L'utilizzo di test in aula consente di realizzare una reale individualizzazione e differenziazione degli apprendimenti; fare un lavoro correttivo tempestivo nel processo di insegnamento; per valutare e gestire in modo affidabile la qualità dell'istruzione. I test proposti sull'argomento "Campo magnetico" contengono 10 attività ciascuno.
Prova n. 1
1. Un magnete crea un campo magnetico attorno a sé. Dove si manifesterà più fortemente l'azione di questo campo?
R. Vicino ai poli di un magnete.
B. Al centro del magnete.
B. Azione campo magnetico si manifesta in modo uniforme in ogni punto del magnete.
Risposta corretta: A.
2. È possibile utilizzare una bussola sulla luna per navigare sul terreno?
R. Non puoi.
B. Puoi.
B. È possibile, ma solo in pianura.
Risposta corretta: A.
3. In quali condizioni compare un campo magnetico attorno a un conduttore?
A. Quando si verifica una corrente elettrica in un conduttore.
B. Quando il conduttore è piegato a metà.
B. Quando il conduttore è riscaldato.
Risposta corretta: A.
R. Su.
B. Giù.
Luminosa.
G. Sinistra.
Risposta corretta: B.
5. Specificare la proprietà fondamentale del campo magnetico?
R. Le sue linee di forza hanno sempre una fonte: iniziano con cariche positive e finiscono con cariche negative.
B. Il campo magnetico non ha sorgenti. Non ci sono cariche magnetiche in natura.
D. Le sue linee di forza hanno sempre delle fonti: iniziano con cariche negative e finiscono con cariche positive.
Risposta corretta: B.
6.Scegli l'immagine che mostra il campo magnetico.
Risposta corretta: fig.2
7. La corrente scorre attraverso l'anello del filo. Specificare la direzione del vettore di induzione magnetica.
R. Giù.
B. Su.
Luminosa.
Risposta corretta: B.
8. Come si comportano le bobine centrali mostrate in figura.
R. Non interagire.
B. Girati.
B. Spingi fuori.
Risposta corretta: A.
9. Il nucleo di ferro è stato rimosso dalla bobina di corrente. Come cambierà l'immagine dell'induzione magnetica?
R. La densità delle linee magnetiche aumenterà molte volte.
B. La densità delle linee magnetiche diminuirà molte volte.
B. Il modello delle linee magnetiche non cambierà.
Risposta corretta: B.
10. In che modo si possono cambiare i poli di una bobina magnetica con corrente?
A. Inserire il nucleo nella bobina.
B. Cambiare la direzione della corrente nella bobina.
B. Spegnere la fonte di alimentazione.
D. Aumentare la corrente.
Risposta corretta: B.
Prova n. 2
1. In Islanda e Francia, la bussola nautica iniziò ad essere utilizzata nel XII e XIII secolo. La barra magnetica è stata fissata al centro croce di legno, quindi questa struttura fu posta in acqua, e la croce, girando, fu installata in direzione nord-sud. Quale polo della barra magnetica girerà verso il polo nord magnetico della Terra?
A. Severny.
B. Meridionale.
Risposta corretta: B.
2. Quale sostanza non è affatto attratta da un magnete?
R. Ferro.
B. Nichel.
B. Vetro.
Risposta corretta: B.
3. All'interno del rivestimento viene posato un filo isolato. Come trovare la posizione del filo senza disturbare il rivestimento?
A. Porta un ago magnetico al muro. Un conduttore con corrente e una freccia interagiranno.
B. Illumina le pareti. Rafforzare la luce indicherà la posizione del filo.
B. La posizione del filo non può essere determinata senza rompere il rivestimento della parete.
Risposta corretta: A.
4. La figura mostra la posizione dell'ago magnetico. Come è diretto il vettore di induzione magnetica nel punto A?
R. Giù.
B. Su.
Luminosa.
G. Sinistra.
Risposta corretta: A.
5. Qual è la caratteristica delle linee di induzione magnetica?
A. Le linee di induzione magnetica iniziano con cariche positive e terminano con cariche negative.
B. Le righe non hanno né inizio né fine. Sono sempre chiusi.
Risposta corretta: B.
6. Il conduttore con corrente è perpendicolare al piano. Quale figura mostra correttamente le linee di induzione magnetica?
Fig.1 Fig.2 Fig.3 Fig.4
Risposta corretta: Fig. 4.
7. La corrente scorre attraverso l'anello del filo. Specificare la direzione della corrente se il vettore di induzione magnetica è diretto verso l'alto.
R. In senso antiorario.
B. In senso orario.
Risposta corretta: A.
8. Determinare la natura dell'interazione delle bobine mostrata nella figura.
R. Sono attratto.
B. Spingi fuori.
B. Non interagire.
Risposta corretta: B.
9. Il telaio con corrente nel campo magnetico ruota. Quale dispositivo utilizza questo fenomeno?
R. Disco laser.
B. Amperometro.
B. Elettromagnete.
Risposta corretta: B.
10. Perché ruota un telaio con corrente posta tra i poli di un magnete permanente?
A. A causa dell'interazione dei campi magnetici del telaio e del magnete.
B. A causa dell'azione campo elettrico cornici magnetiche.
B. A causa dell'azione del campo magnetico del magnete sulla carica nella bobina.
Risposta corretta: A.
Letteratura: Fisica. Grado 8: libro di testo per documenti didattici generali / A.V. Perishkin. - Otarda, 2006.
Directory di lavoro.
Compiti D13. Un campo magnetico. Induzione elettromagnetica
Fai il test per queste attività
Torna al catalogo lavori
Versione per la stampa e la copia in MS Word
Una corrente elettrica è stata fatta passare lungo un leggero telaio conduttivo situato tra i poli di un magnete a ferro di cavallo, la cui direzione è indicata dalle frecce nella figura.
Decisione.
Il campo magnetico sarà diretto dal polo nord del magnete a sud (perpendicolare al lato AB del telaio). La forza Ampere agisce ai lati del telaio con la corrente, la cui direzione è determinata dalla regola della mano sinistra, e il valore è . Pertanto, forze uguali in grandezza ma opposte in direzione agiranno sul lato AB del telaio e sul lato ad esso parallelo: sul lato sinistro "da noi", e sul lato destro "su di noi". Le forze non agiranno sugli altri lati, poiché la corrente in esse scorre parallela alle linee di forza del campo. Pertanto, la cornice inizierà a ruotare in senso orario se vista dall'alto.
Mentre ruota, la direzione della forza cambierà e nel momento in cui il telaio ruota di 90°, la coppia cambierà direzione, quindi il telaio non ruoterà ulteriormente. Per qualche tempo il telaio oscillerà in questa posizione, quindi si troverà nella posizione indicata in Figura 4.
Risposta: 4
Fonte: GIA in Fisica. onda principale. Opzione 1313.
Una corrente elettrica scorre attraverso la bobina, la cui direzione è mostrata in figura. Allo stesso tempo, alle estremità del nucleo di ferro della bobina
1) si formano i poli magnetici: all'estremità 1 - il polo nord; alla fine 2 - sud
2) si formano i poli magnetici: all'estremità 1 - il polo sud; alla fine 2 - nord
3) le cariche elettriche si accumulano: alla fine 1 - una carica negativa; fine 2 - positivo
4) le cariche elettriche si accumulano: alla fine 1 - una carica positiva; alla fine di 2 - negativo
Decisione.
Quando le particelle cariche si muovono, si crea sempre un campo magnetico. Usiamo la regola della mano destra per determinare la direzione del vettore di induzione magnetica: dirigiamo le dita lungo la linea corrente, quindi il pollice piegato indicherà la direzione del vettore di induzione magnetica. Pertanto, le linee di induzione magnetica sono dirette dall'estremità 1 all'estremità 2. Le linee del campo magnetico entrano nel polo sud magnetico ed escono dal nord.
La risposta corretta è numerata 2.
Nota.
All'interno del magnete (bobina), le linee del campo magnetico vanno dal polo sud a nord.
Risposta: 2
Fonte: GIA in Fisica. onda principale. Opzione 1326., OGE-2019. onda principale. Opzione 54416
La figura mostra uno schema di linee di campo magnetico da due barre magnetiche, ottenuto utilizzando limatura di ferro. Quali poli delle barre magnetiche, a giudicare dalla posizione dell'ago magnetico, corrispondono alle aree 1 e 2?
1) 1 - il polo nord; 2 - sud
2) 1 - sud; 2 - polo nord
3) sia 1 che 2 - al polo nord
4) sia 1 che 2 - al polo sud
Decisione.
Poiché le linee magnetiche sono chiuse, i poli non possono essere contemporaneamente sud e nord. La lettera N (Nord) indica il polo nord, S (Sud) - il sud. Il polo nord è attratto a sud. Pertanto, l'area 1 è il polo sud, l'area 2 è il polo nord.
L'argomento di questa lezione sarà il campo magnetico e la sua rappresentazione grafica. Discuteremo di campo magnetico disomogeneo e uniforme. Per cominciare, daremo una definizione del campo magnetico, ti diremo a cosa è connesso e quali proprietà ha. Impariamo come rappresentarlo sui grafici. Impareremo anche come si determina un campo magnetico disomogeneo e uniforme.
Oggi ripetiamo prima di tutto cos'è un campo magnetico. Un campo magnetico - campo di forza che si forma attorno a un conduttore attraverso il quale scorre una corrente elettrica. Ha a che fare con le cariche in movimento..
Ora è necessario notare proprietà del campo magnetico. Sai che ci sono diversi campi associati a un addebito. In particolare il campo elettrico. Ma discuteremo esattamente del campo magnetico creato dalle cariche in movimento. Il campo magnetico ha diverse proprietà. Primo: il campo magnetico è creato dallo spostamento di cariche elettriche. In altre parole, attorno a un conduttore si forma un campo magnetico attraverso il quale scorre una corrente elettrica. La prossima proprietà che dice come viene definito il campo magnetico. È determinato dall'azione su un'altra carica elettrica in movimento. O, dicono, a un'altra corrente elettrica. Possiamo determinare la presenza di un campo magnetico dall'azione sull'ago della bussola, sul cosiddetto. ago magnetico.
Un'altra proprietà: campo magnetico esercita una forza. Pertanto, dicono che il campo magnetico è materiale.
Queste tre proprietà sono segni distintivi campo magnetico. Dopo aver deciso cos'è un campo magnetico e aver determinato le proprietà di tale campo, è necessario dire come viene studiato il campo magnetico. Innanzitutto, il campo magnetico viene studiato utilizzando un anello con corrente. Se prendiamo un conduttore, facciamo una cornice rotonda o quadrata da questo conduttore e facciamo passare una corrente elettrica attraverso questa cornice, allora in un campo magnetico questa cornice ruoterà in un certo modo.
Riso. 1. Il telaio con corrente ruota in un campo magnetico esterno
Dal modo in cui questo frame gira, possiamo giudicare campo magnetico. Ce n'è solo uno qui condizione importante: la cornice deve essere molto piccola oppure deve essere molto piccola rispetto alle distanze alle quali si studia il campo magnetico. Tale frame è chiamato loop di corrente.
Possiamo anche esplorare il campo magnetico con l'aiuto di aghi magnetici, posizionandoli in un campo magnetico e osservandone il comportamento.
Riso. 2. Azione di un campo magnetico sugli aghi magnetici
La prossima cosa di cui parleremo è come può essere rappresentato un campo magnetico. Come risultato di ricerche condotte nel tempo, è diventato chiaro che il campo magnetico può essere rappresentato convenientemente utilizzando linee magnetiche. Osservare linee magnetiche Facciamo un esperimento. Per il nostro esperimento avremo bisogno di un magnete permanente, limatura di ferro metallico, vetro e un foglio di carta bianca.
Riso. 3. La limatura di ferro si allinea lungo le linee del campo magnetico
Copriamo il magnete con una lastra di vetro e mettiamo sopra un foglio di carta, un foglio di carta bianco. Cospargi la limatura di ferro sopra un foglio di carta. Di conseguenza, si vedrà come appaiono le linee del campo magnetico. Quello che vedremo sono le linee del campo magnetico di un magnete permanente. A volte sono anche chiamati lo spettro delle linee magnetiche. Nota che le linee esistono in tutte e tre le direzioni, non solo nel piano.
linea magnetica- una linea immaginaria lungo la quale si allineerebbero gli assi delle frecce magnetiche.
Riso. 4. Rappresentazione schematica della linea magnetica
Guarda, la figura mostra quanto segue: la linea è curva, la direzione della linea magnetica è determinata dalla direzione dell'ago magnetico. La direzione indica il polo nord dell'ago magnetico. È molto conveniente rappresentare le linee con l'aiuto delle frecce.
Riso. 5. Come viene indicata la direzione delle linee di forza
Parliamo ora delle proprietà delle linee magnetiche. Primo, le linee magnetiche non hanno né inizio né fine. Queste sono linee chiuse. Poiché le linee magnetiche sono chiuse, non ci sono cariche magnetiche.
Secondo: queste sono linee che non si intersecano, non si rompono, non si attorcigliano in ogni modo. Con l'aiuto delle linee magnetiche, possiamo caratterizzare il campo magnetico, immaginare non solo la sua forma, ma anche parlare dell'effetto della forza. Se rappresentiamo una maggiore densità di tali linee, allora in questo luogo, in questo punto dello spazio, avremo un'azione di forza maggiore.
Se le linee sono parallele tra loro, la loro densità è la stessa, quindi in questo caso lo dicono il campo magnetico è uniforme. Se, al contrario, non è così, es. la densità è diversa, le linee sono curve, quindi verrà chiamato tale campo eterogeneo. Al termine della lezione, vorrei attirare la vostra attenzione sulle seguenti figure.
Riso. 6. Campo magnetico disomogeneo
Innanzitutto, ora lo sappiamo linee magnetiche può essere rappresentato da frecce. E la figura rappresenta proprio il campo magnetico disomogeneo. La densità in luoghi diversi è diversa, il che significa che l'effetto della forza di questo campo sull'ago magnetico sarà diverso.
La figura seguente mostra un campo già omogeneo. Le linee sono dirette nella stessa direzione e la loro densità è la stessa.
Riso. 7. Campo magnetico uniforme
Un campo magnetico uniforme è il campo che si verifica all'interno di una bobina con un largo numero giri o all'interno di una barra magnetica rettilinea. Il campo magnetico esterno alla striscia magnetica, o quello che abbiamo osservato oggi nella lezione, questo campo è disomogeneo. Per comprendere appieno tutto questo, diamo un'occhiata alla tabella.
Elenco di letteratura aggiuntiva:
Belkin I.K. Campi elettrici e magnetici // Kvant. - 1984. - N. 3. - S. 28-31. Kikoin A.K. Da dove viene il magnetismo? // Quantico. — 1992. — No. 3. — P. 37-39,42 Leenson I. I misteri dell'ago magnetico // Kvant. - 2009. - N. 3. - S. 39-40. Manuale elementare di fisica. ed. G.S. Landsberg. T. 2. - M., 1974
Argomenti del codificatore USE: interazione di magneti, campo magnetico di un conduttore con la corrente.
Le proprietà magnetiche della materia sono note alle persone da molto tempo. I magneti prendono il nome dall'antica città di Magnesia: nelle sue vicinanze era diffuso un minerale (in seguito chiamato minerale di ferro magnetico o magnetite), i cui pezzi attiravano oggetti di ferro.
Interazione dei magneti
Su due lati di ciascun magnete si trovano Polo Nord e Polo Sud. Due magneti sono attratti l'uno dall'altro da poli opposti e si respingono da poli simili. I magneti possono agire l'uno sull'altro anche attraverso il vuoto! Tutto ciò ricorda però l'interazione delle cariche elettriche l'interazione dei magneti non è elettrica. Ciò è dimostrato dai seguenti fatti sperimentali.
La forza magnetica si indebolisce quando il magnete viene riscaldato. La forza dell'interazione delle cariche puntiformi non dipende dalla loro temperatura.
La forza magnetica viene indebolita scuotendo il magnete. Non succede nulla di simile con i corpi caricati elettricamente.
Le cariche elettriche positive possono essere separate da quelle negative (ad esempio, quando i corpi sono elettrificati). Ma è impossibile separare i poli del magnete: se si taglia il magnete in due parti, nel punto di taglio compaiono anche i poli e il magnete si rompe in due magneti con poli opposti alle estremità (orientati esattamente nello stesso come i poli del magnete originale).
Quindi i magneti sempre bipolare, esistono solo nella forma dipoli. Poli magnetici isolati (cosiddetti monopoli magnetici - analoghi della carica elettrica) in natura non esistono (in ogni caso non sono stati ancora rilevati sperimentalmente). Questa è forse l'asimmetria più impressionante tra elettricità e magnetismo.
Come i corpi caricati elettricamente, i magneti agiscono sulle cariche elettriche. Tuttavia, il magnete agisce solo su in movimento caricare; Se la carica è ferma rispetto al magnete, nessuna forza magnetica agisce sulla carica. Al contrario, un corpo elettrificato agisce su qualsiasi carica, indipendentemente dal fatto che sia fermo o in movimento.
Secondo i concetti moderni della teoria dell'azione a corto raggio, l'interazione dei magneti viene eseguita attraverso campo magnetico Vale a dire, un magnete crea un campo magnetico nello spazio circostante, che agisce su un altro magnete e provoca un'attrazione o repulsione visibile di questi magneti.
Un esempio di magnete è ago magnetico bussola. Con l'aiuto di un ago magnetico, si può giudicare la presenza di un campo magnetico in una determinata regione dello spazio, nonché la direzione del campo.
Il nostro pianeta Terra è un magnete gigante. Non lontano dal polo nord geografico della Terra si trova il polo sud magnetico. Pertanto, l'estremità nord dell'ago della bussola, girando verso il polo sud magnetico della Terra, punta al nord geografico. Da qui, infatti, è nato il nome "polo nord" del magnete.
Linee di campo magnetico
Il campo elettrico, ricordiamo, viene indagato con l'ausilio di piccole cariche di prova, dall'azione su cui si può giudicare l'ampiezza e la direzione del campo. Un analogo di una carica di prova nel caso di un campo magnetico è un piccolo ago magnetico.
Ad esempio, puoi avere un'idea geometrica del campo magnetico posizionando aghi di bussola molto piccoli in diversi punti dello spazio. L'esperienza mostra che le frecce si allineeranno lungo determinate linee, le cosiddette linee di campo magnetico. Definiamo questo concetto nella forma dei tre paragrafi seguenti.
1. Le linee di un campo magnetico, o linee di forza magnetiche, sono linee dirette nello spazio che hanno la seguente proprietà: un piccolo ago della bussola posto in ogni punto di tale linea è orientato tangenzialmente a questa linea.
2. La direzione della linea del campo magnetico è la direzione delle estremità settentrionali degli aghi della bussola situati nei punti di questa linea.
3. Più spesse sono le linee, più forte è il campo magnetico in una data regione dello spazio..
Il ruolo degli aghi della bussola può essere svolto con successo dalla limatura di ferro: in un campo magnetico, le piccole limature sono magnetizzate e si comportano esattamente come gli aghi magnetici.
Quindi, dopo aver versato la limatura di ferro attorno a un magnete permanente, vedremo approssimativamente la seguente immagine delle linee del campo magnetico (Fig. 1).
Riso. 1. Campo a magneti permanenti
Il polo nord del magnete è indicato in blu e la lettera; il polo sud - in rosso e la lettera. Si noti che le linee di campo escono dal polo nord del magnete ed entrano nel polo sud, perché è al polo sud del magnete che punterà l'estremità nord dell'ago della bussola.
L'esperienza di Oersted
Nonostante il fatto che i fenomeni elettrici e magnetici siano noti alle persone fin dall'antichità, da molto tempo non è stata osservata alcuna relazione tra loro. Per diversi secoli, la ricerca sull'elettricità e sul magnetismo è proseguita in parallelo e indipendentemente l'una dall'altra.
Il fatto straordinario che i fenomeni elettrici e magnetici siano effettivamente correlati tra loro fu scoperto per la prima volta nel 1820 nel famoso esperimento di Oersted.
Lo schema dell'esperimento di Oersted è mostrato in fico. 2 (immagine da rt.mipt.ru). Sopra l'ago magnetico (e - i poli nord e sud della freccia) c'è un conduttore metallico collegato a una fonte di corrente. Se chiudi il circuito, la freccia diventa perpendicolare al conduttore!
Questo semplice esperimento ha indicato direttamente la relazione tra elettricità e magnetismo. Gli esperimenti che seguirono l'esperienza di Oersted stabilirono fermamente il seguente schema: il campo magnetico è generato da correnti elettriche e agisce sulle correnti.
Riso. 2. L'esperimento di Oersted
L'immagine delle linee del campo magnetico generate da un conduttore con corrente dipende dalla forma del conduttore.
Campo magnetico di un filo rettilineo con corrente
Le linee del campo magnetico di un filo rettilineo che trasporta corrente sono cerchi concentrici. I centri di questi cerchi giacciono sul filo e i loro piani sono perpendicolari al filo (Fig. 3).
Riso. 3. Campo di un filo diretto con corrente
Esistono due regole alternative per determinare la direzione delle linee del campo magnetico in corrente continua.
regola della lancetta delle ore. Le linee di campo vanno in senso antiorario se viste in modo che la corrente fluisca verso di noi..
regola della vite(o regola del succhiello, o regola del cavatappi- è più vicino a qualcuno ;-)). Le linee di campo vanno dove la vite (con filettatura destrorsa convenzionale) deve essere ruotata per spostarsi lungo la filettatura nella direzione della corrente.
Usa la regola più adatta a te. È meglio abituarsi alla regola del senso orario: tu stesso in seguito vedrai che è più universale e più facile da usare (e poi ricordalo con gratitudine nel tuo primo anno quando studi la geometria analitica).
Sulla fig. 3, è apparso anche qualcosa di nuovo: questo è un vettore, che si chiama induzione del campo magnetico, o induzione magnetica. Il vettore di induzione magnetica è un analogo del vettore di intensità del campo elettrico: serve caratteristica di potenza campo magnetico, determinando la forza con cui il campo magnetico agisce sulle cariche in movimento.
Parleremo più avanti delle forze in un campo magnetico, ma per ora noteremo solo che l'intensità e la direzione del campo magnetico sono determinate dal vettore di induzione magnetica. In ogni punto dello spazio, il vettore è diretto nella stessa direzione dell'estremità nord dell'ago della bussola posto in questo punto, cioè tangente alla linea di campo nella direzione di questa linea. L'induzione magnetica è misurata in teslach(Tl).
Come nel caso di un campo elettrico, per l'induzione di un campo magnetico, principio di sovrapposizione. Sta nel fatto che l'induzione di campi magnetici creati in un dato punto da varie correnti vengono sommati vettorialmente e danno il vettore di induzione magnetica risultante:.
Il campo magnetico di una bobina con corrente
Si consideri una bobina circolare attraverso la quale circola una corrente continua. Non mostriamo la sorgente che crea la corrente nella figura.
L'immagine delle linee del campo del nostro turno avrà approssimativamente la forma seguente (Fig. 4).
Riso. 4. Campo della bobina con corrente
Sarà importante per noi essere in grado di determinare in quale semispazio (rispetto al piano della bobina) è diretto il campo magnetico. Anche in questo caso abbiamo due regole alternative.
regola della lancetta delle ore. Le linee di campo vanno lì, guardando da dove la corrente sembra circolare in senso antiorario.
regola della vite. Le linee di campo vanno dove la vite (con filettature destrorse convenzionali) si sposterebbe se ruotata nella direzione della corrente.
Come puoi vedere, i ruoli della corrente e del campo sono invertiti, rispetto alle formulazioni di queste regole per il caso della corrente continua.
Il campo magnetico di una bobina con corrente
Bobina risulterà, se strettamente, bobina per bobina, avvolgere il filo in una spirale sufficientemente lunga (Fig. 5 - immagine dal sito en.wikipedia.org). La bobina può avere diverse decine, centinaia o addirittura migliaia di giri. La bobina è anche chiamata solenoide.
Riso. 5. Bobina (solenoide)
Il campo magnetico di un giro, come sappiamo, non sembra molto semplice. Campi? i singoli giri della bobina sono sovrapposti l'uno all'altro e sembrerebbe che il risultato dovrebbe essere un'immagine molto confusa. Tuttavia, non è così: il campo di una lunga bobina ha una struttura inaspettatamente semplice (Fig. 6).
Riso. 6. campo bobina con corrente
In questa figura, la corrente nella bobina va in senso antiorario se vista da sinistra (questo accadrà se, in Fig. 5, l'estremità destra della bobina è collegata al "più" della sorgente di corrente e l'estremità sinistra a il "meno"). Vediamo che il campo magnetico della bobina ha due proprietà caratteristiche.
1. All'interno della bobina, lontano dai suoi bordi, c'è il campo magnetico omogeneo: in ogni punto, il vettore di induzione magnetica è lo stesso in grandezza e direzione. Le linee di campo sono rette parallele; si piegano solo vicino ai bordi della bobina quando escono.
2. Al di fuori della bobina, il campo è prossimo allo zero. Più giri nella bobina, più debole è il campo al di fuori di essa.
Si noti che una bobina infinitamente lunga non emette alcun campo: non c'è campo magnetico all'esterno della bobina. All'interno di una tale bobina, il campo è uniforme ovunque.
Non ti ricorda niente? Una bobina è la controparte "magnetica" di un condensatore. Ricordi che il condensatore crea un campo elettrico uniforme al suo interno, le cui linee sono curve solo in prossimità dei bordi delle piastre, e all'esterno del condensatore il campo è prossimo allo zero; un condensatore con piastre infinite non rilascia affatto il campo e il campo è uniforme ovunque al suo interno.
E ora - l'osservazione principale. Confronta, per favore, l'immagine delle linee di campo magnetico all'esterno della bobina (Fig. 6) con le linee di campo del magnete in Fig. uno . È la stessa cosa, no? E ora arriviamo a una domanda che probabilmente ti sei fatto molto tempo fa: se un campo magnetico è generato da correnti e agisce sulle correnti, allora qual è il motivo della comparsa di un campo magnetico vicino a un magnete permanente? Dopotutto, questo magnete non sembra essere un conduttore di corrente!
L'ipotesi di Ampère. Correnti elementari
All'inizio si pensava che l'interazione dei magneti fosse dovuta a speciali cariche magnetiche concentrate ai poli. Ma, a differenza dell'elettricità, nessuno poteva isolare la carica magnetica; del resto, come abbiamo già detto, non è stato possibile ottenere separatamente i poli nord e sud del magnete: i poli sono sempre presenti nel magnete a coppie.
I dubbi sulle cariche magnetiche sono stati aggravati dall'esperienza di Oersted, quando si è scoperto che il campo magnetico è generato da una corrente elettrica. Inoltre, si è scoperto che per qualsiasi magnete è possibile scegliere un conduttore con una corrente di configurazione adeguata, tale che il campo di questo conduttore coincida con il campo del magnete.
Ampere ha avanzato un'ipotesi audace. Non ci sono cariche magnetiche. L'azione di un magnete è spiegata da correnti elettriche chiuse al suo interno..
Quali sono queste correnti? Questi correnti elementari circolano all'interno di atomi e molecole; sono associati al movimento degli elettroni nelle orbite atomiche. Il campo magnetico di qualsiasi corpo è costituito dai campi magnetici di queste correnti elementari.
Le correnti elementari possono essere posizionate casualmente l'una rispetto all'altra. Quindi i loro campi si annullano a vicenda e il corpo non mostra proprietà magnetiche.
Ma se le correnti elementari sono coordinate, allora i loro campi, sommandosi, si rafforzano a vicenda. Il corpo diventa un magnete (Fig. 7; il campo magnetico sarà diretto verso di noi; anche il polo nord del magnete sarà diretto verso di noi).
Riso. 7. Correnti magnetiche elementari
L'ipotesi di Ampere sulle correnti elementari ha chiarito le proprietà dei magneti: riscaldare e scuotere un magnete distrugge la disposizione delle sue correnti elementari e proprietà magnetiche indebolire. L'inseparabilità dei poli del magnete è diventata evidente: nel punto in cui è stato tagliato il magnete, otteniamo le stesse correnti elementari alle estremità. La capacità di un corpo di essere magnetizzato in un campo magnetico è spiegata dall'allineamento coordinato di correnti elementari che "ruotano" correttamente (leggi sulla rotazione di una corrente circolare in un campo magnetico nel foglio successivo).
L'ipotesi di Ampere si è rivelata corretta - questo è stato dimostrato dall'ulteriore sviluppo della fisica. Il concetto di correnti elementari è diventato parte integrante della teoria dell'atomo, sviluppata già nel Novecento - quasi cento anni dopo la geniale ipotesi di Ampère.
