ფიგურაში ნაჩვენებია წარმოქმნილი ველის მაგნიტური ხაზები. მაგნიტური ველი და მისი გრაფიკული გამოსახულება

ტესტების გამოყენება საკლასო ოთახში შესაძლებელს ხდის სწავლის რეალური ინდივიდუალიზაციისა და დიფერენციაციის განხორციელებას; დროულად შეასრულოს მაკორექტირებელი სამუშაოები სასწავლო პროცესში; საიმედოდ შეაფასონ და მართონ განათლების ხარისხი. შემოთავაზებული ტესტები თემაზე „მაგნიტური ველი“ შეიცავს 10 დავალებას.

ტესტი #1

1. მაგნიტი თავის გარშემო ქმნის მაგნიტურ ველს. სად გამოვლინდება ამ სფეროს მოქმედება ყველაზე ძლიერად?

ა. მაგნიტის პოლუსებთან ახლოს.
ბ. მაგნიტის ცენტრში.
B. მოქმედება მაგნიტური ველითანაბრად ვლინდება მაგნიტის თითოეულ წერტილში.

სწორი პასუხი: ა.

2. შესაძლებელია თუ არა მთვარეზე კომპასის გამოყენება რელიეფის ნავიგაციისთვის?

ა შენ არ შეგიძლია.
ბ. შენ შეგიძლია.
ბ. შესაძლებელია, მაგრამ მხოლოდ ვაკეზე.

სწორი პასუხი: ა.

3. რა პირობებში ჩნდება მაგნიტური ველი გამტარის გარშემო?

ა. როცა გამტარში ჩნდება ელექტრული დენი.
B. როდესაც დირიჟორი იკეცება შუაზე.
B. როდესაც გამტარი თბება.

სწორი პასუხი: ა.

ა. ზევით.
B. ქვემოთ.
ბ. მართალია.
გ მარცხნივ.

სწორი პასუხი: ბ.

5. დააკონკრეტე მაგნიტური ველის ფუნდამენტური თვისება?

ა. მის ძალის ხაზებს ყოველთვის აქვთ წყაროები: ისინი იწყებენ დადებით მუხტებზე და მთავრდებიან უარყოფითზე.
ბ. მაგნიტურ ველს არ აქვს წყაროები. ბუნებაში არ არსებობს მაგნიტური მუხტი.
Q. მის ძალის ხაზებს ყოველთვის აქვთ წყაროები: ისინი იწყებენ უარყოფით მუხტებზე და მთავრდებიან დადებითზე.

სწორი პასუხი: ბ.

6.აირჩიეთ სურათი, რომელიც აჩვენებს მაგნიტურ ველს.

სწორი პასუხი: ნახ.2

7. დენი მიედინება მავთულის რგოლში. მიუთითეთ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულება.

ა ქვემოთ.
B. ზევით.
ბ. მართალია.

სწორი პასუხი: ბ.

8. როგორ იქცევა ნახატზე ნაჩვენები ბირთვის ხვეულები.

A. ნუ ურთიერთობთ.
ბ. შემობრუნდი.
B. გამორთეთ.

სწორი პასუხი: ა.

9. რკინის ბირთვი ამოიღეს მიმდინარე კოჭიდან. როგორ შეიცვლება მაგნიტური ინდუქციის სურათი?

ა. მაგნიტური ხაზების სიმკვრივე ბევრჯერ გაიზრდება.
ბ. მაგნიტური ხაზების სიმკვრივე ბევრჯერ შემცირდება.
ბ. მაგნიტური ხაზების ნიმუში არ შეიცვლება.

სწორი პასუხი: ბ.

10. რა გზით შეიძლება შეიცვალოს დენის მქონე მაგნიტური ხვეულის პოლუსები?

A. ჩადეთ ბირთვი კოჭში.
B. შეცვალეთ დენის მიმართულება კოჭში.
B. გამორთეთ კვების წყარო.

D. გაზარდეთ მიმდინარე.

სწორი პასუხი: ბ.

ტესტი #2

1. ისლანდიასა და საფრანგეთში საზღვაო კომპასის გამოყენება დაიწყო მე-12 და მე-13 საუკუნეებში. მაგნიტური ზოლი დაფიქსირდა ცენტრში ხის ჯვარი, შემდეგ ეს ნაგებობა წყალში მოათავსეს და ჯვარი, გარდამტეხი, ჩრდილოეთ-სამხრეთის მიმართულებით დაამონტაჟეს. მაგნიტური ზოლის რომელი პოლუსი მიუბრუნდება დედამიწის ჩრდილოეთ მაგნიტურ პოლუსს?

ა სევერნი.
ბ სამხრეთ.

სწორი პასუხი: ბ.

2. რომელ ნივთიერებას საერთოდ არ იზიდავს მაგნიტი?

ა რკინის.
ბ ნიკელი.
B. მინა.

სწორი პასუხი: ბ.

3. კედლის საფარის შიგნით იდება იზოლირებული მავთული. როგორ მოვძებნოთ მავთულის მდებარეობა კედლის საფარის დარღვევის გარეშე?

ა. მიიტანეთ მაგნიტური ნემსი კედელთან. დირიჟორი დენით და ისრით ურთიერთქმედებს.
ბ. გაანათეთ კედლები. განათების გაძლიერება მიუთითებს მავთულის ადგილმდებარეობაზე.
ბ. მავთულის ადგილმდებარეობის დადგენა შეუძლებელია კედლის საფარის გატეხვის გარეშე.

სწორი პასუხი: ა.

4. ფიგურაში ნაჩვენებია მაგნიტური ნემსის მდებარეობა. როგორ არის მიმართული მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი A წერტილში?

ა ქვემოთ.
B. ზევით.
ბ. მართალია.
გ მარცხნივ.

სწორი პასუხი: ა.

5. რა მახასიათებელია მაგნიტური ინდუქციური ხაზები?

ა. მაგნიტური ინდუქციის ხაზები იწყება დადებით მუხტებზე და მთავრდება უარყოფით მუხტებზე.
ბ. ხაზებს არც დასაწყისი აქვთ და არც დასასრული. ისინი ყოველთვის დახურულია.

სწორი პასუხი: ბ.

6. დენით გამტარი სიბრტყის პერპენდიკულარულია. რომელი ფიგურა აჩვენებს მაგნიტური ინდუქციის ხაზებს სწორად?

სურ.1 ნახ.2 ნახ.3 ნახ.4

სწორი პასუხი: ნახ. ოთხი.

7. დენი მიედინება მავთულის რგოლში. მიუთითეთ დენის მიმართულება, თუ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი მიმართულია ზემოთ.

A. საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით.
B. საათის ისრის მიმართულებით.

სწორი პასუხი: ა.

8. დაადგინეთ ნახატზე ნაჩვენები ხვეულების ურთიერთქმედების ხასიათი.

ა იზიდავს.
B. გამორთეთ.
ბ. ნუ ურთიერთობთ.

სწორი პასუხი: ბ.

9. მაგნიტურ ველში დენის მქონე ჩარჩო ბრუნავს. რა მოწყობილობა იყენებს ამ ფენომენს?

ა. ლაზერული დისკი.
B. ამპერმეტრი.
ბ. ელექტრომაგნიტი.

სწორი პასუხი: ბ.

10. რატომ ბრუნავს ჩარჩო მუდმივი მაგნიტის პოლუსებს შორის მოთავსებული დენით?

ა ჩარჩოსა და მაგნიტის მაგნიტური ველების ურთიერთქმედების გამო.
ბ. მოქმედების გამო ელექტრული ველიმაგნიტის ჩარჩოები.

ბ. კოჭში მუხტზე მაგნიტის მაგნიტური ველის მოქმედების გამო.

სწორი პასუხი: ა.

ლიტერატურა:ფიზიკა. მე-8 კლასი: ზოგადსაგანმანათლებლო დოკუმენტაციის სახელმძღვანელო / A.V. პერიშკინი. - ბუსტარდი, 2006 წ.

სამუშაო დირექტორია.
ამოცანები D13. მაგნიტური ველი. ელექტრომაგნიტური ინდუქცია

დახარისხება ძირითადი მარტივი პირველი რთული პირველი პოპულარობა უახლესი პირველი ძველი პირველი
გაიარეთ ტესტი ამ ამოცანებისთვის
სამუშაოების კატალოგზე დაბრუნება
ვერსია MS Word-ში დასაბეჭდად და კოპირებისთვის

ელექტრული დენი გადიოდა მსუბუქი გამტარ ჩარჩოს გასწვრივ, რომელიც მდებარეობდა ცხენის თხილის მაგნიტის პოლუსებს შორის, რომლის მიმართულება ნაჩვენებია ფიგურაში ისრებით.

გამოსავალი.

მაგნიტური ველი მიმართული იქნება მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსიდან სამხრეთისაკენ (კადრის AB მხარის პერპენდიკულარულად). ამპერის ძალა მოქმედებს ჩარჩოს გვერდებზე დენით, რომლის მიმართულება განისაზღვრება მარცხენა ხელის წესით და მნიშვნელობა არის . ამრიგად, სიდიდის ტოლი, მაგრამ მიმართულებით საპირისპირო ძალები იმოქმედებენ ჩარჩოს AB მხარეს და მის პარალელურ მხარეს: მარცხენა მხარეს "ჩვენგან", ხოლო მარჯვენა მხარეს "ჩვენზე". ძალები არ იმოქმედებენ მეორე მხარეს, რადგან მათში დენი მიედინება ძალის ველის ხაზების პარალელურად. ამრიგად, ჩარჩო დაიწყებს ბრუნვას საათის ისრის მიმართულებით ზემოდან დანახვისას.

როდესაც ის ბრუნავს, ძალის მიმართულება შეიცვლება და იმ მომენტში, როდესაც ჩარჩო ბრუნავს 90°-ით, ბრუნვის მომენტი შეიცვლება მიმართულებას, ასე რომ, ჩარჩო აღარ ბრუნავს. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ჩარჩო ამ მდგომარეობაში ირხევა და შემდეგ ის იქნება მე-4 სურათზე მითითებულ მდგომარეობაში.

პასუხი: 4

წყარო: GIA ფიზიკაში. მთავარი ტალღა. ვარიანტი 1313.

ხვეულში გადის ელექტრული დენი, რომლის მიმართულება ნაჩვენებია სურათზე. ამავდროულად, ხვეულის რკინის ბირთვის ბოლოებზე

1) წარმოიქმნება მაგნიტური პოლუსები: ბოლოს 1 - ჩრდილოეთ პოლუსი; ბოლოს 2 - სამხ

2) წარმოიქმნება მაგნიტური პოლუსები: ბოლოს 1 - სამხრეთ პოლუსი; ბოლოს 2 - ჩრდ

3) ელექტრო მუხტები გროვდება: ბოლოს 1 - უარყოფითი მუხტი; დასასრული 2 - დადებითი

4) ელექტრო მუხტები გროვდება: ბოლოს 1 - დადებითი მუხტი; 2-ის ბოლოს - უარყოფითი

გამოსავალი.

როდესაც დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ, ყოველთვის წარმოიქმნება მაგნიტური ველი. გამოვიყენოთ მარჯვენა ხელის წესი მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულების დასადგენად: მივმართოთ თითები მიმდინარე ხაზის გასწვრივ, შემდეგ მოხრილი ცერა თითი მიუთითებს მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებაზე. ამრიგად, მაგნიტური ინდუქციის ხაზები მიმართულია 1-ლი ბოლოდან 2-მდე. მაგნიტური ველის ხაზები შედიან სამხრეთ მაგნიტურ პოლუსში და გამოდიან ჩრდილოეთიდან.

სწორი პასუხი დანომრილია 2.

Შენიშვნა.

მაგნიტის (კოჭის) შიგნით, მაგნიტური ველის ხაზები მიდის სამხრეთ პოლუსიდან ჩრდილოეთისკენ.

პასუხი: 2

წყარო: GIA ფიზიკაში. მთავარი ტალღა. ვარიანტი 1326., OGE-2019. მთავარი ტალღა. ვარიანტი 54416

ნახატზე ნაჩვენებია მაგნიტური ველის ხაზების ნიმუში ორი ზოლიანი მაგნიტიდან, მიღებული რკინის ფილებით. მაგნიტური ნემსის მდებარეობის მიხედვით თუ ვიმსჯელებთ ზოლის მაგნიტების რომელი პოლუსები შეესაბამება 1 და 2 უბნებს?

1) 1 - ჩრდილოეთ პოლუსი; 2 - სამხრეთით

2) 1 - სამხრეთი; 2 - ჩრდილოეთ პოლუსი

3) ორივე 1 და 2 - ჩრდილოეთ პოლუსამდე

4) ორივე 1 და 2 - სამხრეთ პოლუსამდე

გამოსავალი.

მას შემდეგ, რაც მაგნიტური ხაზები დახურულია, ბოძები არ შეიძლება იყოს ერთდროულად სამხრეთითაც და ჩრდილოეთითაც. ასო N (ჩრდილოეთი) აღნიშნავს ჩრდილოეთ პოლუსს, S (სამხრეთი) - სამხრეთს. ჩრდილოეთ პოლუსი სამხრეთით იზიდავს. აქედან გამომდინარე, ფართობი 1 არის სამხრეთ პოლუსი, ტერიტორია 2 არის ჩრდილოეთ პოლუსი.

ამ გაკვეთილის თემა იქნება მაგნიტური ველი და მისი გრაფიკული გამოსახულება. განვიხილავთ არაერთგვაროვან და ერთგვაროვან მაგნიტურ ველს. დასაწყისისთვის მივცემთ მაგნიტური ველის განმარტებას, გეტყვით რასთან არის დაკავშირებული და რა თვისებები აქვს მას. მოდით ვისწავლოთ როგორ გამოვსახოთ იგი დიაგრამებზე. ჩვენ ასევე გავიგებთ, თუ როგორ განისაზღვრება არაერთგვაროვანი და ერთგვაროვანი მაგნიტური ველი.

დღეს ჩვენ პირველ რიგში გავიმეორებთ რა არის მაგნიტური ველი. მაგნიტური ველი -ძალის ველი, რომელიც იქმნება გამტარის ირგვლივ, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება. ეს დაკავშირებულია გადაადგილების მუხტებთან..

ახლა აუცილებელია აღინიშნოს მაგნიტური ველის თვისებები. თქვენ იცით, რომ არსებობს რამდენიმე ველი, რომელიც დაკავშირებულია გადასახადთან. კერძოდ, ელექტრული ველი. მაგრამ ჩვენ განვიხილავთ ზუსტად მაგნიტურ ველს, რომელიც წარმოიქმნება მოძრავი მუხტების შედეგად. მაგნიტურ ველს აქვს რამდენიმე თვისება. Პირველი: მაგნიტური ველი იქმნება ელექტრული მუხტების გადაადგილებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მაგნიტური ველი იქმნება გამტარის გარშემო, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება. შემდეგი თვისება, რომელიც ამბობს, თუ როგორ არის განსაზღვრული მაგნიტური ველი. იგი განისაზღვრება სხვა მოძრავ ელექტრო მუხტზე მოქმედებით.ან, ამბობენ, სხვა ელექტრო დენზე. მაგნიტური ველის არსებობა შეგვიძლია განვსაზღვროთ კომპასის ნემსზე მოქმედებით, ე.წ. მაგნიტური ნემსი.

კიდევ ერთი ქონება: მაგნიტური ველი ახდენს ძალას. ამიტომ ამბობენ, რომ მაგნიტური ველი მატერიალურია.

ეს სამი თვისებაა დამახასიათებელი ნიშნებიმაგნიტური ველი. მას შემდეგ რაც გადავწყვიტეთ რა არის მაგნიტური ველი და დავადგინეთ ასეთი ველის თვისებები, უნდა ვთქვათ, თუ როგორ ხდება მაგნიტური ველის გამოკვლევა. უპირველეს ყოვლისა, მაგნიტური ველი გამოკვლეულია დენით მარყუჟის გამოყენებით. თუ ავიღებთ გამტარს, ამ გამტარისგან ვაკეთებთ მრგვალ ან კვადრატულ ჩარჩოს და ამ ჩარჩოში გავავლებთ ელექტრო დენს, მაშინ მაგნიტურ ველში ეს ჩარჩო გარკვეული გზით ბრუნავს.

ბრინჯი. 1. ჩარჩო დენით ბრუნავს გარე მაგნიტურ ველში

ამ ჩარჩოს ბრუნვის გზით, ჩვენ შეგვიძლია ვიმსჯელოთ მაგნიტური ველი. აქ მხოლოდ ერთია მნიშვნელოვანი პირობა: ჩარჩო უნდა იყოს ძალიან პატარა ან ძალიან მცირე უნდა იყოს იმ დისტანციებთან შედარებით, რომლებზეც ჩვენ ვსწავლობთ მაგნიტურ ველს. ასეთ ჩარჩოს ეწოდება მიმდინარე მარყუჟი.

ასევე შეგვიძლია მაგნიტური ნემსების დახმარებით შევისწავლოთ მაგნიტური ველი, მოვათავსოთ მაგნიტურ ველში და დავაკვირდეთ მათ ქცევას.

ბრინჯი. 2. მაგნიტური ველის მოქმედება მაგნიტურ ნემსებზე

შემდეგი, რაზეც ჩვენ ვისაუბრებთ არის ის, თუ როგორ შეიძლება გამოისახოს მაგნიტური ველი. დიდი ხნის განმავლობაში ჩატარებული კვლევის შედეგად გაირკვა, რომ მაგნიტური ველი მოხერხებულად არის გამოსახული მაგნიტური ხაზების გამოყენებით. Დაკვირვება მაგნიტური ხაზებიმოდით გავაკეთოთ ერთი ექსპერიმენტი. ჩვენი ექსპერიმენტისთვის დაგვჭირდება მუდმივი მაგნიტი, ლითონის რკინის ფილები, მინა და თეთრი ქაღალდის ფურცელი.

ბრინჯი. 3. მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ რკინის ნარჩენები დგას

მაგნიტს ვაფარებთ შუშის თეფშს, ზემოდან ვათავსებთ ქაღალდის ფურცელს, თეთრ ფურცელს. ფურცელზე დაასხით რკინის ნარჩენები. შედეგად, გამოჩნდება, თუ როგორ ჩნდება მაგნიტური ველის ხაზები. რასაც ჩვენ დავინახავთ არის მუდმივი მაგნიტის მაგნიტური ველის ხაზები. მათ ზოგჯერ მაგნიტური ხაზების სპექტრსაც უწოდებენ. გაითვალისწინეთ, რომ ხაზები არსებობს სამივე მიმართულებით და არა მხოლოდ თვითმფრინავში.

მაგნიტური ხაზი- წარმოსახვითი ხაზი, რომლის გასწვრივ მაგნიტური ისრების ღერძები გაფორმდება.

ბრინჯი. 4. მაგნიტური ხაზის სქემატური წარმოდგენა

შეხედეთ, ფიგურაში ნაჩვენებია შემდეგი: ხაზი მრუდია, მაგნიტური ხაზის მიმართულება განისაზღვრება მაგნიტური ნემსის მიმართულებით. მიმართულება მიუთითებს მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსზე. ძალიან მოსახერხებელია ხაზების გამოსახვა ისრებით.

ბრინჯი. 5. როგორ არის მითითებული ძალის ხაზების მიმართულება

ახლა მოდით ვისაუბროთ მაგნიტური ხაზების თვისებებზე. ჯერ ერთი, მაგნიტურ ხაზებს არც დასაწყისი აქვთ და არც დასასრული. ეს არის დახურული ხაზები.ვინაიდან მაგნიტური ხაზები დახურულია, მაგნიტური მუხტი არ არის.

მეორე: ეს არის ხაზები, რომლებიც არ იკვეთება, არ იშლება, არ ირხევაარანაირად. მაგნიტური ხაზების დახმარებით შეგვიძლია დავახასიათოთ მაგნიტური ველი, წარმოვიდგინოთ არა მხოლოდ მისი ფორმა, არამედ ვისაუბროთ ძალის ეფექტზე. თუ ასეთი ხაზების უფრო დიდ სიმკვრივეს გამოვხატავთ, მაშინ ამ ადგილას, სივრცის ამ წერტილში გვექნება უფრო დიდი ძალის მოქმედება.

თუ ხაზები ერთმანეთის პარალელურია, მათი სიმკვრივე ერთნაირია, მაშინ ამ შემთხვევაში ისინი ამას ამბობენ მაგნიტური ველი ერთგვაროვანია. თუ პირიქით, ეს ასე არ არის, ე.ი. სიმკვრივე განსხვავებულია, ხაზები მრუდია, მაშინ ასეთი ველი დაერქმევა ჰეტეროგენული. გაკვეთილის ბოლოს მინდა თქვენი ყურადღება გავამახვილო შემდეგ ფიგურებზე.

ბრინჯი. 6. არაერთგვაროვანი მაგნიტური ველი

ჯერ ერთი, ჩვენ ახლა ვიცით ეს მაგნიტური ხაზებიშეიძლება წარმოდგენილი იყოს ისრებით. და ფიგურა წარმოადგენს ზუსტად არაჰომოგენურ მაგნიტურ ველს. სიმკვრივე სხვადასხვა ადგილას განსხვავებულია, რაც ნიშნავს, რომ ამ ველის ძალის ეფექტი მაგნიტურ ნემსზე განსხვავებული იქნება.

შემდეგ სურათზე ნაჩვენებია უკვე ერთგვაროვანი ველი. ხაზები მიმართულია იმავე მიმართულებით და მათი სიმკვრივე იგივეა.

ბრინჯი. 7. ერთიანი მაგნიტური ველი

ერთგვაროვანი მაგნიტური ველი არის ველი, რომელიც ჩნდება ხვეულის შიგნით დიდი რიცხვიბრუნავს ან სწორხაზოვანი, ზოლიანი მაგნიტის შიგნით. მაგნიტური ველი ზოლის მაგნიტის მიღმა, ანუ რასაც დღეს გაკვეთილზე დავაკვირდით, ეს ველი არაერთგვაროვანია. ამ ყველაფრის სრულად გასაგებად გადავხედოთ ცხრილს.

დამატებითი ლიტერატურის სია:

ბელკინ ი.კ. ელექტრული და მაგნიტური ველები // კვანტ. - 1984. - No 3. - S. 28-31. კიკოინი ა.კ. საიდან მოდის მაგნეტიზმი? // კვანტური. - 1992. - No 3. - გვ 37-39,42 Leenson I. მაგნიტური ნემსის საიდუმლოებები // Kvant. - 2009. - No 3. - S. 39-40. ფიზიკის დაწყებითი სახელმძღვანელო. რედ. გ.ს. ლანდსბერგი. T. 2. - M., 1974 წ

USE კოდიფიკატორის თემები: მაგნიტების ურთიერთქმედება, გამტარის მაგნიტური ველი დენთან.

მატერიის მაგნიტური თვისებები ადამიანებისთვის დიდი ხანია ცნობილია. მაგნიტებმა სახელი მიიღეს უძველესი ქალაქ მაგნეზიადან: მის სიახლოვეს ფართოდ იყო გავრცელებული მინერალი (მოგვიანებით მაგნიტური რკინის საბადო ან მაგნეტიტი ეწოდა), რომლის ნაჭრები იზიდავდა რკინის საგნებს.

მაგნიტების ურთიერთქმედება

თითოეული მაგნიტის ორ მხარეს მდებარეობს ჩრდილოეთ პოლუსიდა სამხრეთ პოლუსის. ორი მაგნიტი იზიდავს ერთმანეთს საპირისპირო პოლუსებით და იგერიებენ მსგავსი პოლუსებით. მაგნიტებს შეუძლიათ ერთმანეთზე მოქმედება ვაკუუმის საშუალებითაც კი! თუმცა ეს ყველაფერი ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედებას მოგვაგონებს მაგნიტების ურთიერთქმედება არ არის ელექტრული. ამას მოწმობს შემდეგი ექსპერიმენტული ფაქტები.

მაგნიტური ძალა სუსტდება, როდესაც მაგნიტი თბება. წერტილოვანი მუხტების ურთიერთქმედების სიძლიერე არ არის დამოკიდებული მათ ტემპერატურაზე.

მაგნიტური ძალა სუსტდება მაგნიტის შერყევის შედეგად. მსგავსი არაფერი ხდება ელექტრული დამუხტულ სხეულებთან.

დადებითი ელექტრული მუხტები შეიძლება განცალკევდეს უარყოფითისგან (მაგალითად, როდესაც სხეულები ელექტრიფიცირებულია). მაგრამ მაგნიტის პოლუსების გამოყოფა შეუძლებელია: თუ მაგნიტს ორ ნაწილად გაჭრით, მაშინ პოლუსებიც ჩნდება ჭრის წერტილში და მაგნიტი იშლება ორ მაგნიტად, ბოლოებზე საპირისპირო პოლუსებით (ზუსტად იგივეზე ორიენტირებული. გზა, როგორც ორიგინალური მაგნიტის პოლუსები).

ასე რომ, მაგნიტები ყოველთვისბიპოლარული, ისინი მხოლოდ ფორმით არსებობენ დიპოლები. იზოლირებული მაგნიტური პოლუსები (ე.წ მაგნიტური მონოპოლები - ელექტრული მუხტის ანალოგები) ბუნებაში არ არსებობს (ყოველ შემთხვევაში, ისინი ჯერ ექსპერიმენტულად არ გამოვლენილა). ეს არის ალბათ ყველაზე შთამბეჭდავი ასიმეტრია ელექტროენერგიასა და მაგნიტიზმს შორის.

ელექტრულად დამუხტული სხეულების მსგავსად, მაგნიტები მოქმედებენ ელექტრულ მუხტებზე. თუმცა, მაგნიტი მხოლოდ მოქმედებს მოძრავიდატენვა; თუ მუხტი დასვენებულია მაგნიტთან შედარებით, მაშინ მუხტზე არანაირი მაგნიტური ძალა არ მოქმედებს. პირიქით, ელექტრიფიცირებული სხეული მოქმედებს ნებისმიერი მუხტით, განურჩევლად იმისა, მოსვენებულ მდგომარეობაშია თუ მოძრაობაში.

მოკლე დიაპაზონის მოქმედების თეორიის თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, მაგნიტების ურთიერთქმედება ხორციელდება მეშვეობით მაგნიტური ველიკერძოდ, მაგნიტი ქმნის მაგნიტურ ველს მიმდებარე სივრცეში, რომელიც მოქმედებს სხვა მაგნიტზე და იწვევს ამ მაგნიტების ხილულ მიზიდულობას ან მოგერიებას.

მაგნიტის მაგალითია მაგნიტური ნემსიკომპასი. მაგნიტური ნემსის დახმარებით შეიძლება ვიმსჯელოთ სივრცის მოცემულ რეგიონში მაგნიტური ველის არსებობაზე, ასევე ველის მიმართულებაზე.

ჩვენი პლანეტა დედამიწა არის გიგანტური მაგნიტი. დედამიწის გეოგრაფიული ჩრდილოეთ პოლუსიდან არც თუ ისე შორს არის სამხრეთ მაგნიტური პოლუსი. ამიტომ, კომპასის ნემსის ჩრდილოეთი ბოლო, დედამიწის სამხრეთ მაგნიტური პოლუსისკენ, მიუთითებს გეოგრაფიულ ჩრდილოეთზე. აქედან, ფაქტობრივად, წარმოიშვა მაგნიტის სახელი "ჩრდილოეთ პოლუსი".

მაგნიტური ველის ხაზები

ელექტრული ველი, გავიხსენებთ, გამოკვლეულია მცირე სატესტო მუხტების დახმარებით, მოქმედებით, რომელზედაც შეიძლება ვიმსჯელოთ ველის სიდიდისა და მიმართულების შესახებ. საცდელი მუხტის ანალოგი მაგნიტური ველის შემთხვევაში არის პატარა მაგნიტური ნემსი.

მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ გარკვეული გეომეტრიული წარმოდგენა მაგნიტური ველის შესახებ სივრცის სხვადასხვა წერტილში ძალიან პატარა კომპასის ნემსების განთავსებით. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ისრები გარკვეული ხაზების გასწვრივ დალაგდება - ე.წ მაგნიტური ველის ხაზები. მოდით განვსაზღვროთ ეს კონცეფცია შემდეგი სამი აბზაცის სახით.

1. მაგნიტური ველის ხაზები ან ძალის მაგნიტური ხაზები არის მიმართული ხაზები სივრცეში, რომლებსაც აქვთ შემდეგი თვისება: ამ ხაზის თითოეულ წერტილში მოთავსებული პატარა კომპასის ნემსი ორიენტირებულია ამ ხაზზე ტანგენციალურად..

2. მაგნიტური ველის ხაზის მიმართულება არის კომპასის ნემსების ჩრდილოეთ ბოლოების მიმართულება, რომელიც მდებარეობს ამ ხაზის წერტილებში..

3. რაც უფრო სქელია ხაზები, მით უფრო ძლიერია მაგნიტური ველი სივრცის მოცემულ რეგიონში..

კომპასის ნემსების როლი წარმატებით შეიძლება შეასრულოს რკინის ფილებით: მაგნიტურ ველში მცირე ზომის ჩიპები მაგნიტიზებულია და იქცევა ზუსტად მაგნიტური ნემსების მსგავსად.

ამრიგად, მუდმივი მაგნიტის ირგვლივ რკინის ჩირქები დავასხათ, ჩვენ დავინახავთ მაგნიტური ველის ხაზების დაახლოებით შემდეგ სურათს (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. მუდმივი მაგნიტური ველი

მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსი ლურჯად არის მითითებული და ასო; სამხრეთ პოლუსი - წითელში და ასო . გაითვალისწინეთ, რომ ველის ხაზები გამოდიან მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსიდან და შედიან სამხრეთ პოლუსში, რადგან სწორედ მაგნიტის სამხრეთ პოლუსზე იქნება მიმართული კომპასის ნემსის ჩრდილოეთი ბოლო.

ორსტედის გამოცდილება

მიუხედავად იმისა, რომ ელექტრული და მაგნიტური ფენომენები ადამიანებისთვის ცნობილი იყო უძველესი დროიდან, მათ შორის ურთიერთობა დიდი ხნის განმავლობაში არ შეიმჩნევა. რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში, ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის შესახებ კვლევები მიმდინარეობდა პარალელურად და ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად.

აღსანიშნავია ის ფაქტი, რომ ელექტრული და მაგნიტური ფენომენები რეალურად დაკავშირებულია ერთმანეთთან, პირველად აღმოაჩინეს 1820 წელს ოერსტედის ცნობილ ექსპერიმენტში.

Oersted-ის ექსპერიმენტის სქემა ნაჩვენებია ნახ. 2 (სურათი rt.mipt.ru-დან). მაგნიტური ნემსის ზემოთ (და - ისრის ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსები) არის ლითონის გამტარი, რომელიც დაკავშირებულია დენის წყაროსთან. თუ წრეს დახურავთ, მაშინ ისარი უხვევს დირიჟორის პერპენდიკულარულად!
ეს მარტივი ექსპერიმენტი პირდაპირ მიუთითებდა ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმს შორის ურთიერთობაზე. ექსპერიმენტებმა, რომლებიც მოჰყვა ოერსტედის გამოცდილებას, მტკიცედ დაადგინა შემდეგი ნიმუში: მაგნიტური ველი წარმოიქმნება ელექტრული დენებისაგან და მოქმედებს დენებზე.

ბრინჯი. 2. ორსტედის ექსპერიმენტი

დირიჟორის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის ხაზების სურათი დამოკიდებულია გამტარის ფორმაზე.

სწორი მავთულის მაგნიტური ველი დენით

სწორი მავთულის მაგნიტური ველის ხაზები კონცენტრირებული წრეებია. ამ წრეების ცენტრები მავთულზე დევს და მათი სიბრტყეები მავთულის პერპენდიკულარულია (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. პირდაპირი მავთულის ველი დენით

პირდაპირი დენის მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულების განსაზღვრის ორი ალტერნატიული წესი არსებობს.

საათის ხელის წესი. დათვალიერებისას ველის ხაზები საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მიდის ისე, რომ დენი მიედინება ჩვენკენ..

ხრახნიანი წესი(ან გიმლეტის წესი, ან საკეტის წესი- ვიღაცასთან უფრო ახლოსაა ;-)). ველის ხაზები მიდის იქ, სადაც ხრახნი (ჩვეულებრივი მარჯვენა ძაფით) უნდა იყოს შემობრუნებული, რათა გადავიდეს ძაფის გასწვრივ დენის მიმართულებით..

გამოიყენეთ რომელი წესი თქვენთვის ყველაზე მეტად მორგებული. ჯობია საათის ისრის წესს შევეჩვიოთ - მოგვიანებით თავად დაინახავთ, რომ ის უფრო უნივერსალური და გამოსაყენებელია (და შემდეგ მადლიერებით დაიმახსოვრეთ პირველ წელს, როდესაც სწავლობთ ანალიტიკურ გეომეტრიას).

ნახ. 3, რაღაც ახალიც გამოჩნდა: ეს არის ვექტორი, რომელსაც ე.წ მაგნიტური ველის ინდუქცია, ან მაგნიტური ინდუქცია. მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი არის ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის ანალოგი: ის ემსახურება სიმძლავრის მახასიათებელიმაგნიტური ველი, რომელიც განსაზღვრავს ძალას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს მოძრავ მუხტებზე.

მაგნიტურ ველში ძალებზე მოგვიანებით ვისაუბრებთ, მაგრამ ჯერჯერობით მხოლოდ აღვნიშნავთ, რომ მაგნიტუდის სიდიდე და მიმართულება განისაზღვრება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორით. სივრცის თითოეულ წერტილში ვექტორი მიმართულია იმავე მიმართულებით, როგორც ამ წერტილში მოთავსებული კომპასის ნემსის ჩრდილოეთი ბოლო, კერძოდ, ამ ხაზის მიმართულებით ველის ხაზთან ტანგენტი. მაგნიტური ინდუქცია იზომება ტესლაჩი(Tl).

როგორც ელექტრული ველის შემთხვევაში, მაგნიტური ველის ინდუქციისთვის, სუპერპოზიციის პრინციპი. მდგომარეობს იმაში, რომ მოცემულ წერტილში შექმნილი მაგნიტური ველების ინდუქცია სხვადასხვა დენებით ემატება ვექტორულად და იძლევა მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს:.

კოჭის მაგნიტური ველი დენით

განვიხილოთ წრიული ხვეული, რომლის მეშვეობითაც პირდაპირი დენი ბრუნავს. ჩვენ არ ვაჩვენებთ წყაროს, რომელიც ქმნის დენს ფიგურაში.

ჩვენი მორიგეობის ველის ხაზების სურათს დაახლოებით შემდეგი ფორმა ექნება (ნახ. 4).

ბრინჯი. 4. კოჭის ველი დენით

ჩვენთვის მნიშვნელოვანი იქნება იმის დადგენა, თუ რომელ ნახევარსივრცეში (კოჭის სიბრტყესთან შედარებით) არის მიმართული მაგნიტური ველი. ისევ გვაქვს ორი ალტერნატიული წესი.

საათის ხელის წესი. ველის ხაზები მიდის იქ, საიდანაც ჩანს, საიდანაც დენი ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ.

ხრახნიანი წესი. ველის ხაზები მიდის იქ, სადაც ხრახნი (ჩვეულებრივი მარჯვენა ძაფებით) გადაადგილდება, თუ შემოტრიალდება დენის მიმართულებით..

როგორც ხედავთ, დენის და ველის როლები შებრუნებულია - პირდაპირი დენის შემთხვევისთვის ამ წესების ფორმულირებთან შედარებით.

კოჭის მაგნიტური ველი დენით

Coilგამოვა, თუ მჭიდროდ, კოჭებამდე, გადაახვევთ მავთულს საკმარისად გრძელ სპირალში (ნახ. 5 - სურათი საიტიდან en.wikipedia.org). კოჭას შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე ათეული, ასობით ან თუნდაც ათასობით ბრუნი. კოჭასაც ეძახიან სოლენოიდი.

ბრინჯი. 5. კოჭა (სოლენოიდი)

ერთი შემობრუნების მაგნიტური ველი, როგორც ვიცით, არც ისე მარტივად გამოიყურება. ველები? ხვეულის ცალკეული მოხვევები ერთმანეთზეა გადახურული და, როგორც ჩანს, შედეგი უნდა იყოს ძალიან დამაბნეველი სურათი. თუმცა ეს ასე არ არის: გრძელი ხვეულის ველს აქვს მოულოდნელად მარტივი სტრუქტურა (სურ. 6).

ბრინჯი. 6. კოჭის ველი დენით

ამ ფიგურაში, კოჭის დენი მიდის საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, როდესაც მარცხნიდან ჩანს (ეს მოხდება, თუ ნახ. 5-ში კოჭის მარჯვენა ბოლო უკავშირდება დენის წყაროს „პლუსს“, ხოლო მარცხენა ბოლო - "მინუსი"). ჩვენ ვხედავთ, რომ ხვეულის მაგნიტურ ველს აქვს ორი დამახასიათებელი თვისება.

1. კოჭის შიგნით, მისი კიდეებიდან მოშორებით, მაგნიტური ველია ერთგვაროვანი: თითოეულ წერტილში მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი სიდიდითა და მიმართულებით ერთნაირია. ველის ხაზები არის პარალელური სწორი ხაზები; ისინი იხრება მხოლოდ კოჭის კიდეებთან გასვლისას.

2. კოჭის გარეთ ველი ნულს უახლოვდება. რაც უფრო მეტი ბრუნია ხვეულში, მით უფრო სუსტია ველი მის გარეთ.

გაითვალისწინეთ, რომ უსასრულოდ გრძელი ხვეული საერთოდ არ ასხივებს ველს: კოჭის გარეთ არ არის მაგნიტური ველი. ასეთი ხვეულის შიგნით ველი ყველგან ერთგვაროვანია.

არაფერს არ გახსენებს? კოჭა არის კონდენსატორის "მაგნიტური" ანალოგი. გახსოვთ, რომ კონდენსატორი თავის შიგნით ქმნის ერთგვაროვან ელექტრულ ველს, რომლის ხაზები მრუდია მხოლოდ ფირფიტების კიდეებთან, ხოლო კონდენსატორის გარეთ ველი ნულს უახლოვდება; უსასრულო ფირფიტების მქონე კონდენსატორი საერთოდ არ ათავისუფლებს ველს და ველი ყველგან ერთგვაროვანია მის შიგნით.

ახლა კი - მთავარი დაკვირვება. შეადარეთ, გთხოვთ, მაგნიტური ველის ხაზების სურათი კოჭის გარეთ (ნახ. 6) მაგნიტის ველის ხაზებთან ნახ. ერთი . ეს იგივეა, არა? ახლა კი მივედით კითხვამდე, რომელიც ალბათ დიდი ხნის წინ გქონდათ: თუ მაგნიტური ველი წარმოიქმნება დენებისაგან და მოქმედებს დენებზე, მაშინ რა არის მაგნიტური ველის გაჩენის მიზეზი მუდმივი მაგნიტის მახლობლად? ბოლოს და ბოლოს, როგორც ჩანს, ეს მაგნიტი არ არის დირიჟორი!

ამპერის ჰიპოთეზა. ელემენტარული დენები

თავდაპირველად ითვლებოდა, რომ მაგნიტების ურთიერთქმედება გამოწვეული იყო პოლუსებზე კონცენტრირებული სპეციალური მაგნიტური მუხტების გამო. მაგრამ, ელექტროენერგიისგან განსხვავებით, ვერავინ შეძლო მაგნიტური მუხტის იზოლირება; ყოველივე ამის შემდეგ, როგორც უკვე ვთქვით, შეუძლებელი იყო მაგნიტის ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსების ცალკე მოპოვება - პოლუსები მაგნიტში ყოველთვის წყვილ-წყვილად არის.

ეჭვები მაგნიტურ მუხტებთან დაკავშირებით გაამძაფრა ორსტედის გამოცდილებამ, როდესაც გაირკვა, რომ მაგნიტური ველი წარმოიქმნება ელექტრული დენით. უფრო მეტიც, აღმოჩნდა, რომ ნებისმიერი მაგნიტისთვის შესაძლებელია შესაბამისი კონფიგურაციის დენის გამტარის არჩევა, რომ ამ გამტარის ველი ემთხვევა მაგნიტის ველს.

ამპერმა წამოაყენა თამამი ჰიპოთეზა. მაგნიტური მუხტები არ არის. მაგნიტის მოქმედება აიხსნება მის შიგნით დახურული ელექტრული დენებით..

რა არის ეს მიმდინარეობები? ესენი ელემენტარული დინებებიცირკულირება ატომებსა და მოლეკულებში; ისინი დაკავშირებულია ელექტრონების მოძრაობასთან ატომურ ორბიტებში. ნებისმიერი სხეულის მაგნიტური ველი შედგება ამ ელემენტარული დენების მაგნიტური ველებისგან.

ელემენტარული დენები შეიძლება შემთხვევით განლაგდეს ერთმანეთთან შედარებით. შემდეგ მათი ველები ანადგურებენ ერთმანეთს და სხეული არ აჩვენებს მაგნიტურ თვისებებს.

მაგრამ თუ ელემენტარული დენები კოორდინირებულია, მაშინ მათი ველები, შეკრებით, აძლიერებენ ერთმანეთს. სხეული ხდება მაგნიტი (ნახ. 7; მაგნიტური ველი ჩვენსკენ იქნება მიმართული; მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსიც ჩვენკენ იქნება მიმართული).

ბრინჯი. 7. ელემენტარული მაგნიტის დენები

ამპერის ჰიპოთეზა ელემენტარული დენების შესახებ აზუსტებს მაგნიტების თვისებებს. მაგნიტის გათბობა და შერყევა ანადგურებს მისი ელემენტარული დენების განლაგებას და მაგნიტური თვისებებიდასუსტება. აშკარა გახდა მაგნიტის პოლუსების განუყოფლობა: მაგნიტის გაჭრის ადგილას ბოლოებში ვიღებთ იგივე ელემენტარულ დენებს. სხეულის მაგნიტურ ველში მაგნიტიზების უნარი აიხსნება ელემენტარული დენების კოორდინირებული განლაგებით, რომლებიც სწორად „ბრუნდებიან“ (წაიკითხეთ შემდეგ ფურცელში მაგნიტურ ველში წრიული დენის ბრუნვის შესახებ).

ამპერის ჰიპოთეზა სწორი აღმოჩნდა – ეს ფიზიკის შემდგომმა განვითარებამ აჩვენა. ელემენტარული დინების კონცეფცია გახდა ატომის თეორიის განუყოფელი ნაწილი, რომელიც განვითარდა უკვე მეოცე საუკუნეში - ამპერის ბრწყინვალე გამოცნობიდან თითქმის ასი წლის შემდეგ.