Magnetiske induksjonslinjer ligger i et plan. Magnetisk feltinduksjon. Magnetiske induksjonslinjer. Jordens magnetfelt. Se hva "Magnetiske induksjonslinjer" er i andre ordbøker

Allerede på 600-tallet. f.Kr. I Kina var det kjent at noen malmer har evnen til å tiltrekke hverandre og tiltrekke seg jerngjenstander. Biter av slike malmer ble funnet nær byen Magnesia i Lilleasia, så de fikk navnet magneter.

Hvordan samhandler magneter og jernobjekter? La oss huske hvorfor elektrifiserte kropper tiltrekkes? Fordi en særegen form for materie dannes nær en elektrisk ladning - et elektrisk felt. Det er en lignende form for materie rundt magneten, men den har en annen opprinnelsesnatur (malmen er tross alt elektrisk nøytral), den kalles magnetfelt.

For å studere magnetfeltet brukes rette magneter eller hesteskomagneter. Visse steder på en magnet har størst attraktiv effekt, kalles de poler(nord og sør). Motsatt magnetiske poler tiltrekker seg, og som magnetiske poler frastøter.

For styrkekarakteristikkene til magnetfeltet, bruk magnetfeltinduksjonsvektor B. Magnetfeltet er grafisk representert ved hjelp av kraftlinjer ( magnetiske induksjonslinjer). Linjer er stengt, har verken begynnelse eller slutt. Stedet der magnetiske linjer kommer ut er Nordpolen; magnetiske linjer kommer inn i Sydpolen.

Magnetfeltet kan gjøres "synlig" ved hjelp av jernspon.

Magnetisk felt til en strømførende leder

Og nå om hva vi fant Hans Christian Ørsted Og Andre Marie Ampere i 1820. Det viser seg at et magnetfelt eksisterer ikke bare rundt en magnet, men også rundt enhver strømførende leder. Enhver ledning, for eksempel en lampeledning, som elektrisk strøm flyter gjennom, er en magnet! En ledning med strøm samhandler med en magnet (prøv å holde et kompass nær den), to ledninger med strøm samhandler med hverandre.

Likestrøms magnetfeltlinjer er sirkler rundt en leder.

Magnetisk induksjonsvektorretning

Retningen til magnetfeltet ved et gitt punkt kan defineres som retningen angitt av nordpolen til en kompassnål plassert på det punktet.

Retningen til de magnetiske induksjonslinjene avhenger av retningen til strømmen i lederen.

Retningen til induksjonsvektoren bestemmes i henhold til regelen gimlet eller regel høyre hånd.

Magnetisk induksjonsvektor

Dette er en vektormengde som karakteriserer kraftvirkningen til feltet.

Induksjon av magnetfeltet til en uendelig rett leder med strøm i en avstand r fra den:

Magnetisk feltinduksjon i midten av en tynn sirkulær spole med radius r:

Magnetisk feltinduksjon solenoid(en spole hvis svinger blir sekvensielt ført strøm i én retning):

Superposisjonsprinsipp

Hvis et magnetfelt på et gitt punkt i rommet skapes av flere feltkilder, er magnetisk induksjon vektorsummen av induksjonene til hvert felt separat

Jorden er ikke bare en stor negativ ladning og en kilde til elektrisk felt, men samtidig ligner det magnetiske feltet på planeten vår feltet til en direkte magnet av gigantiske proporsjoner.

Geografisk sør er nær magnetisk nord, og geografisk nord er nær magnetisk sør. Hvis et kompass er plassert i jordens magnetfelt, er nordpilen orientert langs linjene for magnetisk induksjon i retning av den magnetiske sørpolen, det vil si at den vil vise oss hvor det geografiske nord ligger.

De karakteristiske elementene i jordisk magnetisme endres veldig sakte over tid - sekulære endringer. Men fra tid til annen oppstår magnetiske stormer, når jordens magnetfelt er sterkt forvrengt i flere timer og deretter gradvis går tilbake til sine tidligere verdier. En slik drastisk endring påvirker folks velvære.

Jordens magnetfelt er et «skjold» som beskytter planeten vår mot partikler som trenger inn fra verdensrommet («solvind»). Nær de magnetiske polene kommer partikkelstrømmer mye nærmere jordoverflaten. Under kraftige solutbrudd deformeres magnetosfæren, og disse partiklene kan bevege seg inn i de øvre lagene av atmosfæren, hvor de kolliderer med gassmolekyler og danner nordlys.

Jerndioksidpartikler på magnetisk film er sterkt magnetisert under opptaksprosessen.

Magnetiske levitasjonstog glir over overflater helt uten friksjon. Toget er i stand til å nå hastigheter på opptil 650 km/t.

Hjernens arbeid, hjertets pulsering er ledsaget av elektriske impulser. I dette tilfellet vises et svakt magnetfelt i organene.

Magnetisk felt er en komponent av det elektromagnetiske feltet som vises i nærvær av et tidsvarierende elektrisk felt. I tillegg kan et magnetfelt skapes av en strøm av ladede partikler, eller av magnetiske momenter til elektroner i atomer (permanente magneter).

Magnetisk induksjon-vektormengde, som er kraftkarakteristikken til magnetfeltet på et gitt punkt i rommet. Viser kraften som magnetfeltet virker på en ladning som beveger seg med hastighet.

Magnetiske induksjonslinjer(magnetiske feltlinjer) er linjer tegnet i et magnetfelt slik at tangenten til den magnetiske induksjonslinjen i hvert punkt i feltet faller sammen med retningen til vektoren I på dette punktet i feltet.

Magnetiske induksjonslinjer observeres lettest ved bruk av små

Nåleformede jernspåner, som magnetiseres i feltet som studeres og oppfører seg som små magnetiske nåler (en fri magnetisk nål roterer i et magnetfelt slik at nålens akse, som forbinder dens sydpol med nord, faller sammen med retningen I).

Typen magnetiske induksjonslinjer for de enkleste magnetfeltene er vist

i fig. Fra fig. b- G man kan se at disse linjene omslutter en strømførende leder som lager et felt. Nær lederen ligger de i plan vinkelrett på lederen.

N
Retningen til induksjonsledningene bestemmes av gimlet regel: hvis du skruer en gimlet i retning av strømtetthetsvektoren i en leder, vil bevegelsesretningen til gimlet-håndtaket indikere retningen til de magnetiske induksjonslinjene.

Magnetiske feltlinjer

Strømmen kan ikke bryte på noen punkter, det vil si verken begynne eller slutte: de er enten lukket (fig. b, c, d), eller de slynger seg uendelig rundt en bestemt overflate, fyller den tett overalt, men vender aldri tilbake til noe punkt på overflaten en gang til.

Gauss teorem for magnetisk induksjon

Fluksen til den magnetiske induksjonsvektoren gjennom enhver lukket overflate er null:

Dette tilsvarer det faktum at det i naturen ikke er noen "magnetiske ladninger" (monopoler) som vil skape et magnetfelt, akkurat som elektriske ladninger skaper et elektrisk felt. Gauss sin teorem for magnetisk induksjon viser med andre ord at magnetfeltet er virvel.

2 Biot-Savart-Laplace-loven

La en likestrøm flyte langs en kontur γ som ligger i et vakuum - punktet der feltet søkes, så uttrykkes induksjonen av magnetfeltet på dette punktet av integralet (i SI-systemet)

Retningen er vinkelrett, det vil si vinkelrett på planet de ligger i, og sammenfaller med tangenten til linjen for magnetisk induksjon. Denne retningen finner du av regelen for å finne magnetiske induksjonslinjer (høyre skrueregel): rotasjonsretningen til skruehodet gir retningen hvis translasjonsbevegelsen til gimlet tilsvarer retningen til strømmen i elementet. Modulen til vektoren bestemmes av uttrykket (i SI-systemet)

Vektorpotensialet er gitt av integralet (i SI-systemet)

Biot-Savart-Laplace-loven kan hentes fra Maxwells ligninger for et stasjonært felt. I dette tilfellet er tidsderivatene lik 0, så ligningene for feltet i vakuum har formen (i SGS-systemet)

hvor er strømtettheten i rommet. I dette tilfellet viser de elektriske og magnetiske feltene seg å være uavhengige. La oss bruke vektorpotensialet for magnetfeltet (i SGS-systemet):

Måleinvariansen til ligningene lar oss pålegge en ekstra betingelse for vektorpotensialet:

Ved å utvide dobbeltrotoren ved å bruke formelen for vektoranalyse, får vi for vektorpotensialet en ligning som Poisson-ligningen:

Dens spesielle løsning er gitt av en integral som ligner på det newtonske potensialet:

Deretter bestemmes magnetfeltet av integralet (i SGS-systemet)

lignende i form til Biot-Savart-Laplace-loven. Denne korrespondansen kan gjøres eksakt hvis vi bruker generaliserte funksjoner og skriver ned den romlige strømtettheten som tilsvarer en spole med strøm i tomt rom. Går fra integrasjon over hele rommet til et gjentatt integral langs spolen og langs plan vinkelrett på denne og tar hensyn til det

vi får Biot - Savart - Laplace-loven for feltet til en spole med strøm.

Akkurat som elektriske, kan de representeres grafisk ved hjelp av magnetiske induksjonslinjer. En induksjonslinje kan trekkes gjennom hvert punkt i magnetfeltet. Siden feltinduksjonen på et hvilket som helst punkt har en bestemt retning, kan retningen til induksjonslinjen ved hvert punkt i et gitt felt bare være unik, noe som betyr at magnetfeltlinjene, så vel som det elektriske feltet, magnetfeltinduksjonslinjene er tegnet med en slik tetthet at antall linjer som krysser en enhetsoverflate vinkelrett på dem var lik (eller proporsjonal med) magnetfeltinduksjonen på et gitt sted. Derfor, ved å skildre induksjonslinjer, kan du tydelig forestille deg hvordan induksjon endres i rommet, og følgelig magnetfeltstyrken i størrelse og retning.

Linker

• Visualisering av magnetfeltlinjer ved bruk av metallpartikler (video).

Wikimedia Foundation. 2010.

Se hva "magnetiske induksjonslinjer" er i andre ordbøker:

Linjer mentalt tegnet i et magnetfelt slik at den magnetiske induksjonsvektoren på et hvilket som helst punkt i feltet er rettet tangent til magnetfeltet som går gjennom dette punktet. L. m. og. postfelt elektrisk strøm dekker strømførende ledere og er enten lukket,... ...

magnetisk induksjonsrør- Et område av et magnetfelt begrenset av en kontinuerlig overflate, hvis deler er magnetiske induksjonslinjer... Polyteknisk terminologisk forklarende ordbok

Elektriske og magnetiske felt, linjer hvis tangenter i hvert punkt av feltet faller sammen med retningen til henholdsvis den elektriske eller magnetiske feltstyrken; kvalitativt karakterisere fordelingen av det elektromagnetiske feltet i... ... encyklopedisk ordbok

Denne artikkelen eller delen trenger revisjon. Vennligst forbedre artikkelen i samsvar med reglene for å skrive artikler... Wikipedia

Linjer tegnet i et hvilket som helst kraftfelt (elektrisk, magnetisk, gravitasjons), tangentene som ved hvert punkt i rommet faller sammen i retning med vektoren som karakteriserer dette feltet (elektrisk eller...

Linjer mentalt tegnet i k.l. kraftfelt (elektrisk.. magnetisk, gravitasjon) slik at retningen til tangenten til linjen i hvert punkt i feltet faller sammen med retningen til feltstyrken (magnetisk induksjon ved magnetfelt). Gjennom … … Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary

banen til magnetfeltlinjen- magnetisk induksjonslinje - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Engelsk-russisk ordbok for elektroteknikk og kraftteknikk, Moskva, 1999] Emner elektroteknikk, grunnleggende konsepter Synonymer magnetisk induksjonslinje EN... ... Teknisk oversetterveiledning

Gjennomsnittlig lengde på magnetfeltlinjen til prøven- lengden av en jevnt magnetisert prøve laget av samme magnetiske materiale som testprøven, magnetisert med samme magnetiske feltstyrke som sistnevnte ved samme verdier av magnetisk induksjon, magnetomotorisk kraft og... ... Ordbok-referansebok med vilkår for normativ og teknisk dokumentasjon

1) Egenskaper til magneter. Det mest karakteristiske magnetiske fenomenet, tiltrekningen av jernstykker av en magnet, har vært kjent siden antikken. Men i Europa, frem til 1100-tallet, ble dette fenomenet bare observert med naturlige magneter, det vil si med stykker ... ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus og I.A. Efron

Et kraftfelt som virker på elektriske ladninger i bevegelse og på kropper som har et magnetisk moment (se magnetisk moment), uavhengig av deres bevegelsestilstand. Magnetfeltet er preget av den magnetiske induksjonsvektoren B, som bestemmer: ... ... Stor sovjetisk leksikon

29. Coriolis kraft

Den mest forferdelige kraften som ikke trenger gravitoner

For det første, hva vet den vitenskapelige verden om Coriolis-kraften?

Når skiven roterer, beveger punkter lenger fra sentrum seg med høyere tangentiell hastighet enn punkter som er mindre avstand (en gruppe svarte piler langs radien). Du kan flytte en kropp langs radien slik at den forblir på radius (blå pil fra posisjon "A" til posisjon "B") ved å øke hastigheten på kroppen, det vil si å gi den akselerasjon. Hvis referanseramme roterer sammen med disken, er det klart at kroppen "ikke vil" forbli i radiusen, men "prøver" å gå til venstre - dette er Coriolis-kraften.

Baner til en kule som beveger seg langs overflaten til en roterende plate i forskjellige referansesystemer (over - i treghet, under - i ikke-treghet).

Coriolis kraft- en av treghetskrefter som eksisterer i ikke-treghetsreferansesystem på grunn av rotasjon og treghetslover , manifestert når du beveger deg i en retning i en vinkel til rotasjonsaksen. Oppkalt etter den franske vitenskapsmannenGustave Gaspard Coriolis , som først beskrev det. Coriolis-akselerasjon ble oppnådd av Coriolis i 1833, Gauss i 1803 og Euler i 1765.

Årsaken til utseendet til Coriolis-kraften er Coriolis (roterende) akselerasjon. Itreghetsreferansesystemer treghetsloven gjelder , det vil si at hver kropp har en tendens til å bevege seg i en rett linje og med en konstant hastighet . Hvis vi vurderer bevegelsen til en kropp, jevn langs en viss rotasjonsradius og rettet fra sentrum, blir det klart at for at det skal finne sted, er det nødvendig å gi kroppen akselerasjon , siden jo lenger fra sentrum, desto større bør den tangentielle rotasjonshastigheten være. Dette betyr at fra den roterende referanserammens synspunkt vil en viss kraft forsøke å forskyve kroppen fra radien.

For at en kropp skal bevege seg med Coriolis-akselerasjon, er det nødvendig å påføre en kraft på kroppen lik F = ma, Hvor en— Coriolis-akselerasjon. Følgelig handler kroppen i henhold til Newtons tredje lov med en kraft i motsatt retning.F K = — ma.

Kraften som virker fra kroppen vil bli kalt Coriolis-kraften. Corioliskraft må ikke forveksles med en annen treghetskraft - sentrifugalkraft , som er rettet langs radius til den roterende sirkelen. Hvis rotasjonen skjer med klokken, vil en kropp som beveger seg fra rotasjonssenteret ha en tendens til å forlate radiusen til venstre. Hvis rotasjonen skjer mot klokken, så til høyre.

Zhukovskys styre

Tillegg:

Gimlet regel

Rett ledning med strøm. Strøm (I) som strømmer gjennom en ledning skaper et magnetisk felt (B) rundt ledningen.Gimlet regel(også høyrehåndsregel) - mnemonisk regel for å bestemme retningen til en vektorvinkelhastighet , som karakteriserer rotasjonshastigheten til kroppen, så vel som vektorenmagnetisk induksjon B eller bestemme retningindusert strøm . Høyrehåndsregel Gimlet regel: «Hvis retningen av translasjonsbevegelse gimlet (skrue) ) faller sammen med retningen til strømmen i lederen, så faller rotasjonsretningen til gimlethåndtaket sammen med retningenmagnetisk induksjonsvektor “.

Bestemmer retningen til indusert strøm i en leder som beveger seg i et magnetfelt

Høyrehåndsregel: "Hvis håndflaten på høyre hånd er plassert slik at magnetfeltlinjene kommer inn i den, og den bøyde tommelen er rettet langs lederens bevegelse, vil 4 utstrakte fingre indikere retningen til induksjonsstrømmen."

For solenoid den er formulert som følger: "Hvis du spenner solenoiden med håndflaten på høyre hånd slik at fire fingre er rettet langs strømmen i svingene, så vil den utvidede tommelen vise retningen til magnetfeltlinjene inne i solenoiden."

Venstrehåndsregel

Hvis ladningen beveger seg og magneten er i ro, gjelder venstrehåndsregelen for å bestemme kraften: "Hvis venstre hånd er plassert slik at magnetfeltinduksjonslinjene kommer inn i håndflaten vinkelrett på den, og de fire fingrene er rettet langs strømmen (langs bevegelsen til en positivt ladet partikkel eller mot negativt ladet bevegelse), så vil tommelen plassert ved 90° vise retningen til den virkende Lorentz- eller Ampere-kraften."

ET MAGNETISK FELT

EGENSKAPER TIL (STASJONÆR) MAGNETISK FELT

Permanent (eller stasjonær) Et magnetfelt er et magnetfelt som ikke endres over tid.

1. Magnetfelt er skapt bevegelige ladede partikler og legemer, strømførende ledere, permanente magneter.

2. Magnetfelt gyldig på bevegelige ladede partikler og legemer, på ledere med strøm, på permanente magneter, på en ramme med strøm.

3. Magnetfelt virvel, dvs. har ingen kilde.

MAGNETISKE KRAFTER- dette er kreftene som strømførende ledere virker på hverandre med.

………………

MAGNETISK INDUKSJON

Den magnetiske induksjonsvektoren er alltid rettet på samme måte som en fritt roterende magnetisk nål er orientert i et magnetfelt.

MAGNETISKE INDUKSJONSLINJER - dette er linjer som tangerer som til enhver tid er den magnetiske induksjonsvektoren.

Ensartet magnetfelt– dette er et magnetfelt der den magnetiske induksjonsvektoren til enhver tid er konstant i størrelse og retning; observert mellom platene til en flat kondensator, inne i en solenoid (hvis diameteren er mye mindre enn lengden) eller inne i en stripemagnet.

EGENSKAPER TIL MAGNETISKE INDUKSJONSLINJER

– ha en retning;

- kontinuerlige;

- lukket (dvs. magnetfeltet er virvel);

– ikke krysse hverandre;

– deres tetthet brukes til å bedømme størrelsen på magnetisk induksjon.

Gimlet regel(hovedsakelig for en rett strømførende leder):

	Hvis retningen for translasjonsbevegelsen til gimleten faller sammen med retningen til strømmen i lederen, faller rotasjonsretningen til gimlethåndtaket sammen med retningen til strømmens magnetfeltlinjer.Høyrehåndsregel (hovedsakelig for å bestemme retningen til de magnetiske linjene inne i solenoiden):Hvis du spenner solenoiden med håndflaten på høyre hånd slik at fire fingre er rettet langs strømmen i svingene, vil den utvidede tommelen vise retningen til magnetfeltlinjene inne i solenoiden.
	Det er andre mulige anvendelser av gimlet- og høyrehåndsreglene.
	FORSTERKERKRAFT er kraften som et magnetfelt virker på en strømførende leder.Amperekraftmodulen er lik produktet av strømstyrken i lederen med størrelsen på den magnetiske induksjonsvektoren, lengden på lederen og sinusen til vinkelen mellom den magnetiske induksjonsvektoren og strømmens retning i lederen .Amperekraften er maksimal hvis den magnetiske induksjonsvektoren er vinkelrett på lederen.Hvis den magnetiske induksjonsvektoren er parallell med lederen, så har magnetfeltet ingen effekt på den strømførende lederen, dvs. Amperes kraft er null.Ampere kraftretning bestemmes av venstrehåndsregel:

Hvis venstre hånd er plassert slik at komponenten av den magnetiske induksjonsvektoren vinkelrett på lederen kommer inn i håndflaten, og 4 forlengede fingre er rettet i strømmens retning, vil tommelen bøyd 90 grader vise retningen til kraften som virker. på den strømførende lederen.

Således, i magnetfeltet til en rett leder med strøm (den er ujevn), er rammen med strøm orientert langs radiusen til magnetlinjen og tiltrekkes eller frastøtes fra den rette lederen med strøm, avhengig av retningen til strømmene.

Retning av Coriolis-kraften på en roterende jord.Sentrifugalkraft , som virker på en massekropp m, modulo lik F pr = mb 2 r, hvor b = omega – vinkelhastighet for rotasjon og r— avstand fra rotasjonsaksen. Vektoren til denne kraften ligger i rotasjonsaksens plan og er rettet vinkelrett på den. Omfanget Coriolis styrker , som virker på en partikkel som beveger seg med hastighet i forhold til en gitt roterende referanseramme, er gitt av, hvor alfa er vinkelen mellom partikkelhastighetsvektorene og vinkelhastigheten til referanserammen. Vektoren til denne kraften er rettet vinkelrett på begge vektorene og til høyre for kroppshastigheten (bestemt avgimlet regel ).

Coriolis krafteffekter: laboratorieeksperimenter

Foucault-pendelen på Nordpolen. Jordens rotasjonsakse ligger i pendelens svingningsplan.Foucault pendel . Et eksperiment som tydelig demonstrerte jordens rotasjon ble utført i 1851 av en fransk fysiker Leon Foucault . Dens betydning er at svingningsplanetmatematisk pendel er konstant i forhold til treghetsreferanserammen, i dette tilfellet i forhold til fiksstjernene. Således, i referanserammen knyttet til jorden, må svingningsplanet til pendelen rotere. Fra synspunktet til en ikke-treghet referanseramme assosiert med jorden, roterer svingningsplanet til Foucault-pendelen under påvirkning av Coriolis-kraften.Denne effekten skal være tydeligst uttrykt ved polene, hvor perioden med fullstendig rotasjon av pendelplanet er lik rotasjonsperioden til jorden rundt sin akse (siderisk dag). Generelt er perioden omvendt proporsjonal med breddegradens sinus; ved ekvator er pendelens oscillasjonsplan uendret.

For tiden Foucault pendel vellykket demonstrert i en rekke vitenskapsmuseer og planetarier, spesielt i planetarietSt. Petersburg , planetarium i Volgograd.

Det finnes en rekke andre eksperimenter med pendler som brukes for å bevise jordens rotasjon. For eksempel, i Bravais-eksperimentet (1851) ble det bruktkonisk pendel . Jordens rotasjon ble bevist av det faktum at periodene med svingninger med klokken og mot klokken var forskjellige, siden Coriolis-kraften i disse to tilfellene hadde et annet tegn. I 1853 Gauss foreslo å bruke en ikke-matematisk pendel, som Foucault, en fysisk , som ville gjøre det mulig å redusere størrelsen på forsøksoppsettet og øke nøyaktigheten til eksperimentet. Denne ideen ble implementert Kamerlingh Onnes i 1879

Gyroskop– et roterende legeme med et betydelig treghetsmoment beholder vinkelmomentet hvis det ikke er sterke forstyrrelser. Foucault, som var lei av å forklare hva som skjer med en Foucault-pendel som ikke var ved polen, utviklet en annen demonstrasjon: et opphengt gyroskop beholdt sin orientering, noe som betyr at det snudde sakte i forhold til observatøren.

Avbøyning av prosjektiler under våpenskyting. En annen observerbar manifestasjon av Coriolis-kraften er avbøyningen av banene til prosjektiler (til høyre på den nordlige halvkule, til venstre på den sørlige halvkule) avfyrt i horisontal retning. Fra synsvinkelen til treghetsreferanserammen, for prosjektiler som skytes med meridian , dette skyldes avhengigheten av jordens lineære rotasjonshastighet av geografisk breddegrad: når prosjektilet beveger seg fra ekvator til polen, beholder prosjektilet den horisontale komponenten av hastigheten uendret, mens den lineære rotasjonshastigheten til punktene på jordoverflaten minker, noe som fører til en forskyvning av prosjektilet fra meridianen i retning av jordens rotasjon. Hvis skuddet ble avfyrt parallelt med ekvator, så skyldes forskyvningen av prosjektilet fra parallell at prosjektilets bane ligger i samme plan med jordens sentrum, mens punkter på jordoverflaten beveger seg i en plan vinkelrett på jordens rotasjonsakse.

Avvik av fritt fallende kropper fra vertikalen. Hvis hastigheten til et legeme har en stor vertikal komponent, rettes Coriolis-kraften mot øst, noe som fører til et tilsvarende avvik i banen til et legeme som fritt faller (uten starthastighet) fra et høyt tårn. Når det vurderes i en treghetsreferanseramme, forklares effekten av det faktum at toppen av tårnet i forhold til jordens sentrum beveger seg raskere enn basen, på grunn av dette viser kroppens bane seg å være en smal parabel og kroppen er litt foran bunnen av tårnet.

Denne effekten ble spådd Newton i 1679. På grunn av kompleksiteten ved å gjennomføre relevante eksperimenter, kunne effekten først bekreftes på slutten av det 18. – første halvdel av 1800-tallet (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

Østerriksk astronom Johann Hagen (1902) utførte et eksperiment som var en modifikasjon av dette eksperimentet, hvor det i stedet for fritt fallende vekter ble brukt Atwoods bil . Dette gjorde det mulig å redusere akselerasjonen av fallet, noe som førte til en reduksjon i størrelsen på forsøksoppsettet og en økning i nøyaktigheten av målingene.

Eötvös-effekten. På lave breddegrader er Coriolis-kraften når den beveger seg langs jordoverflaten rettet i vertikal retning og dens virkning fører til en økning eller reduksjon i tyngdeakselerasjonen, avhengig av om kroppen beveger seg vest eller øst. Denne effekten kalles Eötvös effekt til ære for den ungarske fysikeren Roland Eötvös , som eksperimentelt oppdaget det på begynnelsen av 1900-tallet.

Eksperimenter med bruk av loven om bevaring av vinkelmomentum. Noen eksperimenter er basert påloven om bevaring av vinkelmomentum : i en treghetsreferanseramme, størrelsen på vinkelmomentet (lik produktet treghetsmoment til vinkelhastigheten for rotasjon) endres ikke under påvirkning av indre krefter. Hvis installasjonen på et første tidspunkt er stasjonær i forhold til jorden, er rotasjonshastigheten i forhold til treghetsreferansesystemet lik vinkelhastigheten til jordens rotasjon. Hvis du endrer treghetsmomentet til systemet, bør vinkelhastigheten til rotasjonen endres, det vil si at rotasjonen i forhold til jorden begynner. I en ikke-treghet referanseramme assosiert med jorden, skjer rotasjon som et resultat av Coriolis-kraften. Denne ideen ble foreslått av en fransk vitenskapsmann Louis Poinsot i 1851

Det første slike forsøk ble utført Hagen i 1910: to vekter på en jevn tverrstang ble installert ubevegelig i forhold til jordens overflate. Da ble avstanden mellom lastene redusert. Som et resultat begynte installasjonen å rotere. En tysk vitenskapsmann utførte et enda mer demonstrativt eksperiment. Hans Bucca (Hans Bucka) i 1949. En ca. 1,5 meter lang stang ble installert vinkelrett på en rektangulær ramme. Til å begynne med var stangen horisontal, installasjonen var ubevegelig i forhold til jorden. Deretter ble stangen brakt til en vertikal posisjon, noe som førte til en endring i treghetsmomentet på omtrent 10 4 ganger og dens raske rotasjon med en vinkelhastighet på 10 4 ganger jordens rotasjonshastighet.

Trakt i badekaret. Siden Coriolis-kraften er veldig svak, har den en ubetydelig effekt på retningen til vannvirvelen når en vask eller badekar tømmes, så generelt er rotasjonsretningen i trakten ikke relatert til jordens rotasjon. I nøye kontrollerte eksperimenter er det imidlertid mulig å isolere effekten av Coriolis-kraften fra andre faktorer: på den nordlige halvkule vil trakten snurre mot klokken, på den sørlige halvkule vil den snurre mot klokken (det motsatte er sant).

Coriolis krafteffekter: fenomener i den omkringliggende naturen

Baers lov. Som St. Petersburg-akademikeren først bemerket Karl Bær i 1857 eroderer elver høyre bredd på den nordlige halvkule (venstre bredd på den sørlige halvkule), som følgelig viser seg å være brattere (Øls lov ). Forklaringen på effekten ligner forklaringen på avbøyningen av prosjektiler ved avfyring i horisontal retning: under påvirkning av Coriolis-kraften treffer vannet høyre bredd hardere, noe som fører til at det blir uskarpt, og omvendt trekker seg tilbake fra venstre bredd.

Syklon over sørøstkysten av Island (utsikt fra verdensrommet).Vind: passatvind, sykloner, antisykloner. Atmosfæriske fenomener er også assosiert med tilstedeværelsen av Coriolis-kraften, rettet mot høyre på den nordlige halvkule og til venstre på den sørlige halvkule: passatvinder, sykloner og antisykloner. Fenomen passatvindene er forårsaket av ujevn oppvarming av de nedre lagene av jordens atmosfære i ekvatorialsonen og på de midtre breddegrader, noe som fører til luftstrøm langs meridianen mot sør eller nord på henholdsvis den nordlige og den sørlige halvkule. Virkningen av Coriolis-kraften fører til avbøyning av luftstrømmer: på den nordlige halvkule - mot nordøst (nordøstlig passatvind), på den sørlige halvkule - mot sørøst (sørøstlig passatvind).

Syklon kalt en atmosfærisk virvel med redusert lufttrykk i sentrum. Luftmasser, som tenderer mot midten av syklonen, under påvirkning av Coriolis-kraften, spinner mot klokken på den nordlige halvkule og med klokken på den sørlige halvkule. Likeledes i antisyklon , hvor det er et maksimalt trykk i sentrum, fører tilstedeværelsen av Coriolis-kraften til virvelbevegelse med klokken på den nordlige halvkule og mot klokken på den sørlige halvkule. I stasjonær tilstand er vindbevegelsesretningen i en syklon eller antisyklon slik at Coriolis-kraften balanserer trykkgradienten mellom senter og periferi av virvelen (geostrofisk vind ).

Optiske eksperimenter

En rekke eksperimenter som viser jordens rotasjon er basert på Sagnac effekt: hvis en ring interferometer utfører en rotasjonsbevegelse, og på grunn av relativistiske effekter blir stripene forskjøvet med en vinkel

Gimlet-regelen i delfiners liv

Det er imidlertid lite sannsynlig at delfiner er i stand til å sanse denne kraften i så liten skala, skriver MIGNews. I følge en annen versjon av Menger er faktum at dyr svømmer i én retning for å holde seg i en gruppe under den relative sårbarheten til halvsovende timer. "Når delfiner er våkne, bruker de plystring for å holde seg sammen," forklarer forskeren. "Men når de sover, vil de ikke lage støy fordi de er redde for å tiltrekke seg oppmerksomhet." Men Menger vet ikke hvorfor retningsvalget endres avhengig av halvkulen: "Det er forbi meg," innrømmer forskeren.

Amatørens mening

Så vi har forsamlingen:

1. Coriolis-kraften er en av de

5. ET MAGNETISK FELT- dette er en spesiell type materie der det oppstår interaksjon mellom bevegelige elektrisk ladede partikler.

6. MAGNETISK INDUKSJON- dette er styrkekarakteristikken til magnetfeltet.

7. RETNING AV MAGNETISKE INDUKSJONSLINJER- bestemmes av gimlet-regelen eller høyrehåndsregelen.

9. Avvik av fritt fallende legemer fra vertikalen.

10. Trakt i badekaret

11. Høyre breddeffekt.

12. Delfiner.

Et eksperiment med vann ble utført ved ekvator. Nord for ekvator, ved drenering, roterte vannet med klokken, og sør for ekvator, mot klokken. At høyre bredd er høyere enn venstre er fordi vannet drar steinen opp.

Coriolis-kraften har ingenting med jordens rotasjon å gjøre!

En detaljert beskrivelse av kommunikasjonsrør med satellitter, månen og solen er gitt i monografien "Cold Nuclear Fusion".

Det er også effekter som oppstår når potensialene til individuelle frekvenser i kommunikasjonsrør reduseres.

Effekter observert siden 2007:

Ved drenering roterte vannet både med klokken og mot klokken, noen ganger ble dreneringen utført uten rotasjon.

Delfiner skylt i land.

Det var ingen strømtransformasjon (alt er ved inngangen, ingenting ved utgangen).

Under transformasjon overskred utgangseffekten betydelig inngangseffekten.

Brenning av transformatorstasjoner.

Feil i kommunikasjonssystemet.

Gimlet-regelen fungerte ikke for magnetisk induksjon.

Golfstrømmen har forsvunnet.

Planlagt:

Stoppe havstrømmene.

Stoppe elver som renner ut i Svartehavet.

Stopper elvene som renner ut i Aralhavet.

Stopp av Yenisei.

Eliminering av kommunikasjonsrør vil føre til forskyvning av planetsatellittene til sirkulære baner rundt solen, radiusen til banene vil være mindre enn radiusen til Merkurs bane.

Å fjerne kommunikasjonsrøret med solen betyr å slukke koronaen.

Å fjerne kommunikasjonsrøret med Månen betyr å eliminere reproduksjonen av «den gylne milliarden» og «den gyldne millionen», mens Månen «beveger seg» bort fra jorden med 1 200 000 km.

Emner for Unified State Examination-kodifikatoren: interaksjon av magneter, magnetfelt til en leder med strøm.

De magnetiske egenskapene til materie har vært kjent for mennesker i lang tid. Magneter fikk navnet sitt fra den eldgamle byen Magnesia: I dens nærhet var det et vanlig mineral (senere kalt magnetisk jernmalm eller magnetitt), hvorav deler tiltrakk seg jerngjenstander.

Magnetinteraksjon

På to sider av hver magnet er det Nordpolen Og sydpol. To magneter tiltrekkes av hverandre av motsatte poler og frastøtes av like poler. Magneter kan virke på hverandre selv gjennom et vakuum! Alt dette ligner imidlertid samspillet mellom elektriske ladninger samspillet mellom magneter er ikke elektrisk. Dette er bevist av følgende eksperimentelle fakta.

Magnetisk kraft svekkes når magneten varmes opp. Styrken på samspillet mellom punktladninger avhenger ikke av deres temperatur.

Den magnetiske kraften svekkes hvis magneten ristes. Ingenting slikt skjer med elektrisk ladede kropper.

Positive elektriske ladninger kan skilles fra negative (for eksempel ved elektrifisering av legemer). Men det er umulig å skille polene til en magnet: hvis du kutter en magnet i to deler, vises poler også på kuttestedet, og magneten deler seg i to magneter med motsatte poler i endene (orientert på nøyaktig samme måte som polene til den originale magneten).

Så magneter Alltid bipolare, de eksisterer bare i formen dipoler. Isolerte magnetiske poler (kalt magnetiske monopoler- analoger av elektrisk ladning) eksisterer ikke i naturen (i alle fall er de ennå ikke oppdaget eksperimentelt). Dette er kanskje den mest slående asymmetrien mellom elektrisitet og magnetisme.

Som elektrisk ladede kropper virker magneter på elektriske ladninger. Imidlertid virker magneten bare på flytte lade; hvis ladningen er i ro i forhold til magneten, observeres ikke effekten av magnetisk kraft på ladningen. Tvert imot, et elektrifisert organ handler på enhver ladning, uansett om den er i ro eller i bevegelse.

I henhold til moderne konsepter for kortdistanseteori, utføres interaksjonen mellom magneter gjennom magnetfelt En magnet skaper nemlig et magnetfelt i det omkringliggende rommet, som virker på en annen magnet og forårsaker en synlig tiltrekning eller frastøting av disse magnetene.

Et eksempel på en magnet er magnetisk nål kompass. Ved hjelp av en magnetisk nål kan du bedømme tilstedeværelsen av et magnetfelt i et gitt område av rommet, samt retningen til feltet.

Jorden vår er en gigantisk magnet. Ikke langt fra den nordlige geografiske polen til jorden er den sørlige magnetiske polen. Derfor peker den nordlige enden av kompassnålen, som vender mot den sørlige magnetiske polen til jorden, mot geografisk nord. Det er her navnet "nordpolen" til en magnet kom fra.

Magnetiske feltlinjer

Det elektriske feltet, husker vi, studeres ved bruk av små testladninger, ved hvilken effekt man kan bedømme feltets størrelse og retning. Analogen til en testladning i tilfelle av et magnetfelt er en liten magnetisk nål.

For eksempel kan du få litt geometrisk innsikt i magnetfeltet ved å plassere veldig små kompassnåler på forskjellige steder i rommet. Erfaring viser at pilene vil stille seg opp langs bestemte linjer - de såkalte magnetiske feltlinjer. La oss definere dette konseptet i form av de følgende tre punktene.

1. Magnetiske feltlinjer, eller magnetiske kraftlinjer, er rettede linjer i rommet som har følgende egenskap: en liten kompassnål plassert i hvert punkt på en slik linje er orientert tangent til denne linjen.

2. Retningen til den magnetiske feltlinjen anses å være retningen til de nordlige endene av kompassnålene plassert på punkter på denne linjen.

3. Jo tettere linjene er, desto sterkere er magnetfeltet i et gitt område i rommet..

Jernspon kan med hell fungere som kompassnåler: i et magnetfelt blir små spåner magnetisert og oppfører seg nøyaktig som magnetiske nåler.

Så, ved å helle jernspon rundt en permanent magnet, vil vi se omtrent følgende bilde av magnetiske feltlinjer (fig. 1).

Ris. 1. Permanent magnetfelt

Nordpolen til en magnet er angitt med fargen blå og bokstaven ; sørpolen - i rødt og bokstaven . Vær oppmerksom på at feltlinjene forlater nordpolen til magneten og går inn i sørpolen: det er tross alt mot magnetens sørpol at nordenden av kompassnålen vil bli rettet.

Ørsteds erfaring

Til tross for at elektriske og magnetiske fenomener har vært kjent for folk siden antikken, ble det ikke observert noe forhold mellom dem på lang tid. I flere århundrer foregikk forskningen på elektrisitet og magnetisme parallelt og uavhengig av hverandre.

Det bemerkelsesverdige faktum at elektriske og magnetiske fenomener faktisk er relatert til hverandre ble først oppdaget i 1820 - i det berømte eksperimentet til Oersted.

Diagrammet av Oersteds eksperiment er vist i fig. 2 (bilde fra nettstedet rt.mipt.ru). Over den magnetiske nålen (og er nord- og sørpolen til nålen) er det en metallleder koblet til en strømkilde. Hvis du lukker kretsen, dreier pilen vinkelrett på lederen!
Dette enkle eksperimentet indikerte direkte forholdet mellom elektrisitet og magnetisme. Eksperimentene som fulgte Oersteds eksperiment etablerte følgende mønster: magnetfelt genereres av elektriske strømmer og virker på strømmer.

Ris. 2. Oersteds eksperiment

Mønsteret av magnetfeltlinjer generert av en strømførende leder avhenger av formen på lederen.

Magnetisk felt av en rett ledning som fører strøm

De magnetiske feltlinjene til en rett ledning som fører strøm er konsentriske sirkler. Sentrene til disse sirklene ligger på ledningen, og deres plan er vinkelrett på ledningen (fig. 3).

Ris. 3. Felt av en rett ledning med strøm

Det er to alternative regler for å bestemme retningen til magnetiske feltlinjer fremover.

Regel med klokken. Feltlinjene går mot klokken hvis man ser slik at strømmen går mot oss.

Skrue regel(eller gimlet regel, eller korketrekkerregel- dette er noe nærmere noen ;-)). Feltlinjene går der du skal skru skruen (med vanlig høyregjenger) slik at den beveger seg langs gjengen i strømmens retning.

Bruk den regelen som passer deg best. Det er bedre å venne seg til klokka-regelen - du vil senere se selv at den er mer universell og enklere å bruke (og så husk den med takknemlighet i det første året, når du studerer analytisk geometri).

I fig. 3 noe nytt har dukket opp: dette er en vektor kalt magnetisk feltinduksjon, eller magnetisk induksjon. Den magnetiske induksjonsvektoren er analog med vektoren for elektrisk feltstyrke: den tjener kraftkarakteristikk magnetisk felt, som bestemmer kraften som magnetfeltet virker på bevegelige ladninger.

Vi vil snakke om krefter i et magnetfelt senere, men foreløpig vil vi bare merke oss at størrelsen og retningen til magnetfeltet bestemmes av den magnetiske induksjonsvektoren. Ved hvert punkt i rommet er vektoren rettet i samme retning som den nordlige enden av kompassnålen plassert ved et gitt punkt, nemlig tangent til feltlinjen i retning av denne linjen. Magnetisk induksjon måles i Tesla(Tl).

Som for det elektriske feltet, gjelder følgende for magnetfeltinduksjonen: superposisjonsprinsipp. Det ligger i det faktum at induksjoner av magnetiske felt skapt på et gitt punkt av forskjellige strømmer summeres vektorielt og gir den resulterende vektoren av magnetisk induksjon:.

Magnetfelt til en spole med strøm

Tenk på en sirkulær spole som en likestrøm sirkulerer gjennom. Vi viser ikke kilden som skaper strømmen i figuren.

Bildet av feltlinjene i vår bane vil se omtrent som følger ut (fig. 4).

Ris. 4. Felt til en spole med strøm

Det vil være viktig for oss å kunne fastslå hvilket halvrom (i forhold til spolens plan) magnetfeltet er rettet inn. Igjen har vi to alternative regler.

Regel med klokken. Feltlinjene går dit og ser fra hvor strømmen ser ut til å sirkulere mot klokken.

Skrue regel. Feltlinjene går der skruen (med normal høyregjenger) vil bevege seg hvis den dreies i retning av strømmen.

Som du kan se, endrer strømmen og feltet roller - sammenlignet med formuleringen av disse reglene for tilfellet med likestrøm.

Magnetfelt til en strømspole

Spole Det vil fungere hvis du vikler ledningen tett, snur for å snu, til en tilstrekkelig lang spiral (fig. 5 - bilde fra en.wikipedia.org). Spolen kan ha flere titalls, hundrevis eller til og med tusenvis av svinger. Spolen kalles også solenoid.

Ris. 5. Spole (solenoid)

Magnetfeltet til en sving, som vi vet, ser ikke veldig enkelt ut. Enger? individuelle omdreininger av spolen er lagt over hverandre, og det ser ut til at resultatet skulle være et veldig forvirrende bilde. Dette er imidlertid ikke slik: feltet til en lang spole har en uventet enkel struktur (fig. 6).

Ris. 6. nåværende spolefelt

I denne figuren flyter strømmen i spolen mot klokken sett fra venstre (dette vil skje hvis den høyre enden av spolen i fig. 5 er koblet til "pluss" til strømkilden, og venstre ende til " minus"). Vi ser at magnetfeltet til spolen har to karakteristiske egenskaper.

1. Inne i spolen, langt fra kantene, er magnetfeltet homogen: ved hvert punkt er den magnetiske induksjonsvektoren den samme i størrelse og retning. Feltlinjer er parallelle rette linjer; de bøyer seg bare nær kantene på spolen når de kommer ut.

2. Utenfor spolen er feltet nær null. Jo flere svinger i spolen, jo svakere er feltet utenfor den.

Merk at en uendelig lang spole ikke slipper feltet utover i det hele tatt: det er ikke noe magnetfelt utenfor spolen. Inne i en slik spole er feltet jevnt overalt.

Minner deg ikke om noe? En spole er den "magnetiske" analogen til en kondensator. Du husker at en kondensator skaper et jevnt elektrisk felt inne i seg selv, hvis linjer bøyer seg bare nær kantene på platene, og utenfor kondensatoren er feltet nær null; en kondensator med uendelige plater slipper ikke feltet til utsiden i det hele tatt, og feltet er ensartet overalt inni det.

Og nå - den viktigste observasjonen. Sammenlign bildet av magnetfeltlinjene utenfor spolen (fig. 6) med magnetfeltlinjene i fig. 1 . Det er det samme, er det ikke? Og nå kommer vi til et spørsmål som sannsynligvis har dukket opp i tankene dine i lang tid: hvis et magnetfelt genereres av strømmer og virker på strømmer, hva er da årsaken til utseendet til et magnetfelt nær en permanent magnet? Tross alt ser ikke denne magneten ut til å være en leder med strøm!

Amperes hypotese. Elementære strømmer

Først trodde man at samspillet mellom magneter ble forklart av spesielle magnetiske ladninger konsentrert ved polene. Men, i motsetning til elektrisitet, kunne ingen isolere den magnetiske ladningen; tross alt, som vi allerede har sagt, var det ikke mulig å få nord- og sørpolene til en magnet separat - polene er alltid til stede i en magnet i par.

Tvilen om magnetiske ladninger ble forverret av Oersteds eksperiment, da det viste seg at magnetfeltet genereres av elektrisk strøm. Dessuten viste det seg at for enhver magnet er det mulig å velge en leder med en strøm av passende konfigurasjon, slik at feltet til denne lederen faller sammen med magnetfeltet.

Ampere la frem en dristig hypotese. Det er ingen magnetiske ladninger. Virkningen til en magnet forklares av lukkede elektriske strømmer inne i den.

Hva er disse strømmene? Disse elementære strømmer sirkulere inne i atomer og molekyler; de er assosiert med bevegelse av elektroner langs atombaner. Magnetfeltet til ethvert legeme består av magnetfeltene til disse elementære strømmene.

Elementærstrømmer kan være tilfeldig plassert i forhold til hverandre. Da blir feltene deres gjensidig kansellert, og kroppen viser ikke magnetiske egenskaper.

Men hvis de elementære strømmene er ordnet på en koordinert måte, så forsterker feltene deres hverandre. Kroppen blir en magnet (fig. 7; magnetfeltet vil rettes mot oss; magnetens nordpol vil også rettes mot oss).

Ris. 7. Elementære magnetstrømmer

Amperes hypotese om elementærstrømmer klargjorde egenskapene til magneter.Oppvarming og risting av en magnet ødelegger rekkefølgen på dens elementære strømmer, og de magnetiske egenskapene svekkes. Uatskilleligheten til magnetens poler har blitt åpenbar: på punktet der magneten kuttes, får vi de samme elementære strømmene i endene. Evnen til et legeme til å magnetiseres i et magnetfelt forklares av den koordinerte justeringen av elementære strømmer som "snuer" riktig (les om rotasjonen av en sirkulær strøm i et magnetfelt i neste ark).

Amperes hypotese viste seg å være sann - dette ble vist av den videre utviklingen av fysikk. Ideer om elementære strømninger ble en integrert del av teorien om atomet, utviklet allerede på det tjuende århundre - nesten hundre år etter Amperes strålende gjetning.