Лекция 1.

Кіріспе. Физика материя қозғалысының қарапайым түрлері және оларға сәйкес келетін табиғаттың аса ортақ заңдары туралы ғылым ретінде. Электромагнетизм. Магниттік өріс, электромагниттік индукция, заттың магниттік қасиеттері, электромагниттік тербелістер.

Оптика. Геометриялық оптика, электрондық оптика элементтері, жарық дифракциясы, жарық интерференциясы, электромагниттік толқындардың затпен әсерлесуі, жарықтың полярлануы. Кванттық оптика. Кванттық сәуле шығару табиғаты. Бор бойынша сутек атомының теориясы, кванттық механика элементтері, қатты дене физикасының элементтері. Физика және басқа ғылымдар. Физикалық модельдеу.

Магнит өрісі. Магнит индукция векторы. Суперпозиция принципі. Био-Савар-Лаплас заңы. Қарапайым жүйелердiң магниттiк өрiстерiн есептеу.

Магнит өрісінің негізгі сипаттамасы

ХІХ ғасырда тұрақты магниттер мен тогы бар өткізгіштердің өзара әсері тәжірибе жүзінде зерттелді. Тәжірибе көрсеткендей электр зарядының айналасындағы кеңістікте электростатикалық өріс пайда болады, ал ток пен тұрақты магниттің айналасында магнит өрісі туады.

Тәжірибе нәтижесінде екі факты тұжырымдалды:

1. магнит өрiсi тек қозғалыстағы зарядқа әсер етедi;

2. магнит өрісін тек қозғалыстағы заряд туғызады.

Магнит өрісі тыныштықтағы зарядқа әсер етпейді.

Тәжірибеден, магнит өрісінің токқа әсерінің сипатының ток жүріп тұрған өткізгіштің формасына, өткізгіштің орналасуына және токтың бағытына байланысты екендігін көреміз.

Тогы бар рамка. Магнит өрісінің бағыты.

Э лектростатикалық өрісті оның күш өрісіне нүктелік сыншы зарядты енгізу арқылы зерттейді. Ал магнит өрісін зерттеу үшін өлшемі токқа дейінгі арақашықтықпен салыстырғанда ескер-меуге болатындай тогы бар жазық тұйық контур қолданылады.

Контурдың кеңістіктегі бағдарын токтың бұрғының оңға айналу бағытымен байланысты болып келген контурға жүргізілген нормальдің бағытымен сипаттауға болады.

М агнит өрісі тогы бар рамканы белгілі бір бағытта оң нормальмен орналастыра отырып, оған бағдарлаушы әсер етеді. Өрістің әсерінен тогы бар рамка белгілі бір бұрышқа бұрылады.

Магнит индукциясы векторы

Контурды өріс пен нормальдың бағыттары сәйкес келмейтіндей етіп бұратын болсақ, онда контурды бұрынғы тепе-теңдік қалпына келтіруге тырысатын айналдырушы момент пайда болады. Айналдырушы моменті контурдың қасиеттеріне де, сол нүктедегі өрістің қасиеттеріне де байланысты және мына векторлық көбейтіндімен анықталады:

мұндағы, – тогы бар рамканың магнит моментінің векторы, – магнит өрісінің күштік сипаттамасы – магнит индукциясының векторы.

Моменттің скаляр шамасы:

мұндағы, – және векторының арасындағы бұрыш.

тогы бар жазық контурдың магнит моменті

мұндағы - контур жазықтығының ауданы, - рамка жазықтығына түсірілген нормальдың бірлік векторы.

Осыдан айналдырушы момент:

Магнит өрісінің берілген нүктесіне магниттік моменті әртүрлі рамкаларды орналастырып зерттейтін болсақ – қатынасының барлық контурлар үшін бірдей екенін көреміз.

Э лектростатикалық өрістің күштік сипаттамасы өріс кернеулігі – бірлік зарядқа әсер ететін күшті анықтайды, осыған ұқсас, магнит өрісінің күштік сипаттамасы – магнит өрісі индукциясының – рамкаға түсірілген нормаль өріс бағытына перпендикуляр болған кезде, магниттік моменті 1-ге тең рамкаға әсер ететін максимал айналдырушы моментімен анықталатын шама.

Магнит өрісінің күш сызықтары электростатикалық өрістің күш сызықтарына ұқсас сызықтың әрбір нүктесіне жанама болып келетін магнит индукциясы векторының бағытымен дәл келеді.

Магнит индукциясы сызықтары әрқашанда тұйық сызықтар және тогы бар өткізгіштерді қамтитын болса, электростатикалық өрістің сызықтары – үзілісті (олар тек оң зарядтарда басталып теріс зарядтарда аяқталады).