20. Открытие магнитного поля. Магнитное поле тока. Магнитное поле Земли.

Исследования, проведенные русским физиком А.А Эйхенвальдом в 1901 г. показали, что если заряженное тело покоится относительно наблюдателя, то вокруг этого тела существует электрическое поле. Если же оно движется относительно наблюдателя, то возникает магнитное поле, которое вызывает отклонение легкоподвижной магнитной стрелки.

Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между двумя движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками.

21.Вектор магнитной индукции как силовая характеристика магнитного поля. Линии магнитной индукции.

Вектор магнитной индукции по направлению совпадает с направлением внешнего магнитного поля.

Линии магнитной индукции- это линии, касательные к которым в данной точке совпадают по направлению с вектором В в этой точке. Линии магнитной индукции прямого проводника с током представляют концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной току. Центр этих окружностей находится на оси проводника. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами.

22.Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера.

Сила, с которой первый проводник действует на второй, пропорциональна произведению силы токов, текущих по проводникам, и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Закон Ампера: На проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле индукции В, действует сила, пропорциональная длине отрезка проводника ,силе тока, протекающего по проводнику, и индукции магнитного поля В.

23.Действие магнитного поля на электрический заряд. Сила Лоренца.

Движущиеся электрические заряды создают вокруг себя магнитные поля, которые распространяются в вакууме со скоростью света. Если же заряд движется во внешнем магнитном поле, то происходит силовое взаимодействие магнитных полей, определяемое по закону Ампера. Процесс взаимодействия магнитных полей исследовался Лоренцем , который вывел формулу для расчета силы, действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Действие магнитного поля на проводник с током означает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды.

Сила тока I в проводнике связана с концентрацией n свободных заряженных частиц, скоростью их упорядоченного движения и площадью S поперечного сечения проводника следующим выражением:

,(52.1) где q — заряд отдельной частицы.

Подставляя уравнение (52.1) в уравнение (51.4), получим

Так как произведение nSl равно числу свободных заряженных частиц в проводнике длиной l

N = nSl,

то сила, действующая со стороны магнитного поля на одну заряженную частицу, движущуюся со скоростью под углом к вектору индукции, равна

.(52.2)

Эту силу называют силой Лоренца.

24.Магнитосфера Земли. Магнитные свойства вещества.

Магнитосфера Земли, область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения.

Вещества можно разделить на две категории: те, которые ослабляют магнитное поле (c < 0), называются диамагнетиками, те, которые усиливают (c > 0), - парамагнетиками (рис. 1). Можно представить себе, что в неоднородном магнитном поле на диамагнетик действует сила, выталкивающая его из поля, на парамагнетик, наоборот, - втягивающая. На этом основаны рассмотренные ниже методы измерения магнитных свойств веществ. Диамагнетики (а это подавляющее большинство органических и высокомолекулярных соединений) и главным образом парамагнетики являются объектами изучения магнетохимии.

Диамагнетизм - важнейшее свойство материи, обусловленное тем, что под действием магнитного поля электроны в заполненных электронных оболочках (которые можно представить как маленькие проводники) начинают прецессировать, а, как известно, любое движение электрического заряда вызывает магнитное поле, которое по правилу Ленца будет направлено так, чтобы уменьшить воздействие со стороны внешнего поля.

Парамагнетизм обусловлен неспаренными электронами, которые называются так потому, что их собственный магнитный момент (спин) ничем не уравновешен (соответственно спины спаренных электронов направлены в противоположные стороны и компенсируют друг друга).