждому, кто отдаётся ему… Иоганн Вольфганг фон Гёте
   § Шкатулка качественных задач по физике:
   Смачивание, поверхностное натяжение, капиллярные явления
   Образование не даёт ростков в душе, если оно не проникает до значительной глубины. Протагор
   § Шкатулка качественных задач по физике: Плавление и кристаллизация
   Наука – сила, которая раскрывает отношения вещей, их законы и взаимодействия. Александр Иванович Герцен. Вашему вниманию 50 качественных задач по физике и… в тему 🙂 небольшая галерея: «Зима в живописи».
   § Шкатулка качественных задач по физике: Испарение, конденсация, кипение
   Приложи сердце твоё к учению и уши твои – к умным словам. Библия, Ветхий Завет, «Книга Притчей Соломоновых»
   § Шкатулка качественных задач по физике: Виды теплопередачи
   Радость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы. Альберт Эйнштейн
   § Шкатулка качественных задач по физике: Тепловые двигатели
   Живи так, как будто ты умрёшь завтра. Учись так, как будто ты будешь жить вечно. Махатма Ганди
   § Шкатулка качественных задач по физике: Электричество
   Инвестиции в знания всегда дают наибольшую прибыль. Бенджамин Франклин
   § Шкатулка качественных задач по физике: Механические волны – звук
   Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий. «Плоды раздумий», Козьма Прутков
   § Шкатулка качественных задач по физике: Оптика (Световые явления)
   Надо много учиться, чтобы знать хоть немного. Шарль Луи Монтескье

   ФИЗИКА И ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ЛИТЕРАТУРА
   Качественные задачи по физике

   § Физика и художественная литература: Оптика
   Чарующая магия лунного света…
   Учёные те же фантазёры и художники; они не вольны над своими идеями; они могут хорошо работать, долго работать только над тем, к чему лежит их мысль, к чему влечёт их чувство. В них идеи сменяются; появляются самые невозможные, часто сумасбродные; они роятся, кружатся, сливаются, переливаются. И среди таких идей живут и для таких идей они работают. Владимир Иванович Вернадский
   § Физика и художественная литература: Оптика
   Гадание с зеркалами на Святки…
   Ощущение тайны – наиболее прекрасное из доступных нам переживаний. Именно это чувство стоит у колыбели истинного искусства и настоящей науки. Альберт Эйнштейн
   § Физика и художественная литература: Оптика (Н.В. Гоголь и Х.К. Андерсен)
   Едва ли есть высшее из наслаждений, как наслаждение творить.
   Николай Васильевич Гоголь
   Качественные задачки по физике Николая Васильевича Гоголя и Ханса Кристиана Андерсена 😉 Интеграция: Мировая художественная литература и живопись.
   § Физика и художественная литература: Оптика
   Басня «Зеркало и Обезьяна» Ивана Андреевича Крылова
   Люди, пренебрегающие знанием, становятся лицом к стене.
   Изречения китайской мудрости
   § Физика и художественная литература: Оптика
   Басня «Мартышка и Очки» Ивана Андреевича Крылова
   Наше дело – учиться и учиться, стараться накоплять возможно больше знаний, потому что серьёзные общественные течения – там, где знания, и счастье будущего человечества только в знании.
   Антон Павлович Чехов
   § Физика и художественная литература: Механика
   Басня «Лебедь, Щука и Рак» Ивана Андреевича Крылова
   Безрассуден человек, надеющийся без учения различать полезное и вредное.
   Сократ
   § Физика и художественная литература: Звуковые колебания
   Басня «Квартет» Ивана Андреевича Крылова
   Грустно бывает слушать музыку без слов,
   но ещё грустнее – слушать музыку без музыки… Марк Твен
   § Физика и художественная литература: Механические волны – звук
   Особенностью живого ума является то, что ему нужно лишь немного увидеть и услышать для того, чтобы он мог потом долго размышлять и многое понять. Джордано Бруно
   § Физика и художественная литература
   поэтический сборник для истинных ценителей науки и искусства
   Наука без литературы бездушна и груба; литература же без науки пуста, ибо сущность литературы есть знание. Анатоль Франс
   § Физика и художественная литература (Владимир Галактионович Короленко)
   Вдохновение не есть исключительная принадлежность художника: без него не далеко уйдёт и учёный, без него не много сделает даже ремесленник, потому что оно везде, во всяком деле, во всяком труде. Виссарион Григорьевич Белинский
   § Физика и художественная литература (Александр Иванович Куприн)
   Человек рождён для великой радости, для беспрестанного творчества, в котором он – бог, для широкой, свободной, ничем не стеснённой любви ко всему; к дереву, к небу, к человеку, к собаке, к милой, кроткой, прекрасной земле, ах, особенно к земле с её блаженным материнством, с её утрами и ночами, с её прекрасными ежедневными чудесами. Александр Иванович Куприн
   § Физика и художественная литература (Константин Георгиевич Паустовский)
   Знание органически связано с человеческим воображением. Этот на первый взгляд парадоксальный закон можно выразить так: сила воображения увеличивается по мере роста познаний. Константин Георгиевич Паустовский
   § Физика и художественная литература (Иван Алексеевич Бунин)
   Наука и искусство так же тесно связаны между собой, как лёгкие и сердце, так что если один орган извращён, то и другой не может правильно действовать.
   Лев Николаевич Толстой
   § Физика и художественная литература (Иоганн Вольфганг Гёте «Фауст»)
   Гёте представляет, быть может, единственный в истории человеческой мысли пример сочетания в одном человеке великого поэта, глубокого мыслителя и выдающегося учёного. Климент Аркадьевич Тимирязев
   § Физика и художественная литература (Майн Рид «Всадник без головы»)
   Целью научных занятий должно быть направление ума таким образом, чтобы оно выносило прочные и истинные суждения о всех встречающихся предметах.
   Рене Декарт
   Предлагаю Вашему вниманию интегрированные качественные задачи по физике от прославленного английского капитана Майн Рида.
   § Физика и художественная литература: Тепловые явления
   Красота – сиянье истины. Платон
   Вашему вниманию 20 качественных задач по физике (две карточки по десять задач) и… в тему 🙂 небольшая галерея: «Туман в живописи».

10. 
    Цели:
    
    образовательные – обобщить и
    систематизировать знания учащихся о магнитном
    поле, о его свойствах; способствовать развитию
    интереса к изучению физики;
    
    развивающие – в целях
    формирования научного мировоззрения
    подчеркнуть реальность и объективность
    существования магнитного поля, указать
    экспериментальные факты, доказывающие это
    положение; развивать интеллектуальные
    способности учащихся через умение решать задачи
    повышенной сложности, анализировать полученный
    результат, делать выводы; уметь излагать в
    доступной научной форме свои мысли; уметь
    обобщать материал; развивать свой кругозор.
    
    воспитательная – воспитывать
    умение преодолевать трудности, выслушивать
    оппонентов, отстаивать свою точку зрения,
    уважать окружающих.
    
    Оформление доски: число и месяц
    (левый верхний угол доски), запись темы урока
    (верхняя средняя часть доски), цель урока
    (обобщить знания о магнитных явлениях),
    домашнее задание (на обратной стороне правой
    доски).
    
    План урока
    Организация урока – 2 минуты.
    Демонстрация проблемного опыта – 2 минуты.
    Беседа с учащимися – 10 минут.
    а) Решение задач у доски и подробный
    их разбор (2 человека)
    б) Прослушивание сообщений (3 человека).
    в) Компьютерная диагностика уровня усвоения
    учебного материала (3 человека).
    г) Решение исследовательской задачи (1 человек) –
    15 минут.
    
    Тест на тему “Магнитные явления” и
    самопроверка результатов тестирования – 7 минут.
    Обобщение рассматриваемого вопроса и
    подведение итогов проделанной работы.
    Оценивание. 7 минут.
    Домашнее задание – 2 минуты.

    I. Организация урока.

    II. Демонстрация проблемного опыта.

    Учитель: Уважаемые ребята, я
    предлагаю вам посмотреть следующий опыт.
    (Проводит демонстрацию опыта, в
    котором проводник с током, находящийся в
    магнитном поле постоянного магнита, начинает
    двигаться, когда по нему пропускают постоянный
    ток. Обращает внимание учеников на то, что в
    зависимости от направления тока меняется
    направление движения проводника с током в
    магнитном поле).
    
    Объясните, пожалуйста, почему
    происходит перемещение проводника, находящегося
    в магнитном поле магнита только тогда, когда
    протекает по нему электрический ток.
    
    Ученик: Перемещение проводника
    происходит потому, что вокруг проводника с током
    возникает магнитное поле, которое,
    взаимодействуя с магнитным полем постоянного
    магнита, вызывает движение проводника.
    
    Учитель: Опыт показывает, что
    вначале проводник притягивался к магниту, а
    затем он отталкивался. Кто может объяснить этот
    факт?
    
    Ученик: Направление движения
    проводника зависит от направления магнитного
    поля проводника с током. Мы видим – меняется
    направление тока, меняется и характер
    взаимодействия.
    

    III. Беседа с учащимися.

    Учитель. Итак, мы посмотрели опыт и
    результат его объяснили наличием магнитного
    поля проводника с током. На сегодняшнем уроке нам
    предстоит еще раз рассмотреть вопрос о магнитных
    явлениях и о свойствах магнитного поля.
    Давайте вспомним, как взаимодействуют
    параллельные токи?
    
    Ученик. При одинаковых направлениях
    токов параллельные проводники притягиваются, а
    при противоположных направлениях отталкиваются.
    
    Учитель. Какова природа этих
    взаимодействий?
    
    Ученик. Объяснить эти
    взаимодействия с точки зрения действия
    кулоновских сил невозможно. Так как в
    проводниках электрический ток – это упорядочное
    движение электронов, и между одноименными
    зарядами должны действовать силы взаимного
    отталкивания, а у нас действуют в одном случае
    силы отталкивания , а в другом – силы притяжения,
    значит они имеют иную, не кулоновскую природу.
    Эти силы появляются вследствие упорядочного
    движения заряженных частиц. Они называются
    магнитными силами.
    
    Учитель. Каков механизм магнитного
    взаимодействия?
    
    Ученик. Согласно теории
    близкодействия вокруг каждого проводника с
    током существует магнитное поле. Магнитное поле
    первого проводника действует с некоторой силой
    на второй проводник, а магнитное поле второго
    проводника действует на первый.
    
    Учитель. Что такое магнитное поле?
    
    Ученик. Магнитное поле представляет
    собой особую форму материи, посредством которой
    осуществляется взаимодействие между
    движущимися заряженными частицами.
    
    Учитель. Каковы свойства магнитного
    поля?
    
    Ученик. 1. Магнитное поле порождается
    током.
    2. Магнитное поле обнаруживается по его
    действию на ток или на магнитную стрелку.
    
    Учитель. Кто из ученых определил величину
    силы, действующей на проводник с росу .(н током,
    помещенный в магнитное поле, и как она
    называется?
    
    Ученик. Величину этой силы определил
    английский ученый Ампер. Она получила название в
    честь него как сила Ампера.
    
    Учитель. Кто из ученых определил величину
    силы, действующей со стороны магнитного поля на
    движущийся заряд?
    
    Ученик. Величину силы, действующей на
    движущийся заряд в магнитном поле, определил
    Лоренц.
    
    Учитель. Приведите примеры использования
    магнитных полей для различных целей.
    
    Ученик. Магнитные поля используются в
    измерительных электрических приборах, для
    отклонения электронного пучка в
    электронно-лучевой трубке или в кинескопе
    телевизора, для нахождения масс элементарных
    заряженных частиц, в электромагнитах. В природе
    магнитное поле Земли предохраняет все живое на
    земле от потока космических частиц.
    
    Учитель. Предложим двум ученикам решить
    задачи у доски.
    Третий ученик займется решением
    исследовательской задачи. Ему предстоит
    экспериментальным путем определить величину
    магнитной индукции магнитного поля постоянных
    магнитов. (Приглашаются желающие). В это же самое
    время желающие проверить свои знания могут по
    очереди подойти к компьютеру и ответить на
    предложенные им вопросы. Пока эти учащиеся
    решают задачи и отвечают на вопросы компьютера,
    остальные послушают небольшие сообщения,
    подготовленные учениками.
    
    Первое сообщение. Историческая справка
    
    Первые письменные свидетельства о
    магнитных явлениях исходят из Китая. Они имеют
    более чем двухтысячелетнюю давность. В них
    упоминается о применении постоянных магнитов в
    качестве компасов. В работах древнегреческих и
    римских ученых есть упоминание о притяжении и
    отталкивании магнитов и о намагничивании в
    присутствии магнита железных опилок.
    (например, описание этих свойств
    встречается у римского поэта и
    философа-материалиста Лукреция в поэме “О
    природе вещей”, 1 век до нашей эры).
    В XII веке в Европе стал широко
    применяться компас и были предприняты попытки
    экспериментального изучения свойств магнитов
    разной формы французским ученым Пьером де
    Марикуром. Результаты исследований были
    обобщены в эпоху Возрождения в труде английского
    физика Гильберта “О магните, магнитных телах и о
    большом магните – Земле”.
    Гильберт показал в частности, что
    Земля – это магнитный диполь и доказал
    невозможность разъединения двух разноименных
    полюсов магнита. В трактате “Опыт теории
    электричества и магнетизма” – 1759 год – русский
    физик Эпинус подчеркнул аналогию между
    электрическими и магнитными явлениями.
    В 1820 году датский физик Эрстед открыл
    магнитное поле электрического тока. В том же году
    французский физик Ампер установил законы
    магнитного взаимодействия токов,
    эквивалентность магнитных свойств кругового
    тока и тонкого плоского магнита, он объяснил
    существование молекулярных токов, природу
    магнитного поля Земли.
    Новый этап в изучении магнитных
    явлений начинается с работ английского физика
    Фарадея, который дал последовательную трактовку
    магнитных явлений на основе представлений о
    реальности электромагнитного поля
    
    Второе сообщение. Магнитное поле
    Земли.
    Некоторые планеты Солнечной системы
    имеют собственное магнитное поле, у других оно
    весьма незначительно или полностью отсутствует.
    Земля относится к планетам с сильным магнитным
    полем, представляющим прекрасную защиту от
    космического излучения. Именно благодаря ему, на
    Землю не попадает такое количество космических
    частиц, как на другие планеты, скажем, на
    Меркурий. Не так ощущается на Земле и влияние
    солнечного ветра – потока заряженных частиц, как
    на других планетах, лишенных магнитного поля.
    Происхождение магнитного поля было и
    все еще остается загадочным. Известно только, что
    магнитное поле возникает там, где протекает
    электрический ток. А поскольку имеются
    доказательства о существовании металлического
    ядра Земли, можно и магнитное поле связать с
    процессами, происходящими в этом ядре. Связь
    между магнитным полем и геологическими
    процессами, так же, как и воздействия магнитного
    поля на живые организмы, до сих пор еще
    достаточно не объяснены. Изучение магнитных
    свойств горных пород показывает, что в течение
    последних 200 миллионов лет магнитное поле Земли
    многократно внезапно менялось: Северный и Южный
    магнитные полюсы просто менялись местами. Что
    может при этом произойти, совершенно ясно. Если
    Земля хотя бы на мгновение потеряет свою
    магнитную защиту, то на неё попадет большое
    количество космического излучения, имеющего
    подобное действие, как и радиоактивное
    излучение. При изучении более длительного
    периода геологической истории обнаруживается
    еще одно явление: магнитные полюсы медленно
    перемещаются. У нас, на севере, благодаря наличию
    магнитного поля и расположению его, возникают
    северные сияния. В настоящее время магнитное
    поле земли используется и для других
    практических целей – от простых навигационных
    компасов до поисков месторождений минерального
    сырья.
    
    Третье сообщение.
    Масс-спектрометрия.
    Долгое время оставался загадкой
    вопрос, почему атомные веса многих химических
    элементов дробные. Английский ученый Содди в 1910
    г. предложил, что существуют атомы с одинаковыми
    химическими свойствами, но разными массами.
    Теперь такие атомы называют изотопами.
    Требовались экспериментальные
    доказательства гипотезы Содди. Прошло почти 10
    лет, прежде чем английский физик Астон сумел
    электрическим и магнитным полем “взвесить”
    атомы неона. Массы атомов Астон измерил с помощью
    масс спектрометра – прибора, определяющего
    массу по отклонению иона в магнитном поле. Такой
    спектрометр весьма точно измеряет массу атомов.
    Погрешность измерения массы ядер в современных
    масс-спектрометрах составляет порядка одной
    десятимиллионной атомной единицы. В настоящее
    время масс-спектроскопия получила большое
    применение и в других областях, например, в
    геологии – для определения возраста горных
    пород и рудного образования; в химии – для
    элементного и структурного молекулярного
    анализа. С помощью масс – спектрометра проведены
    измерения нейтрального и ионного состава
    верхней атмосферы Земли, Венеры, Марса.
    Масс-спектрометр начинает применяться для
    газового анализа в медицине. Высокая абсолютная
    чувствительность масс-спектрометра позволяет
    использовать его для анализа очень небольшого
    количества вещества, приблизительно 10-13 грамма.
    
    Разбор решенных задач у доски.
    
    Демонстрация 2: отклонение
    электронного луча в электронно-лучевой трубке с
    помощью магнитного поля.
    
    Тест для самоконтроля учащихся по
    данному вопросу. (5-7 минут)
    
    Тест “магнитные явления”.
    1. Электрический ток в прямолинейном
    проводнике направлен перпендикулярно плоскости
    рисунка и входит в него сверху. Какое
    расположение и направление имеют линии
    магнитной индукции?
    
    
    2. В каком случае вокруг
    движущегося электрона возникает магнитное поле?
    1. Электрон движется равномерно и
    прямолинейно.
    2. Электрон движется равномерно по окружности.
    3 Электрон движется равноускоренно прямолинейно.
    А. Только 1. Б. Только 2. В.
    Только 3. Г. Только 1-2. Д. Только 2-3. Е.
    Только 1-3. Ж. 1,2 и 3.
    
    3.По какой из приведенных ниже формул
    можно вычислить величину индукции магнитного
    поля если известна сила с которой магнитное поле
    действует на проводник с током определенной
    длины, расположенный перпендикулярно вектору
    магнитной индукции?
    А. B = F•I•l. Б. B = F•l/I. B. B =
    I•F/l. Г. B = F/I•l. Д. B = l/I•F.
    
    4. Какая физическая величина имеет
    единицу измерения 1 тесла?
    А. магнитная индукция. Б.
    Магнитный поток. В. Взаимная индукция. Г. ЭДС
    
    5. Какая физическая величина имеет
    единицу измерения 1 вебер?
    А. Магнитная индукция. Б.
    Магнитный поток В. Взаимная индукция. Г.
    ЭДС
    6. Какую форму стремится принять замкнутый
    виток по которому течет ток?
    
    А. Кольца. Б. Эллипса. В.
    Прямая свитая проволока.
    7. Куда будет отклонен магнитным полем Земли
    прямолинейный ток, перпендикулярный к линиями
    индукции магнитного поля Земли и идущий сверху
    вниз?
    А. к западу. Б. к востоку. В. к
    северу. Г. к югу.
    8. С какой силой действует однородное магнитное
    поле с индукцией 2 Тл на прямолинейный проводник
    длиной 40 см с током 10 А, расположенный
    перпендикулярно вектору индукции?
    А. 0 Н. Б. 800 Н. В. 8 Н. Г. 0,5 Н. Д.
    50 Н.
    9. Частица с электрическим зарядом 1,6•10-19
    Кл движется в однородном магнитном поле с
    индукцией 1 Тл со скоростью 200000 км/с, вектор
    скорости направлен под углом 300 к вектору
    индукции. С какой силой магнитное поле действует
    на частицу?
    А.1,6•2-2•10-11Н. Б. 1,6•3-2•10-14
    Н. В. 6,4•10-11Н. Г. 1,6•10-11Н. Д.
    1,6•10-14Н.
    10. Ферромагнетики это вещества, у которых
    магнитная проницаемость вещества:
    
    
    11. Парамагнетики это вещества,
    А. Которые слабо намагничиваются в
    направлении индукции внешнего поля.
    
    Б. Которые слабо намагничиваются в
    противоположном направлении
    индукции внешнего поля.
    12. Диамагнетики это вещества,
    
    А. Которые слабо намагничиваются в
    направлении индукции внешнего поля.
    
    Б. Которые слабо намагничиваются в
    противоположном направлении индукции внешнего
    поля.
    Самоконтроль производится по коду
    ответов проэкцируемому с помощью кодоскопа.
    
    Код ответов.
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    Б
    Ж
    Г
    А
    Б
    А
    А
    Б
    Г
    Г
    Г
    Б
    
    Задачи для решения в классе:
    Задача №1. На двух легких проводящих
    нитях горизонтально висит металлический
    стержень длиной 0,25 м и массой 0,015 кг. Стержень
    находится в однородном магнитном поле с
    индукцией 0,3 Тл, направленной вертикально вниз.
    Определите угол отклонения нитей от вертикали,
    если сила тока в стержне 0,2 А?
    Ответ: =5,80.
    Задача №2. Электрон движется в
    однородном магнитном поле с индукцией
    9 мТл. по винтовой линии радиусом 1 см с
    шагом 7,8 см . Определить период обращения
    электрона. Под каким углом к линиям магнитной
    индукции движется электрон?
    Ответ: Т = 4*10-9с. = 390.
    Задача №3. На двух горизонтальных
    рельсах, между которыми расстояние 60 см, лежит
    стержень перпендикулярно им. Определить силу
    тока, который надо пропустить по стержню, чтобы
    он двигался равномерно и прямолинейно по
    рельсам. Рельс и стержень находятся в
    вертикальном магнитном поле индукцией 60 мТл.
    Масса стержня 0,5 кг, которую совершит сила,
    перемещающая стержень на расстояние 25 см.
    
    Ответ: I =13,6А; А = 0,12 Дж.
    
    Обобщение и подведение итогов урока.
    Итак, что же представляет собой
    магнитное поле? Магнитное поле- – это особый вид
    материи, о котором мы судим по его проявлению.
    Важнейшим свойством магнитного поля является
    его способность действовать с силой на проводник
    с током или движущиеся заряды. Природа
    магнитного поля до сих пор не раскрыта, но вот его
    свойства давно установлены и этими свойствами
    пользуются для решения различных задач.
    
    Домашнее задание: Составить и
    заполнить таблицу. “Магнитные свойства
    веществ”
    

11. Обобщающий урок физики по теме: “Магнитные явления”.
    Цели:
    Образовательные – обобщить и систематизировать знания учащихся о магнитном поле, о его свойствах; способствовать развитию интереса к изучению физики;
    Развивающие – в целях формирования научного мировоззрения подчеркнуть реальность и объективность существования магнитного поля, указать экспериментальные факты, доказывающие это положение; развивать интеллектуальные способности учащихся через умение решать задачи повышенной сложности, анализировать полученный результат, делать выводы; уметь излагать в доступной научной форме свои мысли; уметь обобщать материал; развивать свой кругозор.
    Воспитательная – воспитывать умение преодолевать трудности, выслушивать оппонентов, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих, воспитывать чувство коллективизма и умение работать в группе.
    Оборудование: интерактивная доска, плакат с кроссвордом, карточки с разноуровневыми заданиями, жетоны.
    План урока
    Организационный момент – (1 мин).
    Физкультминутка.(2 мин)
    Объявление темы и целей урока.(1 мин)
    Актуализация знаний.(5 мин)
    4.   Видеосюжет «Магнитная стрелка». (1 мин)
    5.   Разгадывание кроссворда – 4 мин.
    6.   Групповая работа.
    1 задание:  15 минут
    Каждой группе дается карточка с шестью разноуровневыми вопросами. Время на подготовку 1 минута.
    2 задание:  Заполнить таблицу.  5 мин.
    3 задание: Игра «Домино». 6 мин
    Индивидуальная работа с учащимися (решение задачи – 3 человека) и с остальными учащимися – игра «Домино».
    Решение задачи у доски с комментариями – 1 человек. (по ходу проверяю решение  индивидуальных задач)
    Видеосюжет «Явление электромагнитной индукции».1 мин
    Загадки.
    Подведение итогов.
    Рефлексия.
    Ход урока.
    Организационный момент.
    Физкультминутка.
    Объявление целей урока.
    Ребята, сегодня у нас обобщающий урок по разделу «Магнитные явления». Эпиграфом нашего урока являются слова  Ф.И.Тютчева :
    Не то, что мните вы, природа:
    Не слепок, не бездушный лик, –
    В ней есть душа, в ней есть свобода
    В ней есть любовь, в ней есть язык!
    Да у природы есть свой язык, и мы должны его понимать. На каждом уроке физики, при изучении любого явления мы учимся этому языку. Путь познания природы таков:
    Открытие – исследование – объяснение – применение.
    Цель нашего урока – обобщить и систематизировать ранее полученные знания .
    В течении урока ответ каждого учащегося будет оцениваться одним баллом (жетоном) и суммарным количеством баллов в конце урока будет выставляться оценка.
    От 1-3 – оценка «3», 4-6 – «4», 7 – и более – оценка «5»
    Фронтальный опрос.
    Учитель: Уважаемые ребята, на сегодняшнем уроке нам предстоит еще раз рассмотреть вопрос о магнитных явлениях и о свойствах магнитного поля.
    – Что такое магнитное поле?
    (Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.)
    – Каковы свойства магнитного поля?
    (1. Магнитное поле порождается током.
    2. Магнитное поле обнаруживается по его действию на ток или на магнитную стрелку.)
    – как называется величина, характеризующая  магнитное поле? (Эта величина называется – Магнитная индукция)
    – Ребята мы уже говорили о том, что магнитное поле возникает в результате электрического поля. А давайте еще раз посмотрим порождение магнитного поля электрическим на  интерактивной доске.
    5. Видеосюжет «Магнитная стрелка».
    – Кто из ученых определил величину силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, и как она называется?
    (Величину этой силы определил английский ученый Ампер. Она получила название в честь него как сила Ампера.)
    – Кто из ученых определил величину силы, действующей со стороны магнитного поля на движущийся заряд?
    (Величину силы, действующей на движущийся заряд в магнитном поле, определил Лоренц.)
    – Приведите примеры использования магнитных полей для различных целей.
    (Магнитные поля используются в измерительных электрических приборах, для измерения отклонения электронного пучка в электронно-лучевой трубке или в кинескопе телевизора, для нахождения масс элементарных заряженных частиц, в электромагнитах. В природе магнитное поле Земли предохраняет все живое на земле от потока космических частиц.)
    6.   Разгадывание кроссворда
    – А теперь, ребята, давайте разгадаем кроссворд, который у нас находится на магнитной доске.
    Мы по вертикали получили слово «Фарадей». Кто он, какой вклад он внес в развитие физики? Фарадей – первый опытным путем доказал явление электромагнитной индукции.
    7.   Группа делится на три команды. (парамагнетики, ферромагнетики, диамагнетики)
    1 задание:   время  15 минут
    Каждой группе дается карточка с шестью разноуровневыми вопросами. Время на подготовку 1 минута. (2 группа  4 задание – демонстрация опыта)
    2 задание:  время 5 мин
    Заполнить таблицу.
    3 задание: 6 мин (игра «Домино»)
    Индивидуальная работа с учащимися и с остальными учащимися – игра «Домино»
    Видеосюжет «Явление электромагнитной индукции».
    – Ребята, вначале урока мы с вами просмотрели сюжет того, что магнитное поле возникает в результате электрического. Теперь давайте посмотрим  явление,  обратное ему, т.е. магнитное поле создает электрическое поле.
    Подведение итогов.
    Командиры выставляют самооценки.
    Рефлексия.
    – дети, понравился ли вам сегодня наш урок?
    – чем  именно он вам понравился?
    – где у вас были затруднения?
    – нужно ли проводить такие уроки?
    11. Домашнее задание: по тетради повторить основные понятия.

12. ЭССЕ.
    Физические явления вокруг меня.
    Работу выполнил
    Уч-ся 8 класса
    Пайской основной школы №8
    Клементьев Сергей.
    2011 год
    Вокруг меня постоянно происходят физические явления. Многие из них теперь я могу объяснить. Зимой рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания. Это происходит, потому что между слоями снега находится воздух, а он сохраняет тепло.
    Когда дома отапливают батареи, теплый воздух поднимается вверх, т.к. он легче, постепенно он охлаждается и опускается вниз. Передача энергии происходит путем излучения. Чаще всего это происходит летом, когда солнце наиболее активно. В это время лучше ходить в светлой одежде, т.к. она отражает часть солнечных лучей.
    Лед при температуре выше 00С  начинает плавиться. Молекулы воды из твердого состояния переходят в жидкое. И наоборот, вода при температуре меньше 00С начинает замерзать.
    Происходит обратное действие, переход в твердое состояние. Каждое вещество испаряется при определенной температуре и в определенной среде. Лужи от дождя просыхают в ветреную погоду. За счет действия ветра молекулы не могут вернуться в жидкое состояние.
    Каждый тепловой двигатель обладает своим КПД. Он всегда меньше 100% (только электродвигатель обладает КПД=90%)Часть энергии расходуется за счет силы трения, сопротивления. При трении тел происходит электризация. Например, расческа. После трения расчески о волосы, она электризуется и может притягивать бумагу. Также
    источниками электрического тока являются батареи, аккумуляторы, солнечные батареи. Такие батареи используют в Австралии, это экономично и выгодно.
    В результате действия электрического тока мы пользуемся электрическими светом, бытовыми предметами, средствами информации. В моем доме параллельное
    соединение проводов. Это выгодно, т.к. напряжение одинаково во всех точках. Мощность измеряется киловаттами в час.1 киловатт в час позволяет выплавить 20 кг чугуна. Значение экономии электроэнергии велико для сельского хозяйства страны. Предохранители в любых электрических приборах, двигателях предотвращают короткое замыкание, порчу двигателя, электроприборов. При большом напряжении они срабатывают и предотвращают приборы от сгорания.
    В нашей жизни велико значение магнитных бурь. Они влияют на технику, здоровье человека. Электромагнит используется в компасе, благодаря которому человек может ориентироваться на местности.
    Электродвигатель – это самый мощный двигатель в мире. Его КПД составляет 90% Он используется на трамваях, станках, в электропоезде, на кораблях.
    При движении вокруг Земли Луна может оказаться между Землей и Солнцем или Земля между Луной и Солнцем. В этих случаях наблюдаются солнечные или лунные затмения. Во время лунного затмения Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей. Во время солнечного затмения тень от Луны падает на Землю. Лунное и солнечное затмения нельзя видеть в нескольких местах одновременно.
    В обычном зеркале происходит преломление света и мнимое изображение предмета находится на таком же расстоянии, на каком находится сам предмет. Эти зеркала используются в оптике, перископах, иллюзиях. Благодаря линз человек с испорченным зрением может видеть лучше. Линзы бывают выгнутые и вогнутые. Роль линз огромна. Их используют в телескопах, микроскопах и т.д.

13. Причины Электрических и Магнитных Явлений вы будете изучать на уроках физики. Мы же рассмотрим на рис. 37 и 38, где эти явления имеются в природе и как их использует человек в повседневной жизни.
    Молния — это следствие природного электрического явления, возникающего между облаками во время грозы. Мы же с вами пользуемся электрическими явлениями, когда включаем электрические лампочку или утюг, телевизор или холодильник.
    При отключенном выключателе лампочка не горит. Отсутствуют как явление, так и его следствие. Нажимая на кнопку, мы открываем путь электрическому току…
    к лампочке, и она загорается.
    Магнитные явления, изображенные на рис. 38, вы наблюдали. Наверное, кто-нибудь из вас украсил домашние холодильники картинками-магнитами. Благодаря магнитному явлению они могут висеть как угодно долго и не отпадать.
    Магнитные явления — это явления притяжения тел к магниту. Магниты способны притягивать к себе тела, в состав которых входит железо.
    Представьте самолет на аэродроме. Сам по себе он не отрывается от Земли. Почему? Оказывается, наша планета подобно магниту притягивает к себе все расположенные на ней тела. Землю еще называют гигантским магнитом.