Магнитное поле и его характеристики

 

С давних времён это явление вызывало немало вопросов, более того, до сих пор оно остаётся загадочным. Многие учёные занимались изучением свойств магнитного поля, потому что его потенциал и возможности применения уже тогда казались, без преувеличения огромными.

Как же образуется магнитное поле? Когда электрический ток проходит по проводнику, он создаёт вокруг себя магнитное поле, которое является одной из разновидностей материи, существующей в окружающем нас мире. Это поле обладает некой энергией, проявляющейся в электромагнитных силах, а также способной воздействовать на электрические заряды и на электрический ток в целом.

Влияние магнитного поля на поток заряженных частиц выражается в том, что они отклоняются от своей первоначальной траектории движения в перпендикулярном полю направлении. Магнитное поле, также иногда называют электродинамическим. Такое определение рождается из того, что это поле возникает только вокруг движущихся зарядов, при этом действие магнитного поля,также распространяется только на частицы, находящиеся в движении.

Динамическим магнитное поле называется из-за своего строения. Это некая область пространства, в котором находятся бионы – передатчики всех возможных в нём взаимодействий. Они постоянно вращаются, т. е., находятся в движении. Отсюда и динамическая характеристика поля — данное явление возникает, когда бионы приходят в движение, т. е., начинают вращаться. 

Вывести их из состояния покоя способен лишь движущийся заряд. Когда он попадает в зону магнитного поля, то воздействуя на бион и, притягивает один из его полюсов. Таким образом, все бионы начинают вращаться. Если не будет заряда, то и бионы не будут вращаться, так как нет никаких других сил, которые бы воздействовали на него.

Электромагнитное поле

Магнитное поле не может существовать само по себе, как уже было сказано, причиной его возникновения является электрический заряд. Следовательно, магнитные и электрические поля неразрывно связаны между собой. Они всегда существуют в едином электромагнитном поле.

Взаимодействие их происходит следующим образом: изменения в электрическом поле заставляют меняться и магнитное поле, также верно и обратное утверждение, если изменения происходят в магнитном поле, то это сразу отражается на характеристиках электрического поля.

Основой этого поля также является заряженные частицы, движущиеся со скоростью света, которая составляет 300 тысяч километров в секунду. Это значит, что и электромагнитное поле распространяется и изменяется именно с этой же скоростью.

Изображение характеристик магнитного поля

Часто приходится сталкиваться с необходимостью изображения магнитного поля графически – на схемах. Так как его свойства важны, и их нужно учитывать при различных расчётах, то обозначать их необходимо. Но как уже было сказано, скорость распространения поля слишком велика, чтобы можно было что-то зафиксировать, поэтому применяются схематические изображения магнитного поля, которые отражают его свойства.

Основным способом обозначения магнитного поля на схемах являются условные силовые линии. Направление каждой такой линии совпадает с направлением действия сил в магнитном поле. Эти линии всегда непрерывны и замкнуты, как и любые силы, действующие здесь. Схема автомобильного двигателя работает по такому же принципу. Подробнее вы можете прочитать в авто журнале — www.avtonerd.ru. Там есть статья подробно описывающая этот процесс в двигателе и коробке передач авто.

Чтобы определить направление силовой линии в любой точке магнитного поля, нужно использовать магнитную стрелку, которая имеет схожие с компасом свойства. Когда стрелка попадает в зону действия поля, её северный полюс начинает показывать в направлении действия сил.

Отсюда идут и привычные обозначения: тот конец постоянного магнита, из которого исходят силовые линии, считается его северным полюсом. Тогда как противоположный конец, в котором силы замыкаются, называется южным полюсом магнита. Силовые линии, которые проходят внутри постоянного магнита не обозначаются на схемах.

Обозначение действующих сил с помощью силовых линий далеко не случайно, их можно обнаружить в любом магнитном поле и увидеть невооружённым взглядом. Сделать это можно с помощью металлических опилок. Насыпав их на лист бумаги, и внеся в магнитное поле, можно увидеть, как они начнут двигаться и выстраиваться в определённом порядке. Получившийся рисунок будет напоминать силовые линии, которые и можно увидеть на схеме.

Магнитное поле и его характеристики – это важнейшее явление в физике, которое находит достаточно широкое применение просто потому, что его нельзя не учитывать во многих вопросах. С ними связаны такие понятия как магнитная индукция и магнитная проницаемость.

Чтобы объяснить причины возникновения магнитного поля, необходимо всегда опираться на научные данные и правильный подход, иначе такой целостной картины может и не сложиться, особенно, в случае, когда нужно объяснять более глобальные взаимодействия.

что это такое, определение, виды, силовые линии

Магнитное поле — это поле, которое можно определить как пространство вокруг магнита, в котором действуют магнитные силы.

Как известно, электрический ток может оказывать различные действия, например, тепловые, химические и магнитные. Магнитное действие проявляется, например, в том, что между проводниками с электрическим током возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами.

Магнитное взаимодействие

Еще в древности было замечено, что одни тела притягивают другие тела. Янтарь следует натирать, чтобы он притягивал к себе волосы или обрывки ткани, но магниты всегда притягивают, но только железные предметы. Древние люди также обнаружили, что магнит может заставить другое тело, сделанное из железа, приобрести магнитные свойства, если держать его достаточно близко к магниту. Они также заметили, что две стороны магнита имеют разные свойства — обращенные друг к другу магниты могут притягивать или отталкивать друг друга.

Уже в настоящее время мы знаем, что магнитное поле возникает между полюсами магнитного материала. Полюса бывают северными и южными. Вы, наверное, сами сталкивались с тем, что когда вы сводите два магнита вместе, они либо притягиваются, либо отталкиваются друг от друга. Это происходит потому, что магнитные полюса с разными названиями (север-юг) притягиваются, а полюса с одинаковыми названиями (север-север, юг-юг) отталкиваются.

Магнитное поле тела часто представляют в виде диаграммы линий поля. Если внести ферромагнитное тело в магнитное поле, оно выровняется вдоль линий поля. Ферромагниты — самые известные магниты, создающие постоянное магнитное поле.

Если мы поднесем некоторое количество железных скрепок к магниту, то заметим, что большинство скрепок скопятся на концах магнита (называемых полюсами), потому что магнитная сила там наибольшая. Однако в середине магнита она имеет наименьшее значение. Магнитные силы действуют в пространстве вокруг магнита и создают то самое магнитное поле.

Магнитное поле невидимо, но, используя железные опилки, вы можете наблюдать его эффекты (см. рисунок 1).

Рис. 1. Железные опилки расположены характерным образом — они образуют линии вокруг магнита. 
Эти линии показывают форму магнитного поля, которое возникло вокруг стержневого магнита.

Большая часть железных опилок скапливается возле полюсов, а остальные располагаются вдоль линий поля. Они представляют собой линии магнитного поля, которые окружают магнит. Железные опилки намагничиваются, т.е. приобретают магнитные свойства и становятся маленькими магнитами, которые притягивают друг друга.

Изображение линий магнитного поля для некоторых видов магнитов

Начнем с изображения силовых линий магнитного поля. Они используются для визуализации магнитного поля. Вне магнита линии поля всегда идут от северного полюса к южному. Поскольку магнитное поле является замкнутым полем, они должны двигаться с юга на север внутри магнита. Плотность линий поля дает информацию о силе магнитного поля; чем плотнее линии поля, тем больше напряженность магнитного поля.

Магнитное поле стержневого магнита

На рисунке 2 ниже показано магнитное поле стержневого магнита. Стержневой магнит является постоянным, и имеет северный и южный полюсы.

Рис. 2. Магнитное поле стержневого магнита

Если сравнить магнитное поле с электрическим, то вместо плюсового и минусового полюса есть северный и южный. На этом рисунке показан ход линий поля от северного до южного полюса. Здесь также видно, что плотность линий поля не является постоянной для стержневого магнита. На полюсах она выше, чем между полюсами. Это говорит о том, что магнитное поле сильнее непосредственно у полюсов, чем между полюсами.

Магнитное поле подковообразного магнита

Кроме стержневого магнита, существуют и другие формы постоянных магнитов. Одной из важных форм является подковообразный магнит, который может быть круглым или квадратным.

Рис. 3. Магнитное поле подковообразного магнита

Как видите, магнитное поле внутри подковы однородно (см. рисунок 3). Однородность означает, что магнитное поле постоянно и не зависит от местоположения. Однородное магнитное поле на диаграмме линий поля можно распознать по параллельным линиям поля, расположенным на одинаковом расстоянии. Поэтому напряженность магнитного поля в однородном магнитном поле одинакова в каждой точке.

Магнитное поле двух стержневых магнитов

Давайте посмотрим на другой пример магнитного поля (см. рисунок 4 ниже):

Рис. 4. Магнитное поле двух стержневых магнитов

Эти линии поля показывают, что два магнита с одинаковой полярностью отталкиваются друг от друга. Из этого можно сделать вывод, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.

Магнитное поле планеты Земля

Но какое отношение имеют полюса магнита к северу и югу Земли? Вы можете приблизиться к ответу, если спросите себя, как работает компас.

Рис. 5. Компас выравнивается по магнитному полю

Земля также имеет магнитное поле (см. рисунок 5), начало которого лежит на полюсах, т.е. на северном и южном полюсах. Стрелка компаса представляет собой постоянный стержневой магнит и выравнивается по этому полю. При этом северная часть стрелки компаса притягивается к южному полюсу магнитного поля Земли. Поэтому географический юг лежит на магнитном севере.

Магнитное поле проводника с электрическим током

Когда вы рассыпаете мелкие металлические опилки вокруг магнита и проводника, по которому течет электрический ток, они образуют определенные геометрические фигуры. Вы уже знаете, что это явление вызвано магнитным полем, создаваемым магнитом. Будет ли то же самое с проводником?

Наличие магнитного поля можно проверить с помощью магнитной стрелки, которая, как известно, является частью компаса. Как мы знаем, магнитная стрелка имеет два полюса: северный и южный. Линию, которая соединяет полюсы магнитной стрелки называют осью. я осью. Кроме того, мы знаем, что северный полюс магнитной стрелки указывает на южный магнитный полюс, а южный полюс стрелки указывает на северный магнитный полюс.

Рядом с магнитом он выравнивается по силовым линиям магнитного поля и указывает на южный полюс. С помощью магнитной стрелки определяются положения магнитных полюсов Земли и географические направления. Возникает ли магнитное поле только вокруг магнитов и Земли? Чтобы выяснить это, нужно провести эксперимент, которые отражает взаимодействие проводника с электрическим током и магнитной стрелки.

Опыт Эрстеда.

Для того, чтобы провести опыт, расположим проводник, который включён в электрическую цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси (см. рисунок 6).

Рис. 6. Взаимодействие проводника с электрическим током и магнитной стрелки

Отклонение магнитной стрелки возле проводника, по которому протекает электрический ток, указывает на наличие магнитного поля. Направление отклонения магнитной стрелки зависит от того, в каком направлении течет электрический ток. Эта связь была открыта Хансом Кристианом Эрстедом в 1820 году. Его опыт имел большое значение для развития учения об электромагнитных явлениях.

Таким образом можно вывести 3 следующих вывода:

1. Магнитное поле существует вокруг любого проводника с электрическим током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неразрывно связаны между собой.
2. Направление силовых линий магнитного поля можно найти с помощью магнитной стрелки. Направление силовых линий магнитного поля зависит от того, в каком направлении течет электрический ток.
3. Расположение силовых линий магнитного поля вокруг проводника с током зависит от формы проводника.

Поэтому вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, а вокруг движущихся зарядов, т.е. электрического тока, существуют и электрическое, и магнитное поля. Магнитное поле возникает вокруг проводника, когда в нем возникает электрический ток, поэтому электрический ток следует рассматривать как источник магнитного поля. Выражения «магнитное поле электрического тока» или «магнитное поле, создаваемое электрическим током» следует понимать в этом смысле.

Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010. [2]

Изменит ли изменение формы проводника форму магнитного поля?

Силовые линии магнитного поля вокруг проводника, скрученного в петлю, уплотняются внутри него. Если проволоку намотать много раз, мы получим катушку, и железные опилки будут располагаться так же, как и вокруг магнита (см. рисунок 7).

Рисунок 7. Железные опилки отражают линии магнитного поля

Электромагниты и их применение

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током широко используется в технике и промышленности. Часто используются устройства, называемые электромагнитами. Электромагнит состоит из катушки, сердечника и источника напряжения (см. рисунок 8).

Рис. 8. Структура электромагнита

Ферромагнитный сердечник электромагнита играет важную роль. Внутри него создаются магнитные поля, которые усиливают магнитное поле катушки.

Мелкие изделия из ферромагнитных материалов сильнее всего притягиваются полюсами электромагнита. Таким образом, можно сделать вывод, что магнитное поле вокруг электромагнита похоже на магнитное поле стержневого магнита.

Применение электромагнитов.

Рис. 9. Электромагниты — это устройства, имеющие широкое практическое значение. Они используются буквально везде: от дверных замков, звонков и громкоговорителей до промышленного оборудования и высокоскоростных поездов, а также медицинской и исследовательской аппаратуры.

Электромагниты имеют различные применения. Например, на складах металлолома электромагнитные краны перемещают разбитые автомобили.

Также электромагниты используются в электрических замках. Когда электрический ток проходит через электромагнит, создается магнитное поле, которое сильно воздействует на металлическую (стальную) часть замка (ригеля). Это приводит к перемещению заслонки и открыванию двери. Когда дверь закрыта, соответствующим образом расположенная пружина перемещает ригель и блокирует замок. Замок можно открыть после повторного подключения электропитания.

Самые сильные электромагниты используются, в том числе, в ускорителях для управления движением частиц с высокой энергией. До недавнего времени магнитное поле, создаваемое токоведущими проводниками, управляло движением электронов в телевизионных кинескопах и компьютерных мониторах.

Список использованной литературы

1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Изд. 4-е, стереотипное. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. — Т. III. Электричество. — 656 с.
2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

Что такое магнитные поля и как они формируют Вселенную?

Вы его не видите, но он всегда рядом и вокруг вас. Защитить вас от вредного космического излучения и не дать нашей атмосфере унести солнечные ветры — это магнитное поле Земли.

Для большинства из нас это почти никогда не привлекает внимания. В наблюдательной астрономии магнитные полюса Земли имеют гораздо меньшее значение, чем географические полюса, на которые мы полагаемся, чтобы выровнять наши экваториально установленные телескопы.

Подробнее у Люси Грин:

• Понимание нашего Солнца: наука о солнечном цикле
• Что вызывает Северное сияние?

Подумайте, однако: магнитное поле Земли, вероятно, сделало жизнь на этой планете возможной, в то время как более далекие космические магнитные поля являются причиной того, что пульсары действуют как радиомаяки, а огромные облака электропроводящего газа превращаются в странные и необычные формы.

Что касается магнитных полей, то земное — это то, с чем мы больше всего знакомы, и его происхождение связано с электрическими токами, которые текут в расплавленном железе, составляющем внешнее ядро ​​нашей планеты.

Что такое магнитные поля?

Магнитные поля создаются вокруг движущихся заряженных частиц.

Магнетизм — это сила, тесно связанная с электричеством. Всякий раз, когда течет электрический ток, в окружающем пространстве возникает связанное с ним магнитное поле, или, в более общем смысле, движение любой заряженной частицы создает магнитное поле.

Попробуйте включить и выключить чайник и посмотреть, сможет ли приложение компаса на вашем смартфоне обнаружить магнитное поле, возникающее при прохождении тока по кабелю.

Эти поля имеют направление, поэтому у Земли есть северный и южный полюса.

Когда два магнитных поля приближаются друг к другу, они пытаются выровняться, потенциально вызывая физические объекты, заставляющие их двигаться — стрелка компаса имеет магнитное поле, поэтому всегда будет пытаться выровняться с полем Земли и указывать на север .

Больше похоже на это

Точно так же движение заряженной частицы будет изменяться при прохождении через намагниченную область из-за взаимодействия электрического и магнитного полей.

Изменение направления зависит от заряда и массы частицы, силы и направления магнитного поля и скорости движения частицы.

Планетарный магнетизм

Давайте сделаем шаг назад и посмотрим на Землю с поверхности Луны. Отсюда мы можем видеть землю, океаны и атмосферу.

Чего мы, однако, не видим, так это того, как магнитное поле Земли охватывает все это и распространяется в космос.

Большую часть времени Луна находится внутри магнитного поля Земли. Он появляется только на несколько дней во время новолуния.

Когда это происходит, Луна попадает в солнечный ветер — внешнюю атмосферу Солнца, которая расширяется в космос со скоростью миллион миль в час.

Этот ветер не может проникнуть через магнитное поле Земли и вместо этого врезается прямо в него. Хотя это взаимодействие невидимо для человеческого глаза, оно производит нечто впечатляющее: полярное сияние.

Когда солнечный ветер сталкивается с магнитным полем Земли, он добавляет к нему энергию, которая ускоряет заряженные частицы в нашей атмосфере. Когда частицы взаимодействуют с атмосферным газом, они передают свою энергию и заставляют газ светиться.

Солнечный ветер не может достичь нашей атмосферы, потому что он тоже содержит магнитное поле.

Мы узнали, что любое магнитное поле, пронизывающее электрически заряженный газ (плазму), связано с этим газом; их нельзя легко разделить или разъединить, как известен этот процесс.

Поэтому, когда порывистый поток намагниченной плазмы достигает магнитного поля Земли, он обтекает его, заставляя его двигаться и рябить, как ветроуказатель на ветру.

Это свойство не позволяет солнечному ветру достигать нашей атмосферы и уносить ее, как это произошло на Марсе. Он также обеспечивает нам защиту от электрически заряженных космических лучей.

Это сохраняющее жизнь свойство планетарных магнитных полей означает, что важно учитывать их, когда дело доходит до изучения экзопланет. Пока что мы не можем напрямую наблюдать магнитное поле экзопланеты.

Но если в будущем будет разработан метод их обнаружения, наличие магнитного поля вокруг экзопланеты, вероятно, повлияет на то, какие из них станут целями для дальнейшего изучения.

Диаграмма, показывающая магнитное поле Сатурна. Авторы и права: Студия научной визуализации НАСА/JPL NAIF

Магнитное поле Солнца было открыто в 1908 году американским астрономом Джорджем Эллери Хейлом.

Невозможно искать и изучать космические магнитные поля без возможности их обнаружения на расстоянии с помощью электромагнитного излучения.

В 1896 году голландский физик Питер Зееман, проводя эксперименты, обнаружил, что сильное магнитное поле может влиять на свет, излучаемый «светящимся паром».

Спектральные линии, излучаемые паром, были уширены или, в крайнем случае, расщеплены на несколько составляющих.

В статье, опубликованной в 1897 году, Зееман предположил, что его открытие может быть использовано для обнаружения космических магнитных полей.

Действительно, именно этот метод использовал Хейл для обнаружения магнитного поля солнечных пятен.

Эффект Зеемана также поляризует свет определенным образом, что можно использовать для понимания силы и направления удаленного магнитного поля, что позволяет астрономам исследовать отдаленный магнетизм путем изучения электромагнитного излучения.

На самом деле Солнце позволяет нам близко исследовать космический магнетизм. Наблюдения за Солнцем обеспечивают фантастический уровень детализации, который действительно показывает нам, насколько динамичными могут быть звездные магнитные поля.

Солнце имеет общее магнитное поле, которое соединяет северный и южный магнитные полюса, которые близки к гелиографическим северному и южному полюсам, как на Земле.

Магнитные жгуты, магнитные поля, изгибающиеся между солнечными пятнами, могут быть обнаружены светящимся заряженным газом, прослеживающим их пути. Предоставлено: НАСА/Центр космических полетов имени Годдарда/SDO

Мелкомасштабный магнетизм

Но при ближайшем рассмотрении солнечной атмосферы можно обнаружить арки магнитного поля, соединяющие пары солнечных пятен и скрученные структуры магнитного поля, известные как силовые канаты.

Эти веревки обнаруживаются, потому что светящийся электрически заряженный газ очерчивает их, подобно тому, как железные опилки, разбросанные вокруг стержневого магнита, выравниваются по линиям поля.

Если вы понаблюдаете за Солнцем с течением времени, то увидите, что эти магнитные структуры постоянно меняются и часто извергаются в Солнечную систему.

Динамическая активность Солнца с пространственным разрешением, питаемая магнетизмом, дает нам представление о том, чем занимаются и другие звезды. И не только звезды главной последовательности имеют важные магнитные поля.

Пульсары — это подмножество нейтронных звезд. Образовавшиеся из коллапсирующих ядер массивных звезд, подвергшихся взрыву сверхновой, они вращаются чрезвычайно быстро.

При вращении они излучают импульсы радиоволн, словно космические маяки. Некоторые из них мигают много раз в секунду.

Когда Джоселин Белл-Бернелл открыла пульсары в 1967 году, они рассматривались как любопытные объекты и в шутку назывались LGM для маленьких зеленых человечков.

Но радиовспышки можно понять, если соединить очень быстро вращающуюся звезду с сильным магнитным полем.

Когда умирающая звезда коллапсирует, ее магнитное поле также втягивается в материал самой звезды, усиливая напряженность поля в триллион раз больше, чем у Земли.

Наличие поля заставляет заряженные частицы вращаться вокруг силовых линий магнитного поля, и когда это происходит, могут создаваться радиоволны. Радиосигнал будет сосредоточен на северном и южном магнитных полюсах нейтронной звезды.

Последним ингредиентом в создании пульсара является смещение между осью вращения звезды и осью, соединяющей магнитные полюса.

Это означает, что при вращении нейтронной звезды радиолуч будет перемещаться по космосу, и наши радиотелескопы смогут его обнаружить.

На самом деле, нейтронные звезды являются рекордсменами, когда дело доходит до магнетизма: еще одна подгруппа этих звезд обладает самыми сильными магнитными полями во Вселенной, в тысячу раз более сильными, чем у пульсаров.

Неудивительно, что эти объекты известны как магнетары.

Лучи пульсара проносятся сквозь пространство, потому что ось его магнитных полюсов не совпадает с осью его вращения. Фото: dani3315/iStock/Getty Images

Галактический магнетизм

Магнитное поле Земли и магнитное поле Солнца, благодаря солнечному ветру, — не единственные поля, в которые мы погружены. 0003

Наша Галактика, Млечный Путь, тоже имеет магнитное поле, хотя и с силой в десятки тысяч раз меньшей, чем у Земли.

Что общего у галактического поля с Землей, так это то, что вращение лежит в основе его существования.

Магнитные поля в астрофизических объектах создаются динамо-машиной, механизмом, в котором вращение электропроводящей жидкости (например, расплавленного железа в ядре планеты) преобразуется в магнитную энергию.

Таким образом, скорость вращения астрономического объекта является важным аспектом магнитных полей и динамо-машин.

В этом контексте мы можем понять, почему у Земли относительно сильное поле, тогда как у Марса, который когда-то считался более похожим на Землю, чем сегодня, нет.

Внутри Земли вращающаяся расплавленная оболочка означает, что ее динамо все еще действует. Марс, с другой стороны, имел динамо-машину, но она перестала действовать, когда внутренняя часть этой меньшей планеты остыла и затвердела, оставив только остаток ее магнитного поля, запертого в ее скалах.

Когда дело доходит до масштабов времени, звездам и планетам может потребоваться от нескольких часов до нескольких недель, чтобы совершить один оборот.

Но эти тела существуют так долго, что за время их существования прошло достаточно времени, чтобы поддерживать и даже развивать их магнитные поля.

Например, Солнце совершает один оборот за 27 дней и существует уже 4,5 миллиарда лет. Если предположить, что скорость вращения была постоянной в течение всего этого времени, Солнце могло бы сделать более 60 миллиардов оборотов.

Это не тот случай, когда речь идет о галактиках. Возьмем Млечный Путь: наша Галактика вращается один раз в несколько сотен миллионов лет, а это значит, что у нее было всего несколько сотен оборотов.

Итак, хотя динамо-машина важна для нашей Галактики, существуют и другие дополнительные процессы, которые оказывают влияние и которые еще предстоит понять.

В 2017 году группа под руководством ученых из Института радиоастрономии Макса Планка опубликовала работу, показывающую, что наблюдения галактик можно использовать для исследования магнитных полей, когда Вселенная была намного моложе.

Их исследование галактики, удаленной от нас почти на пять миллиардов световых лет, позволяет нам заглянуть в раннюю Вселенную, чтобы изучить историю и эволюцию магнитных полей, а также ответить на вопрос, на который астрономы давно хотели ответить: как давно существуют магнитные поля. поля существовали для?

Магнитные поля великолепны и широко распространены в космосе. От планет и звезд до галактик и не только.

Наряду с гравитацией, магнетизм отвечает за формирование и управление тем, что мы наблюдаем. Итак, в следующий раз, когда вы посмотрите вверх — неважно, на что вы смотрите — вспомните о невидимой силе, которая помогает формировать нашу Вселенную.

На этом изображении со спутника Planck Европейского космического агентства показана структура магнитного поля нашей Галактики. Авторы и права: ESA/Planck Collaboration. Благодарность: М.-А. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, France

История магнитной астрономии

1600 – Уильям Гилберт, первый человек, исследовавший магнетизм с помощью научных методов, публикует свою работу в том под названием De Magnete .

1865 – Профессор физики Джеймс Клерк Максвелл публикует статью, в которой он объединяет области электричества и магнетизма в единую теорию.

1901 – Норвежец Кристиан Биркеланд начинает строить «Terrellas» (маленькие Земли), чтобы проверить свою теорию о том, что полярное сияние формируется электронами, сталкивающимися с магнитными полюсами Земли.

1908 — американский астроном Джордж Эллери Хейл открыл магнетизм на Солнце, предоставив первое свидетельство существования магнитных полей за пределами Земли.

1942 — шведский физик Ханнес Альфвен предположил, что когда магнитное поле проходит через электропроводящий газ, они становятся неразделимыми.

2012 – После 35 лет путешествия в космос космический корабль «Вояджер-1» наконец покидает пределы Солнечной системы, оставляя позади огромный магнетизм Солнца.

Люси — профессор физики и научный сотрудник Университета Королевского общества в Лаборатории космических наук Малларда. Эта статья впервые появилась в мартовском выпуске журнала 9 за 2018 г.0009 Журнал BBC Sky at Night .

Что происходит с проводом с током в магнитном поле? | Научный проект

Научный проект

Электрическая энергия переносится током , представляющим собой поток электронов. Электроны  являются отрицательно заряженными субчастицами атомов. Этот перенос электронов из одного места в другое питает наши фонари, телефоны, бытовые приборы и многие другие вещи, которыми мы пользуемся каждый день. Еще одно интересное явление протекающего тока заключается в том, что он создает собственное магнитное поле. Электричество и магнетизм очень тесно связаны в том, что все токи замкнутого контура создают свои собственные магнитные поля, а магнитные поля, действующие на замкнутые контуры, могут создавать ток или даже изменять его направление.

Как магнитное поле влияет на провод с током?

Скачать проект

• Сильный подковообразный магнит
• Длинный изолированный провод
• Инструмент для зачистки проводов
• D батарея
• Изолента

1. Зачистите 1 дюйм изоляции с каждой стороны провода.
2. Положите подковообразный магнит на бок на плоскую поверхность.
3. С помощью небольшого кусочка изоленты прикрепите металлическую часть одного конца провода к отрицательной клемме аккумулятора.
4. Пропустите провод между ножками подковообразного магнита.
5. Удерживая изолированную часть провода, прикоснитесь открытым концом провода к плюсовой клемме аккумулятора. В каком направлении течет электрический ток? Почему лучше держать изоляцию провода, а не металл? Запишите свои наблюдения.

6. Переверните магнит и повторите эксперимент. Какие изменения, если что? Запишите свои наблюдения.

Провод отгибается от полюсов магнита.

Электрические токи всегда создают свои собственные магнитные поля. Поведение и ток всегда можно описать правилом правой руки .  Сделайте рукой знак «большой палец вверх» следующим образом:

Ток будет течь в направлении, на которое указывает большой палец, а направление магнитного поля будет описываться направлением пальцев.

Это означает, что когда вы меняете направление тока, вы также меняете направление магнитного поля. Ток течет от отрицательного конца батареи по проводу к положительному концу батареи. Это может помочь вам определить направление магнитного поля.

Магниты, как и подковообразный магнит, используемый в этом упражнении, имеют два полюса , южный и северный. Фраза «противоположности притягиваются» применима к магнитам; поэтому взаимодействия север-юг слипаются, а взаимодействия север-север и юг-юг

отталкивают или отталкивают друг друга. Поскольку магнитное поле, создаваемое электрическим током в проводе, меняет направление вокруг провода, оно будет отталкивать оба полюса магнита, отклоняясь от провода. В зависимости от того, какой полюс находится вверху (отметка на вашем магните может указать вам, где находится север или юг), провод будет изгибаться от магнита или дальше в букву «U».

Отказ от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается Политика конфиденциальности Education.