Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, иллюстрирующие это действие. Магнитная индукция.

В 1820г датский физик Эрстед заметил, что магнитная стрелка поворачивается при пропускании электрического тока через проводник, находящийся около него. В том же году французский физик Ампер установил, что два проводника, расположенные параллельно друг другу взаимодействуют: если токи в проводниках одного направления, то проводники притягиваются; если токи разного направления, то проводники отталкиваются. Силы, с которыми проводники взаимодействуют, называются магнитными силами. Взаимодействия проводников с электрическими токами осуществляются через магнитное поле.

М агнитное поле – это особая форма материи, через которую взаимодействуют проводники с током. Магнитное поле образуется вокруг проводников с током, действует на проводники с током с некоторой силой, обнаруживается по действию на проводник с током. Магнитное поле материально, т.е. не зависит от нас и наших знаний о нём. Существование электромагнитных волн является доказательством реальности магнитного поля. В современной физике магнитное поле характеризуют векторной величиной, называемой магнитной индукцией B. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, устанавливающейся в магнитном поле.

Направление магнитного поля прямолинейного проводника с током определяется по правилу буравчика: если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика покажет направление вектора магнитной индукции.

Линию, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной к ней, называют линией магнитной индукции. Линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Магнитное поле – вихревое поле. Магнитная индукция - силовая характеристика магнитного поля.

Вектор магнитной индукции равен отношению максимального значения силы, действующей на проводник с током к силе тока и длине проводника.

F_мах- максимальное значение силы I –сила тока Δℓ - длина проводника

Единица измерения В – тесла (Тл).

Магнитное поле можно обнаружить по его действию на проводник с током.

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила Ампера. F_А = I•B•Δl• sin α

F_А - сила Ампера I- сила тока В- вектор магнитной индукции Δℓ- длина проводника

α – угол между вектором магнитной индукции и силой тока в проводнике

Для определения направления силы Ампера обычно используют правило левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены по направлению тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током. Силу Ампера применяют в электроизмерительных приборах, электродвигателях, громкоговорителях.

Магнитное поле действует и на заряженную частицу с силой, которая называется силой Лоренца. F_Л = q• υ• B• sin α

F_Л- сила Лоренца q- заряд υ- скорость частицы

α- угол между вектором магнитной индукции и направлением скорости частицы в проводнике. Для определения направления силы Лоренца обычно используют правило левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены по направлению скорости движения положительного заряда, то отведенный большой палец укажет направление силы Лоренца.

Действие силы Лоренца можно наблюдать, поднося электромагнит к электронно-лучевой трубке; в кинескопах, масс-спектрометрах (приборах для измерения масс и зарядов частиц).