Билет № 9

1. 1. Магнитное поле. Источники магнитного поля. Индукция магнитного поля. Магнитные силовые линии.

Магнитное поле-среда ( вид материи), посредством которой осуществляется взаимодействие электрических токов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, взаимодействие тока и магнита, взаимодействие постоянных магнитов. Источником магнитного поля является движущийся электрический заряд, т. е. ток. Изучение магнитного поля, созданного током началось в 20-ых годах 19 века, хотя постоянные магниты были известны человечеству давно. По историческим сведением компасом, т. е. магнитной стрелкой люди пользовались еще до нашей эры. Большой вклад в изучение магнитного поля внесли Эрстед, Ампер, Био, Савар и др.

Характеристика магнитного поля.

Обнаружить магнитное поле можно по его действию на магнитную стрелку, на проводник с током или рамку с током. Для определения количественной характеристики тока используется действие магнитного поля на эти предметы, помещенные в различные точки магнитного поля. Опыт показал, что отношение

или - величина постоянная для данной точки электрического поля, т.е. эти отношения могут служить количественной характеристикой поля в данной точке. Это отношение назвали модулем вектора магнитной индукции –В

; B= , где М_мах- максимальный момент сил, действующих на рамку с током, I-сила тока в рамке или проводнике, S- площадь, ограниченная рамкой с током,

- активная длина проводника ( длина той части проводника, которая находится в магнитном поле ), F_мах- максимальная сила, действующая на контур с током.

Единицей магнитной индукции В является тесла (Тл) =

Индукция магнитного поля является векторной величиной, за направление вектора индукции в данной точке поля приняли направление от южного полюса магнитной стрелки(S) к северному полюсу магнитной стрелки (N), помещенной в данную точку магнитного поля.

Изображение магнитных полей.

Графически магнитное поле изображают линиями магнитной индукции - это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора В. С помощью маленьких магнитных стрелок, роль которых могут играть железные опилки линии магнитной индукции можно сделать видимыми. Железные опилки расположатся вдоль линий индукции, позволяя увидеть их. Опыт показал, что для любых контуров с током и для постоянных магнитов любой формы линии магнитной индукции замкнуты, т. е. нигде не начинаются и нигде не заканчиваются, этим они отличаются от линий напряженности электрического поля. Замкнутость линий индукции означает, что линии не связаны с зарядами, что магнитных зарядов, подобных электрическим зарядам в природе не существует. Магнитное поле называют вихревым полем, потому что линии индукции у него замкнутые. Условились считать, что линии индукции выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс, замыкаясь внутри магнита.

2. Электролиз. Закон электролиза.

Электролиз-выделение вещества на электродах, погруженных в раствор электролита, при прохождении электрического тока называется электролизом. Достигнув катода, катионы присоединяют к себе электроны и превращаются в нейтральные молекулы. Анионы , достигнув анода и отдав ему избыточные электроны, также превращаются в нейтральные молекулы. В итоге на электродах выделяется чистое вещество.

В начале 30-х годов 19 в. М. Фарадей экспериментально установил 2 закона электролиза.

1 закон электролиза: Масса вещества, выделяющегося на электродах, пропорциональна заряду, прошедшему через электролит m= kQ; или m=kIt, где

k- электрохимический эквивалент вещества, его величина зависит от природы вещества. Электрохимический эквивалент численно равен массе вещества, выделяющейся на электроде при токе 1А за 1сек. =кг/А·с.

2 закон электролиза : Электрохимический эквивалент вещества пропорционален молярной массе вещества и обратно пропорционален валентности вещества.: k= , в данной формуле коэффициентом пропорциональности является величина, обратная постоянной Фарадея (1/F)

Объединим оба закона одной формулой: m= , или m= , можно сделать вывод: постоянная Фарадея равна заряду, который проходит через электролит при электролизе 1моль одновалентного вещества. Опыт показал, что F=96500 Кл/моль.

Зная значение постоянной Фарадея можно определить значение элементарного заряда e= , N_A- постоянная Авогадро.

Объединенный закон Фарадея можно получить теоретически. Он будет иметь вид:

m= , отсюда e= .