Меню

Ученый объяснивший намагниченность атомов железа электрическим током



§ 60. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов

Если вставить в катушку с током стержень из закалённой стали, то в отличие от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность.

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.

Французский учёный Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома ещё ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.

На рисунке 108 изображены дугообразный и полосовой магниты.

Постоянные магниты

Рис. 108. Постоянные магниты

Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита (рис. 109). У всякого магнита, как и у известной нам магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).

Полюса магнита

Рис. 109. Полюса магнита

Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень немногие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт.

В природе встречаются естественные магниты (рис. 110) — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Карелии, Курской области и во многих других местах.

Притяжение металлических тел естественным магнитом

Рис. 110. Притяжение металлических тел естественным магнитом

Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства.

Магнитный железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел. Перечислим основные из этих свойств.

Если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (рис. 111).

Взаимодействие магнитных стрелок

Рис. 111. Взаимодействие магнитных стрелок

Так же взаимодействует стрелка и с любым магнитом.

Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.

На основании описанных опытов можно сделать следующее заключение: разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются. Это правило относится и к электромагнитам.

Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый.

С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.

Рисунок 112, а даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита, а рисунок 112, б — о картине магнитного поля дугообразного магнита. Как магнитные линии магнитного поля тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.

Картина магнитного поля полосового и дугообразного магнитов

Рис. 112. Картина магнитного поля полосового и дугообразного магнитов

На рисунке 113, а показаны магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращенных друг к другу одноимёнными полюсами, а на рисунке 113, б — двух магнитов, обращенных друг к другу разноимёнными полюсами.

Магнитные линии магнитного поля, созданного двумя магнитами

Рис. 113. Магнитные линии магнитного поля, созданного двумя магнитами

Все описанные выше картины можно легко получить на опыте.

Источник

Открытый урок «Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон Ленца»

Разделы: Физика

Задачи урока:

  • изучить явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
  • рассмотреть историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
  • показать причинно-следственные связи при наблюдении явления электромагнитной индукции, раскрыть отношения явления и его сущности при постановке опытов;
  • продолжить формирование изменений, наблюдать, выделять главное, объяснять увиденное.

Оборудование: разборный школьный трансформатор, гальванометр, постоянный магнит, аккумулятор, источник переменного тока, реостат, ключ, замкнутый виток с низковольтной лампой, соединительные провода, стержень с двумя алюминиевыми кольцами на концах, одно из которых сплошное, другое с разрезом, портрет М.Фарадея, телевизор, в/ф «Явление электромагнитной индукции», карточки-задания, кроссворды, ребус, криптограмма, оборудование для опытов.

I. Оргмомент.

II. Мотивация учебной деятельности

Учитель. Мы с вами прошли тему «Электромагнетизм». Сегодня нам предстоит выяснить, как вы усвоили этот материал. Обобщим знания о магнитном поле, будет совершенствовать умения объяснять магнитные явления. Раскроем особенные и общие черты магнитного и электрического полей, проведем контроль знаний, продолжим формирование умений наблюдать, обобщать, синтезировать изученное.

III. Практическая работа -КМД-

Класс делится на 4 группы. Они работают так:

Первая группа – пишет физический диктант. (Приложение 1.)
Вторая группа – решает кроссворд. (Приложение 2.)
Третья группа – решает качественные задачи. (Приложение 3.)

И получают баллы за каждую работу. Потом обмениваются между собой заданиями.

Четвертая группа – четверо играют в карты.

Пока они готовятся, желающие получить жетоны, правильно отвечают на поставленные вопросы:

– В каком месте Земли магнитная стрелка обоими концами показывает на юг? (На северном географическом полюсе)

– Если поднести несколько раз к часам сильный магнит, то показания часов будут неправильными. Как объяснить это? (Стальная пружина и другие стальные детали часов, намагничиваясь, взаимодействуют друг с другом, вследствие чего правильный ход часов нарушается)

– Правильно ли указано направление тока?

Учитель. А вот, что написал о магнитных явлениях Д.И. Менделеев, мы сможем сказать, если расшифруем, что здесь написано. (Приложение 3). К доске идет.

Решение задач.

IV. Изучение нового материала

Учитель. Ранее в электродинамике изучались явления, связанные или обусловленные существованием постоянных во времени (статических и стационарных) электрических и магнитных полей. Появляются ли новые явления при наличии переменных полей? Впервые явление, вызванное переменным магнитным полем, наблюдал в 1831году М.Фарадей. Он решал ПРОБЛЕМУ: может ли магнитное поле вызвать появление электрического тока в проводнике? А теперь посмотрим опыты и послушаем объяснение их.

По итогам зачета объявляются оценки и комментируются.

Учитель. А сейчас переходим к изучению новой темы. Цель урока мы узнаем, если разгадаем ребус. (Приложение 2) Да, да! Именно эти слова записал Майкл Фарадей в своем дневнике в 1822 году. «Превратить магнетизм в электричество». После открытия Эрстедом в 1820 году магнитного поля, было установлено, что магнитное поле и эл.ток всегда существуют одновременно. Фарадей, зная о тесной связи между током и магнитном полем, был уверен, что с помощью магнитного поля можно создать в замкнутом проводнике эл.ток. Он провёл многочисленные опыты и доказал это, открыв в 1831году явление электромагнитной индукции.
С биографией М.Фарадея нас познакомит студент .

Читайте также:  Методика измерения переменным током

V. Демонстрация опытов Фарадея.

Учитель. Рассмотрим опыты Фарадея, с помощью которых он открыл явление электромагнитной индукции.

1. Возьмем соленоид, соединенный с гальванометром (рис. 1), и будем вдвигать в него постоянный магнит. Оказывается, что при движении магнита стрелка гальванометра отклоняется. Если же магнит останавливается, то стрелка гальванометра возвращается в нулевое положение. То же самое получается при выдвижении магнита из соленоида или при надевании соленоида на неподвижный магнит. Такие опыты показывают, что индукционный ток возникает в соленоиде только при относительном перемещении соленоида и магнита.

2. Будем опускать в соленоид В катушку с током А (рис. 2). Оказывается, что и в этом случае в соленоиде В возникает индукционный ток только при относительном перемещении соленоида В и катушки А.

3. Вставим катушку А в соленоид В и закрепим их неподвижно (рис. 3). При этом тока в соленоиде нет. Но в моменты замыкания или размыкания цепи катушки А в соленоиде В появляется индукционный ток. То же самое

получается в моменты усиления или ослабления тока в катушке А с помощью изменения сопротивления R.
В дальнейшем цепь катушки А, соединенную с источником электрической энергии, будем называть первичной, а цепь соленоида В, в которой возникает индукционный ток, – вторичной. Эти же названия будем применять и к самим катушкам.

4. Включим первичную катушку в сеть переменного тока, а вторичную катушку соединим с лампой накаливания (рис. 4). Оказывается, лампа непрерывно горит, пока в первичной катушке течет переменный ток.
Нетрудно заметить, что общим для всех описанных опытов является изменение магнитного поля в соленоиде, которое и создает в нем индукционный ток.
Выясним теперь, всякое ли изменение магнитного поля вокруг замкнутого контура наводит в нем индукционный ток. Возьмем плоский контур в виде рамки, соединенной с гальванометром. Поместим рядом с рамкой магнит так, чтобы его линии индукции не проходили внутри рамки, а находились в ее плоскости (рис. 5а).

Оказывается, что при перемещении рамки или магнита вдоль плоскости рисунка стрелка гальванометра не отклоняется. Если же рамку поворачивать вокруг оси 00′ (рис. 5б), то в ней возникает индукционный ток.

На основании описанных опытов можно сделать следующий вывод: индукционный ток (и э. д. с. индукции) в замкнутом контуре появляется только в том случае, когда изменяется магнитный поток, который проводит через площадь, охваченную контуром.
С помощью этого явления может получится эл. ток практически любой мощности, а это позволяет широко использовать эл. энергию в промышленности. Получается она в основном с помощью индукционных генераторов, принцип работы которых основан на явлении эл-магнитной индукции. Поэтому Фарадей по праву считается одним из основателей электротехники.

Рассмотрим подробнее явление электромагнитной индукции.

Пусть в однородном магнитном поле с индукцией В находится прямолинейный металлический проводник длиной L.
Приведем этот проводник в движение со скоростью так, что бы угол между векторами В и составлял 90 градусов, то вместе с проводником будут направленно двигаться и его собственные электроны, так как их движение происходит в магнитном поле, то на них должна действовать сила Лоренца.
С помощью правила левой руки можно установить, что свободные электроны будут смещаться к концу А. И тогда между А и В возникает напряжение U , которое создаст в нем эл. силу Fэл., которая уравновесит Fл. Fэл.= Fл., в этом случае смещение электронов прекратится.
Fэл.= Е . q = U/L . q, а Fл.= В . . q . sinU/L . q = В . . q . sinU = В . . L . sin, но напряжение на полюсах при разомкнутой цепи = Е.
Еинд.= В . . L . sin

А если проводник включить в цепь, то в ней возникает индукционный ток.

Направление индукционного тока, возникающего в прямолинейном проводнике при его движении в магнитном поле, определяется по правилу правой руки (рис. 7): если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутый большой палец показывал направление движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.

VI. Закон Ленца.

Учитель. В катушке, замкнутой на гальванометр, при перемещении магнита, возникает индукционный ток. Как определить направление индукционного тока? По правилу правой руки? (А переломов не бойтесь!) Давайте определим это!
Индукционный ток создает собственное магнитное поле. Связь между направлением индукционного тока в контуре и индуцирующим магнитным полем была установлена Ленцем.
Пусть имеется катушка, вокруг катушки существует изменяющееся магнитное поле и оно пронизывает витки другой катушки. А при всяком изменении магнитного поля, пронизывающего контур замкнутого проводника, в нем наводится индукционный ток. А как определить направление индукционного тока? По правилу правой руки?
Обратимся к опыту. Почему кольцо отталкивается от магнита? А с прорезью нет? (U – тока нет.)

Значит в кольце возник ток (инд.), магнитное поле. И можно определить поле. Поменяем полюса магнита. И видим: что взаимодействие между полюсами всегда препятствует движению магнита. Ленцу удалось обобщить эту закономерность: эту связь называют законом Ленца.

Определение: индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором его магнитное поле противодействует причине его вызывающей.

Eщё раз повторим правило Ленца.

Вернемся к опыту. Стрелка гальванометра отклоняется тем дальше, чем быстрее вдвигается в соленоид магнит или катушка с током.

Э.д.с. индукции, возникающая в какой-либо цепи, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока – время, за которое происходит изменение магнитного потока. Знак минус показывает, что когда магнитный поток уменьшается ( – отриц.), э.д.с. создает индукционный ток, увеличивающий магнитный поток и наоборот.
Исходя из формулы:

VII. Закрепление материала.

Просмотр видеофильма «Электромагнитная индукция». Решение задач.

VIII. Задание на дом.

§ 23(2-6). № 18.10, № 18.12, № 14. Повторить «Эл.ток в газах»

IX. Итог урока.

Учитель. Спасибо вам за урок!.

Приложение 1.

Физический диктант

1. Напишите формулы для расчетов:

а) силы Лоренца;
б) магнитной проницаемости среды;
в) модуля вектора магнитной индукции;
г) магнитного потока;
д) силы Ампера;

2. Дополните следующие определения:

а) сила Лоренца – это .
б) сила Ампера – это .
в) температура Кюри – это .
г) магнитная проницаемость среды характеризует .

3. Какая физическая величина измеряется в теслах? Чему равна 1Тл?

4. Какими способами можно получить магнитное поле?

5. Какие величины характеризуют это поле?

6. Какую физическую величину измеряют в веберах? Чему равен 1Вб?

7. Дополните предложения:

а) У диамагнетиков они обладают свойством .
б) У ферромагнетиков их отличительные свойства .
в) У парамагнетиков для них характерно .
г) Сила Ампера применяется .
д) Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы состоят из . действуют они так:
е) Сила Лоренца используется .

Приложение 2.

Читайте также:  Напряженность поля бесконечно длинного тока формула

По вертикали в выделенных клетках: катушка проводов с железным сердечником внутри. В каждую клетку включая нумерованную напишите по букве так чтобы по горизонтали получить слова:

1. Ученый, впервые обнаруживший взаимодействие электрического тока и магнитные стрелки.
2. Место магнита, где наблюдаются наиболее сильные магнитные действия.
3. Устройство, работающее на слабых токах, при помощи которого можно управлять электрической цепью с сильными токами.
4. Изобретатель первого в мире телеграфного аппарата, печатающего буквы.
5 и 6. Приборы, совместное пользование которыми позволяет передавать звук на далекие расстояния.
7. Изобретатель электромагнитного телеграфа и азбуки из точек и тире.
8. Ученый, объяснивший намагниченность молекул железа электрическим током.
9. Прибор, служащий для ориентации на местности, основной частью которого является магнитная стрелка.
10. Русский ученый, который изобрел электрический телеграф с магнитными стрелками.
11. Одна из основных частей приборов 5 и 6, названных выше.
12. Приемник тока, служащий для превращения электрической энергии в механическую.
13. Вещество, из которого делают постоянные магниты.

Приложение 3.

Прочитайте слова английского физика, которыми он определил поставленную перед собой задачу. Назовите ученого, год, когда эта задача была решена, и явление которое им было открыто.

Отгадайте слово по буквам, каждую из которых надо определить, решив задачу

1. Мысленно поставьте стрелку по направлению тока на участке проводника НМ.
2. Каков номер в алфавите второй буквы слова, покажет после включения тока северный конец магнитной стрелки.
3. Поставьте знак направления тока в кружке изображающем сечение проводника, и из двух подсчетов выберите тот, который содержит этот знак.
4. Мысленно поставьте стрелку, указывающую направление магнитных линий внутри катушки с током.
5. Нужная буква стоит у северного конца магнитной стрелки.
6. Выберите букву, которая стоит у положительного полюса источника тока.

Источник

История открытия магнетизма

magnitnoe pole

Магнитное поле прямоугольного магнита

МАГНЕТИЗМ (греч. μαγνῆτις — магнитный железняк, магнит, от Магнесия , города в Малой Азии, где были залежи этой руды) — совокупность нек-рых свойств и явлений, связанных с особым родом взаимодействия тел. В макроскопических масштабах магнетизм проявляется как взаимодействие (притяжение и отталкивание) между элоктрич. токами, между токами и телами, обладающими магнитным моментом,— магнитами (постоянными и временными), а также между магнитами.

Что такое магнетизм

Это взаимодействие осуществляется магнитным полем, являющимся одним из видов электромагнитного поля, к-рое представляет собой особую форму материи. Макроскопическое магнитное взаимодействие тел вызывается магнетизм микроскопіи, атомных частиц (электронов, протонов, нейтронов), к-рые, наряду с массой и элементарным электрич. зарядом, обладают элементарным магнитным моментом; кроме того, эти частицы создают также магнитные поля, связанные с их поступательным движением (скоростью), и подвергаются воздействию со стороны внешнего магнитного поля в зависимости от скорости своего движения в этом поле. Магнитные свойства присущи в той или иной степени всем телам. При рассмотрении магнитных свойств веществ для последних употребляют общий термин — магнетики.

Магнитное взаимодействие тел

Магнитное взаимодействие играет существенную роль во всех физико-химич. процессах в веществе. Земля, другие планеты,Солнце и звёзды также являются магнитами. Магнитные поля в межзвёздных и межпланетных пространствах оказывают влияние на движение частиц, образующих космические лучи (магнетизм). Широкий диапазон явлений магнетизм, простирающийся от внутриатомного и внутриядерного магнетизм до магнетизм космических пространств, обусловливает большую роль магнетизм в науке и в практике. Магнитные свойства ряда веществ широко используются в современной технике. Современное учение о магнетизм разделяется на три части: магнетизм атомных частиц, магнетизм взаимодействующих коллективов атомов и молекул (магнетизм веществ) и земной магнетизм (смагнетизм).

История учения о магнетизме

Точных данных о времени и месте открытия магнетизм не имеется. Впервые магнетизм был обнаружен в виде естественной намагниченности нек-рых железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизм известно в Китае. магнетизм был известен и народам, жившим в бассейне Средиземного моря. Древнегреческие и римские учёные неоднократно упоминали о магнетизм железа и железных руд. В средние века отдельные упоминания о магнетизм встречаются у арабских учёных (напр., у Абу-Муза-Джабера, 800 н. э.).

У. Гильберт «О магните, магнитных телах и о великом магните Земли»

В 12 и 13 веке появляется описание стрелочного компаса в трудах европейских учёных. Систематическое опытное изучение магнетизм берёт начало с работы англ, учёного У. Гильберта «О магните, магнитных телах и о великом магните Земли» (1600). Гильберт доказал невозможность разъединения двух разноимённых полюсов магнита, обнаружил, что магнит теряет магнитные свойства при нагревании до яркого каления и вновь обретает их при охлаждении, использовал магнитное ярмо (насадки из мягкого железа к постоянным магнитам) для увеличения их силы притяжения; он первый стал рассматривать Землю как магнит. Зная лишь статические свойства магнетизм и электричества, он пришёл к ошибочному выводу об отсутствии связи между магнитными и электрич. явлениями.

Учение Гильберта было развито итал. учёным Г. Галилеем (начало 17 в.). Опытные данные Гильберта были истолкованы амер. учёным В. Франклином (середина 18 в.) на основе примитивного представления о магнетизм как особой жидкости, находящейся в намагниченном теле и обусловливающей, в зависимости от её избытка или недостатка, притяжение или отталкивание. Крупный шаг в развитии учения о магнетизм был сделан в Петербургской академии наук. магнетизм В. Ломоносов, отмечая важность и трудность теории магнетизм как «тончайших всех материй, что ни есть в физике», высказал идею о необходимости замены старого объяснения магнетизм как результата истечения особых частиц теорией, основанной на идее эфира.

Ф. Эпинус «Опыт теории электричества и магнетизма»

Исследоваиия Ломоносова и Г. В. Рихмана по электричеству явились источником трактата русского академика Ф. Эпинуса «Опыт теории электричества и магнетизма» (1759), в к-ром дано тооротич. обобщение всего известного к тому времени материала о магнетизм Исходя из гипотезы Франклина о существовании особой магнитной жидкости, Ф. Эпинус ввёл в учение о магнетизм понятие о силах притяжении и отталкивания (однако природу этих сил он считал неизвестной). Эпинус подчеркнул тесную аналогию между магнетизм и электричеством, открыл явления индуктивного намагничивания, ввёл понятие о саморазмагничивающем действии поверхности магнита, дал обоснование приемам изготовления искусственных магнитов, объяснил образование магнитных фигур (спектров) из опилок около магнитов и др. Трактат Эпинуса оказал большое влияние на последующее развитие учения о магнетизм Петербургский академик Л. Эйлер развил эфирную теорию магнетизма (середина 18 в.). Франц, физик Ш. Кулон принял гипотезу существования двух магнитных жидкостей, ввёл представление об элементарных магнитиках — молекулах; с помощью крутильных весов установил закон взаимодействия «точечных» магнитных полюсов (1785—89).

Читайте также:  Условия для существования индукционного тока

А. Ампер и законы магнитного взаимодействия токов

Новый этап в развитии учения о магнетизм начинается с открытия (1820) датским физиком X. Эрстедом магнитного поля тока; этим была установлена внутренняя связь между магнетизм и электричеством. Вскоре после открытия Эрстеда франц. физик А. Ампер установил законы магнитного взаимодействия токов, доказал теорему об эквивалентности магнитных свойств кругового тока и магнитного листка и высказал в связи с этим гипотезу о том, что намагниченность тел создаётся молекулярными токами, представляющими собой элементарные магнитики; г. о., Ампер рассматривал магнетизм как раздел электромагнетизма.

Франц, физики Ж. Био, Ф. Савар и П. Лаплас установили закон взаимодействия между магнитом и электрич. током (1820). Тогда же франц. физик Д. Араго открыл явление намагничивания тел током, что послужило основой создания электромагнитов. Немецкие учёные К. Гаусс и В. Вебер (в 30-х гг. 19 в.) развили математич. теорию магнетизм, однако, на основе идеи дальнодействия.

Явление электромагнитной индукции Фарадея

Последовательная трактовка магнетизм на основе представления о реальности электромагнитного поля была впервые дана англ, физиком магнетизм Фарадеем. Открыв явление электромагнитной индукции (1831), Фарадей установил, что электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом. Он доказал наличие магнитных свойств у всех тел; одни из этих тел отталкиваются от магнита (диамагнетики), а другие — притягиваются (парамагнетики). Ферромагнетизм он рассматривал как частный случай парамагнетизма. Фарадей наблюдал магнитную анизотропию в кристаллах диамагнетиков. Он открыл магнитное вращение плоскости поляризации света (явление Фарадея).

Теория электромагнитного поля Максвелла

Англ, физик Дж. Максвелл развил дальше теорию электромагнитного поля и доказал электромагнитную природу света (1873). Теория Максвелла получила подтверждение в опытах русских физиков Н. Н. Шиллера и Р. А. Колли (в 70— 80-х гг. 19 в.), в открытии немагнетизм физиком Г. Герцем электромагнитных волн (1887—88) прусским учёным П. Н. Лебедевым давления света (1899).

Русский учёный А. С. Попов (1895) изобретением радио поставил электромагнитные волны на службу человеку.

К. Гаусс (в 1838) и русский физик Н. А. Умов (в 1904) развили теорию земного магнетизма.

П. Н. Лебедев предпринял опыты по обнаружению магнетизм вращающихся тел (1911).

Русский физик А. А. Эйхенвальд (в 1901—03) установил тождественность магнитного действия конвекционных токов и токов проводимости, впервые доказал существование магнитного поля токов смещения.

Это окончательно доказало, что любое движение электричества создаёт магнитное поле по одним и тем же законам. С середины 19 в., в связи с разработкой русскими учёными Э. X. Ленцем и Б. С. Якоби основ электротехники, начинаются систоматич. исследования ферромагнетиков.

Русский физик А. Г. Столетов в работе «Исследование о функции намагничивания железа» (1871) исследовал кривую намагничивания вещества ферромагнетика, исключив размагничивающее действие поверхностей образца. «Кривая Столетова» показывает зависимость магнитной восприимчивости вещества от величины магнитного поля. Открытия Столетова положили начало современным методам измерений и расчётов магнитных систем.

Франц, учёный П.Кюри исследовал температурную зависимость магнитных свойств магнетиков (1895).

Источник

Ученый объяснивший намагниченность атомов железа электрическим током

Назад в «Оглавление» — смотреть

1. Какие тела называют постоянными магнитами?

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.

2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?

Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ.
Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной.

3. Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?

В наши дни известно, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны, которые при своем движении вокруг ядра атома создают магнитные поля, они и вызывают намагниченность железа и стали.

4. Что называют магнитными полюсами магнита?

Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита.

У каждого магнита, как и у магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).

5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов?

Разноименные магнитные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются.

6. Как можно получить представление о магнитном поле магнита?

Представление о виде магнитного поля постоянных магнитов можно получить с помощью железных опилок.
Магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии.
Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.

Источник

Гипотеза Ампера

Наблюдая сходство во взаимодействии катушек, по которым текут токи, и магнитов, Ампер предположил, что все магнитные взаимодействия обусловлены взаимодействием электрических токов. Это предположение получило название гипотезы Ампера.

Согласно этой гипотезе, свойства постоянных магнитов обусловлены циркулирующими в них одинаково направленными незатухающими «молекулярными» токами. Во внутренних частях магнита «соседние» молекулярные токи направлены противоположно и поэтому компенсируют друг друга. Но вблизи поверхности магнита эти токи текут в одном направлении, образуя как бы ток, обтекающий поверхность магнита (см. рис. 12.7).

Этот «поверхностный ток», как считал Ампер, и сообщает постоянному магниту его магнитные свойства.

Гипотеза Ампера объясняет также, почему не удается разъединить полюса магнита: ведь каждая половинка магнита снова подобна катушке с током.

В дальнейшем гипотеза Ампера подтвердилась лишь частично. Выяснилось, что «молекулярные» токи действительно существуют: они обусловлены движением электронов в атомах. Однако магнитное взаимодействие, связанное с этими токами, не может объяснить существования постоянных магнитов: во-первых, магнитное взаимодействие таких токов слишком слабо, во-вторых, эти токи ориентированы хаотично. «Секрет» постоянных магнитов оказался в другом.

Выяснилось, что каждый электрон (о существовании которых Ампер, конечно, не мог знать) сам по себе является микроскопическим магнитом. И в некоторых веществах, например в железе, электроны близко расположенных атомов ориентируются одинаково. Такие области одинаковой намагниченности называют «доменами». Каждый домен представляет собой крошечный магнитик, поэтому любой железный образец является как бы совокупностью очень маленьких магнитиков.

Обычно железный образец не проявляет магнитных свойств, так как домены в нем ориентированы хаотично. Но если поместить этот образец вблизи сильного магнита, то под действием магнита домены в образце через некоторое время ориентируются сходным образом.

И тогда этот железный образец сам станет постоянным магнитом.

Источник