Magnit induksiya chiziqlari tekislikda yotadi. Magnit maydon induksiyasi. Magnit induksiya chiziqlari. Yerning magnit maydoni. Boshqa lug'atlarda "Magnit induksiya chiziqlari" nima ekanligini ko'ring

6-asrda allaqachon. Miloddan avvalgi. Xitoyda ma'lumki, ba'zi rudalar bir-birini o'ziga jalb qilish va temir buyumlarni jalb qilish qobiliyatiga ega. Bunday rudalarning bo'laklari Kichik Osiyodagi Magnesiya shahri yaqinida topilgan, shuning uchun ular nom oldilar magnitlar.

Magnitlar va temir buyumlar qanday o'zaro ta'sir qiladi? Keling, elektrlashtirilgan jismlarni nima uchun jalb qilishini eslaylik? Chunki materiyaning o'ziga xos shakli elektr zaryadi - elektr maydoni yaqinida hosil bo'ladi. Magnit atrofida materiyaning shunga o'xshash shakli mavjud, ammo u boshqa tabiatga ega (axir, ruda elektr jihatdan neytral), deyiladi. magnit maydon.

Magnit maydonni o'rganish uchun tekis yoki taqa magnitlari ishlatiladi. Magnitdagi ba'zi joylar eng jozibali ta'sirga ega, ular deyiladi qutblar(shimoliy va janubiy). Qarama-qarshi magnit qutblar o'ziga tortadi va magnit qutblar kabi itaradi.

Magnit maydonning kuch xususiyatlari uchun foydalaning magnit maydon induksiya vektori B. Magnit maydon kuch chiziqlari yordamida grafik tarzda tasvirlangan ( magnit induksiya chiziqlari). Chiziqlar yopiq, na boshlanishi, na oxiri bor. Magnit chiziqlar paydo bo'ladigan joy Shimoliy qutb, magnit chiziqlar esa janubiy qutbga kiradi.

Magnit maydonni temir parchalari yordamida "ko'rinadigan" qilish mumkin.

Tok o'tkazuvchi o'tkazgichning magnit maydoni

Va endi biz topgan narsalar haqida Xans Kristian Oersted Va Andre Mari Amper 1820-yilda. Ma'lum bo'lishicha, magnit maydon nafaqat magnit atrofida, balki tok o'tkazuvchi har qanday o'tkazgich atrofida ham mavjud. Elektr toki o'tadigan har qanday sim, masalan, chiroq simi magnitdir! Oqimli sim magnit bilan o'zaro ta'sir qiladi (uning yonida kompasni ushlab ko'ring), oqimga ega ikkita sim bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi.

To'g'ridan-to'g'ri oqim magnit maydon chiziqlari o'tkazgich atrofidagi doiralardir.

Magnit induksiya vektor yo'nalishi

Ma'lum bir nuqtadagi magnit maydonning yo'nalishini o'sha nuqtaga o'rnatilgan kompas ignasining shimoliy qutbi tomonidan ko'rsatilgan yo'nalish sifatida aniqlash mumkin.

Magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga bog'liq.

Induksiya vektorining yo'nalishi qoida bo'yicha aniqlanadi gimlet yoki qoida o'ng qo'l.

Magnit induksiya vektori

Bu maydonning kuch ta'sirini tavsiflovchi vektor miqdori.

Oqim undan r masofada bo'lgan cheksiz to'g'ri o'tkazgichning magnit maydonining induktsiyasi:

Radiusi r bo'lgan yupqa aylana bo'lakning markazida magnit maydon induksiyasi:

Magnit maydon induksiyasi solenoid(burilishlari ketma-ket bir yo'nalishda oqim o'tkaziladigan bobin):

Superpozitsiya printsipi

Agar kosmosning ma'lum bir nuqtasida magnit maydon bir nechta maydon manbalari tomonidan yaratilgan bo'lsa, u holda magnit induksiya har bir maydonning alohida induksiyalarining vektor yig'indisidir.

Yer nafaqat katta manfiy zaryad va elektr maydonining manbai, balki ayni paytda sayyoramizning magnit maydoni gigant nisbatdagi to'g'ridan-to'g'ri magnit maydoniga o'xshaydi.

Geografik janub magnit shimolga yaqin, geografik shimol esa magnit janubga yaqin. Agar kompas Yerning magnit maydoniga joylashtirilsa, u holda uning shimoliy o'qi magnit induksiya chiziqlari bo'ylab janubiy magnit qutb yo'nalishi bo'yicha yo'naltiriladi, ya'ni u bizga geografik shimol qayerda joylashganligini ko'rsatadi.

Er magnitlanishining xarakterli elementlari vaqt o'tishi bilan juda sekin o'zgaradi - dunyoviy o'zgarishlar. Biroq, vaqti-vaqti bilan magnit bo'ronlari paydo bo'lib, Yerning magnit maydoni bir necha soat davomida juda buzilgan va keyin asta-sekin avvalgi qiymatlariga qaytadi. Bunday keskin o'zgarish odamlarning farovonligiga ta'sir qiladi.

Yerning magnit maydoni sayyoramizni kosmosdan ("quyosh shamoli") kirib keladigan zarralardan himoya qiluvchi "qalqon" dir. Magnit qutblar yaqinida zarrachalar oqimi Yer yuzasiga ancha yaqinlashadi. Quyoshning kuchli chaqnashlari paytida magnitosfera deformatsiyalanadi va bu zarralar atmosferaning yuqori qatlamlariga o'tib, gaz molekulalari bilan to'qnashib, auroralarni hosil qilishi mumkin.

Magnit plyonkadagi temir dioksid zarralari ro'yxatga olish jarayonida yuqori darajada magnitlangan.

Magnit levitatsiya poezdlari mutlaqo ishqalanishsiz sirt ustida sirpanadi. Poyezd 650 km/soat tezlikka erisha oladi.

Miyaning ishi, yurakning pulsatsiyasi elektr impulslari bilan birga keladi. Bunday holda, organlarda zaif magnit maydon paydo bo'ladi.

Magnit maydon elektromagnit maydonning bir qismi bo'lib, vaqt o'zgaruvchan elektr maydoni mavjud bo'lganda paydo bo'ladi. Bundan tashqari, magnit maydon zaryadlangan zarrachalar oqimi yoki atomlardagi elektronlarning magnit momentlari (doimiy magnitlar) tomonidan yaratilishi mumkin.

Magnit induktsiya-vektor miqdori, bu fazoning berilgan nuqtasida magnit maydonning kuch xarakteristikasi. Tezlik bilan harakatlanadigan zaryadga magnit maydon qanday ta'sir qilishini ko'rsatadi.

Magnit induksiya chiziqlari(magnit maydon chiziqlari) magnit maydonda chizilgan chiziqlar bo'lib, maydonning har bir nuqtasida magnit induksiya chizig'iga tegish vektor yo'nalishiga to'g'ri keladi. IN maydonda bu nuqtada.

Magnit induksiya chiziqlari kichik yordamida eng oson kuzatiladi

O'rganilayotgan sohada magnitlangan va o'zini kichik magnit ignalari kabi tutadigan igna shaklidagi temir parchalari (erkin magnit igna magnit maydonda aylanadi, shunda igna o'qi janubiy qutbini shimol bilan bog'lab, yo'nalishga to'g'ri keladi. IN).

Eng oddiy magnit maydonlarning magnit induksiya chiziqlari turi ko'rsatilgan

rasmda. Rasmdan. b- G ko'rinib turibdiki, bu chiziqlar maydon hosil qiluvchi oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni o'rab oladi. Supero'tkazuvchilar yaqinida ular o'tkazgichga perpendikulyar tekisliklarda yotadi.

N
Induksion chiziqlarning yo'nalishi bilan belgilanadi gimlet qoidasi: agar siz o'tkazgichdagi oqim zichligi vektori yo'nalishi bo'yicha gimletni burasangiz, u holda gimlet tutqichining harakat yo'nalishi magnit induksiya chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi.

Magnit maydon chiziqlari

Oqim hech qanday nuqtada uzilishi mumkin emas, ya'ni na boshlanmaydi, na tugaydi: ular yo yopiq (1-rasm). b, c, d), yoki ular ma'lum bir sirt atrofida cheksiz ravishda shamollashadi, uni hamma joyda zich qilib to'ldiradilar, lekin hech qachon sirtdagi biron bir nuqtaga ikkinchi marta qaytmaydilar.

Magnit induksiya uchun Gauss teoremasi

Har qanday yopiq sirt orqali magnit induksiya vektorining oqimi nolga teng:

Bu tabiatda elektr zaryadlari elektr maydonini hosil qilganidek, magnit maydon hosil qiladigan "magnit zaryadlar" (monopollar) yo'qligiga teng. Boshqacha qilib aytganda, magnit induksiya uchun Gauss teoremasi magnit maydon ekanligini ko'rsatadi girdob.

2 Bio-Savart-Laplas qonuni

To'g'ridan-to'g'ri oqim vakuumda joylashgan g kontur bo'ylab oqsin - maydon qidirilayotgan nuqta, keyin bu nuqtada magnit maydonning induktsiyasi integral bilan ifodalanadi (SI tizimida)

Yo'nalish perpendikulyar, ya'ni ular yotadigan tekislikka perpendikulyar va magnit induksiya chizig'iga tegish bilan mos keladi. Ushbu yo'nalishni magnit induksiya chiziqlarini topish qoidasi (o'ng vint qoidasi) bilan topish mumkin: vint boshining aylanish yo'nalishi, agar gimletning translatsiya harakati elementdagi oqim yo'nalishiga mos keladigan bo'lsa, yo'nalishni beradi. Vektorning moduli ifoda bilan aniqlanadi (SI tizimida)

Vektor potentsiali integral bilan beriladi (SI tizimida)

Biot-Savart-Laplas qonunini statsionar maydon uchun Maksvell tenglamalaridan olish mumkin. Bunday holda, vaqt hosilalari 0 ga teng, shuning uchun vakuumdagi maydon uchun tenglamalar (SGS tizimida) shaklni oladi.

kosmosdagi oqim zichligi qayerda. Bunday holda, elektr va magnit maydonlar mustaqil bo'lib chiqadi. Magnit maydon uchun vektor potensialidan foydalanamiz (SGS tizimida):

Tenglamalarning o'lchov o'zgarmasligi vektor potentsialiga bitta qo'shimcha shart qo'yish imkonini beradi:

Ikki rotorni vektor tahlili formulasi yordamida kengaytirib, vektor potentsiali uchun Puasson tenglamasi kabi tenglamani olamiz:

Uning maxsus yechimi Nyuton potentsialiga o'xshash integral bilan berilgan:

Keyin magnit maydon integral bilan aniqlanadi (SGS tizimida)

shakli bo'yicha Bio-Savart-Laplas qonuniga o'xshash. Agar biz umumlashtirilgan funksiyalardan foydalansak va bo'sh fazoda tok bo'lgan g'altakning fazoviy tok zichligini yozsak, bu moslashuv aniq bo'lishi mumkin.Butun fazo bo'ylab integrallashdan g'altak bo'ylab va unga ortogonal tekisliklar bo'ylab takroriy integralga o'tish va shuni hisobga olgan holda

tok bo'lgan g'altakning maydoni uchun Biot - Savart - Laplas qonunini olamiz.

Xuddi elektr kabi, ular magnit induksiya chiziqlari yordamida grafik tarzda ifodalanishi mumkin. Magnit maydonning har bir nuqtasi orqali induksiya chizig'ini o'tkazish mumkin. Har qanday nuqtada maydon induktsiyasi ma'lum bir yo'nalishga ega bo'lganligi sababli, berilgan maydonning har bir nuqtasida induksiya chizig'ining yo'nalishi faqat yagona bo'lishi mumkin, bu magnit maydon chiziqlari, shuningdek, elektr maydoni, magnit maydon induksiya chiziqlarini anglatadi. shunday zichlik bilan chizilganki, ularga perpendikulyar bo'lgan birlik sirtini kesib o'tuvchi chiziqlar soni ma'lum bir joyda magnit maydon induksiyasiga teng (yoki proportsional) bo'lgan. Shuning uchun, induksiya chiziqlarini tasvirlash orqali siz induksiyaning fazoda qanday o'zgarishini va shuning uchun magnit maydon kuchini kattaligi va yo'nalishi bo'yicha aniq tasavvur qilishingiz mumkin.

Havolalar

• Metall zarralar yordamida magnit maydon chiziqlarini vizualizatsiya qilish (video).

Wikimedia fondi. 2010 yil.

Boshqa lug'atlarda "Magnit induksiya chiziqlari" nima ekanligini ko'ring:

Maydonning istalgan nuqtasida magnit induksiya vektori shu nuqtadan o'tuvchi magnit maydonga tangens yo'naltirilgan bo'lishi uchun magnit maydonda aqliy ravishda chizilgan chiziqlar. L. m. va. pochta maydonlari elektr tok o'tkazgichlarini yopadi va yopiq,...... ...

magnit induksiya trubkasi- Uzluksiz sirt bilan chegaralangan magnit maydon maydoni, uning hosil qiluvchi qismlari magnit induksiya chiziqlari ... Politexnik terminologik izohli lug'at

Elektr va magnit maydonlar, maydonning har bir nuqtasida teginishlari mos ravishda elektr yoki magnit maydon kuchining yo'nalishiga to'g'ri keladigan chiziqlar; elektromagnit maydonning... ... taqsimlanishini sifat jihatidan tavsiflang. ensiklopedik lug'at

Ushbu maqola yoki bo'lim qayta ko'rib chiqilishi kerak. Iltimos, maqolani maqola yozish qoidalariga muvofiq yaxshilang... Vikipediya

Har qanday kuch maydonida (elektr, magnit, tortishish) chizilgan chiziqlar, kosmosning har bir nuqtasida teginishlari ushbu maydonni tavsiflovchi vektorga (elektr yoki ...) to'g'ri keladi.

K.l.da aqliy chizilgan chiziqlar. kuch maydoni (elektr.. magnit, tortishish) shunday qilib, maydonning har bir nuqtasida chiziqqa teginish yo'nalishi maydon kuchining yo'nalishiga to'g'ri keladi (magnit maydon holatida magnit induksiya). orqali…… Katta ensiklopedik politexnika lug'ati

magnit maydon chizig'ining yo'li- magnit induksiya chizig'i - [Ya.N.Luginskiy, M.S.Fezi Jilinskaya, Yu.S.Kabirov. Elektrotexnika va energetikaning inglizcha-ruscha lug'ati, Moskva, 1999] Mavzular elektrotexnika, asosiy tushunchalar Sinonimlar magnit induksiya chizig'i EN... ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma

Namuna magnit maydon chizig'ining o'rtacha uzunligi- sinov namunasi bilan bir xil magnitlangan materialdan yasalgan, magnit induksiya, magnit harakatlantiruvchi kuch va... Normativ-texnik hujjatlar atamalarining lug'at-ma'lumotnomasi

1) Magnitlarning xossalari. Eng xarakterli magnit hodisasi, magnitning temir bo'laklarini jalb qilish qadim zamonlardan beri ma'lum. Biroq, Evropada 12-asrgacha bu hodisa faqat tabiiy magnitlar, ya'ni bo'laklar bilan kuzatilgan... ... Entsiklopedik lug'at F.A. Brokxaus va I.A. Efron

Harakatlanuvchi elektr zaryadlari va magnit momentga ega bo'lgan jismlarga, ularning harakat holatidan qat'i nazar, ta'sir qiluvchi kuch maydoni (Magnit momentga qarang). Magnit maydon magnit induksiya vektori B bilan tavsiflanadi, bu quyidagilarni aniqlaydi: ... ... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

29. Koriolis kuchi

Gravitonlar kerak bo'lmagan eng dahshatli kuch

Birinchidan, ilmiy dunyo Koriolis kuchi haqida nima biladi?

Disk aylanayotganda markazdan uzoqroq nuqtalar uzoqroq bo'lgan nuqtalarga qaraganda yuqori tangensial tezlik bilan harakatlanadi (radius bo'ylab qora o'qlar guruhi). Siz jismni radius bo'ylab harakatlantirishingiz mumkin, shunda u radiusda qoladi (ko'k o'q "A" pozitsiyasidan "B" holatiga) tananing tezligini oshirish, ya'ni tezlashtirish. Agar ma'lumot doirasi disk bilan birga aylanadi, tananing radiusda qolishni "xohlamasligi", lekin chapga o'tishga "harakat qilishi" aniq - bu Koriolis kuchi.

Turli mos yozuvlar tizimlarida aylanuvchi plastinka yuzasi bo'ylab harakatlanadigan to'pning traektoriyalari (yuqorida - inertialda, pastda - inertial bo'lmaganda).

Koriolis kuchi- bittasi mavjud inersiya kuchlari noinertial mos yozuvlar tizimi aylanish va inersiya qonunlari tufayli , aylanish o'qiga burchak ostida yo'nalishda harakatlanayotganda namoyon bo'ladi. Fransuz olimi nomi bilan atalganGustav Gaspard Koriolis , buni birinchi bo'lib kim tasvirlagan. Koriolis tezlashuvi 1833 yilda Koriolis tomonidan olingan, 1803 yilda Gauss va 1765 yilda Eyler.

Koriolis kuchining paydo bo'lishining sababi Koriolis (aylanuvchi) tezlashuvidir. INinertial mos yozuvlar tizimlari inersiya qonuni amal qiladi , ya'ni har bir jism to'g'ri chiziq bo'ylab va doimiy bilan harakat qilishga intiladi tezlik . Agar tananing ma'lum bir aylanish radiusi bo'ylab bir tekis va markazdan yo'naltirilgan harakatini ko'rib chiqsak, uning sodir bo'lishi uchun tanani berish kerakligi ayon bo'ladi. tezlashuv , markazdan qanchalik uzoq bo'lsa, tangensial aylanish tezligi shunchalik katta bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, aylanuvchi mos yozuvlar tizimi nuqtai nazaridan, qandaydir kuch tanani radiusdan siqib chiqarishga harakat qiladi.

Jismning Koriolis tezlanishi bilan harakatlanishi uchun tanaga teng kuch qo'llash kerak. F = ma, Qayerda a- Koriolis tezlashishi. Shunga ko'ra, tana mos ravishda harakat qiladi Nyutonning uchinchi qonuni teskari yo'nalishdagi kuch bilan.F K = — ma.

Tanadan ta'sir qiladigan kuch Koriolis kuchi deb ataladi. Koriolis kuchini boshqasi bilan aralashtirib yubormaslik kerak inersiya kuchi - markazdan qochma kuch bo'ylab yo'naltirilgan aylanuvchi aylana radiusi. Agar aylanish soat yo'nalishi bo'yicha sodir bo'lsa, u holda aylanish markazidan harakatlanadigan jism radiusni chapga qoldirishga moyil bo'ladi. Agar aylanish soat sohasi farqli ravishda sodir bo'lsa, keyin o'ngga.

Jukovskiy hukmronligi

Qo'shimchalar:

Gimlet qoidasi

Oqimli tekis sim. Sim orqali oqayotgan oqim (I) sim atrofida magnit maydon (B) hosil qiladi.Gimlet qoidasi(shuningdek, o'ng qo'l qoidasi) - mnemonik vektor yo'nalishini aniqlash qoidasiburchak tezligi , tananing aylanish tezligini, shuningdek vektorni tavsiflovchimagnit induksiya B yoki yo'nalishni aniqlash uchuninduksiyalangan oqim . O'ng qo'l qoidasi Gimlet qoidasi: “Agar tarjima harakatining yo'nalishi gimlet (vint) ) o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keladi, keyin gimlet tutqichining aylanish yo'nalishi yo'nalishga to'g'ri keladi.magnit induksiya vektori “.

Magnit maydonda harakatlanayotgan o'tkazgichda induksiyalangan oqim yo'nalishini aniqlaydi

O'ng qo'l qoidasi: "Agar o'ng qo'lning kafti magnit maydon chiziqlari unga kirishi uchun joylashtirilgan bo'lsa va egilgan bosh barmog'i o'tkazgich harakati bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, u holda 4 ta cho'zilgan barmoq induksiya oqimining yo'nalishini ko'rsatadi."

Solenoid uchun u quyidagicha tuzilgan: "Agar siz o'ng qo'lingizning kafti bilan elektromagnitni burilishlarda to'rt barmog'ingiz oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, u holda cho'zilgan bosh barmog'ingiz solenoid ichidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi."

Chap qo'l qoidasi

Agar zaryad harakatlanayotgan bo'lsa va magnit tinch holatda bo'lsa, unda kuchni aniqlash uchun chap qo'l qoidasi qo'llaniladi: "Agar chap qo'l magnit maydon induksiya chiziqlari kaftga perpendikulyar bo'ladigan tarzda joylashgan bo'lsa va to'rt barmoq yo'naltirilgan bo'lsa. oqim bo'ylab (musbat zaryadlangan zarrachaning harakati bo'ylab yoki manfiy zaryadlangan harakatga qarshi), keyin 90 ° ga qo'yilgan bosh barmog'i ta'sir qiluvchi Lorentz yoki Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.

MAGNETIK MAYDON

(STATSION) MAGNIT MAYDON XUSUSIYATLARI

Doimiy (yoki statsionar) Magnit maydon - vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydigan magnit maydon.

1. Magnit maydon yaratilgan harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar va jismlar, oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar, doimiy magnitlar.

2. Magnit maydon yaroqli harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar va jismlarda, tok o'tkazgichlarda, doimiy magnitlarda, oqim bilan ramkada.

3. Magnit maydon girdob, ya'ni. manbaga ega emas.

MAGNET KUCHLAR- bu oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar bir-biriga ta'sir qiladigan kuchlar.

………………

MAGNET INDUKSIYASI

Magnit induksiya vektori har doim erkin aylanadigan magnit igna magnit maydonga yo'naltirilgandek yo'naltiriladi.

MAGNET INDUKSIYON CHINIRLARI - bu har qanday nuqtada magnit induksiya vektori bo'lgan tangens chiziqlar.

Yagona magnit maydon- bu magnit maydon bo'lib, unda har qanday nuqtada magnit induksiya vektori kattaligi va yo'nalishi bo'yicha doimiy bo'ladi; tekis kondansatkichning plitalari orasida, solenoid ichida (agar uning diametri uzunligidan ancha kichik bo'lsa) yoki lenta magnitida kuzatiladi.

MAGNITI INDUKSIYON CHINIRLARNING XUSUSIYATLARI

- yo'nalishga ega bo'lish;

- davomiy;

– yopiq (ya’ni magnit maydon vorteks);

- kesishmaslik;

- ularning zichligi magnit induksiyaning kattaligini baholash uchun ishlatiladi.

Gimlet qoidasi(asosan to'g'ri oqim o'tkazuvchi o'tkazgich uchun):

	Agar gimletning translatsiya harakati yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keladigan bo'lsa, gimlet tutqichining aylanish yo'nalishi oqimning magnit maydon chiziqlari yo'nalishiga to'g'ri keladi.O'ng qo'l qoidasi (asosan solenoid ichidagi magnit chiziqlar yo'nalishini aniqlash uchun):Agar siz o'ng qo'lingizning kafti bilan solenoidni to'rt barmog'ingiz burilishlarda oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, u holda cho'zilgan bosh barmog'ingiz solenoid ichidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi.
	Gimlet va o'ng qo'l qoidalarining boshqa mumkin bo'lgan ilovalari mavjud.
	AMP KUCH magnit maydonning tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiladigan kuchi.Amper quvvat moduli magnit induksiya vektorining kattaligi, o'tkazgich uzunligi va magnit induksiya vektori orasidagi burchakning sinusi va o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi bo'yicha o'tkazgichdagi oqim kuchining mahsulotiga teng. .Agar magnit induksiya vektori o'tkazgichga perpendikulyar bo'lsa, Amper kuchi maksimal bo'ladi.Agar magnit induksiya vektori o'tkazgichga parallel bo'lsa, u holda magnit maydon oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qilmaydi, ya'ni. Amperning kuchi nolga teng.Amper kuch yo'nalishi tomonidan belgilanadi chap qo'l qoidasi:

Agar chap qo'l o'tkazgichga perpendikulyar bo'lgan magnit induksiya vektorining komponenti kaftga kirsa va 4 ta cho'zilgan barmoq oqim yo'nalishiga yo'naltirilgan bo'lsa, u holda 90 gradus egilgan bosh barmog'i ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishini ko'rsatadi. oqim o'tkazuvchi o'tkazgichda.

Shunday qilib, toki bo'lgan to'g'ri o'tkazgichning magnit maydonida (u bir xil bo'lmagan) oqimga ega bo'lgan ramka magnit chiziqning radiusi bo'ylab yo'naltiriladi va oqim yo'nalishiga qarab to'g'ri o'tkazgichdan tortiladi yoki qaytariladi. oqimlar.

Koriolis kuchining aylanuvchi Yerga yo'nalishi.Markazdan qochma kuch , massa tanasiga ta'sir qiladi m, modul F ga teng pr = mb 2 r, bu erda b = omega - aylanishning burchak tezligi va r— aylanish o'qidan masofa. Ushbu kuchning vektori aylanish o'qi tekisligida yotadi va unga perpendikulyar yo'naltiriladi. Kattalik Koriolis kuchlari , tezlik bilan harakatlanadigan zarrachaga ta'sir qilish berilgan aylanuvchi mos yozuvlar tizimiga nisbatan, tomonidan berilgan, bu erda alfa - zarracha tezligi vektorlari va mos yozuvlar ramkasining burchak tezligi o'rtasidagi burchak. Ushbu kuch vektori ikkala vektorga perpendikulyar va tana tezligining o'ng tomoniga yo'naltirilgan (aniqlangan:gimlet qoidasi ).

Koriolis kuch ta'siri: laboratoriya tajribalari

Shimoliy qutbdagi Fuko mayatnik. Yerning aylanish o'qi mayatnikning tebranish tekisligida yotadi.Fuko mayatnik . Yerning aylanishini aniq ko'rsatuvchi tajriba 1851 yilda frantsuz fizigi tomonidan amalga oshirilgan. Leon Fuko . Uning ma'nosi - tebranish tekisligimatematik mayatnik inertial sanoq sistemasiga nisbatan doimiy, bu holda qo‘zg‘almas yulduzlarga nisbatan. Shunday qilib, Yer bilan bog'langan mos yozuvlar tizimida mayatnikning tebranish tekisligi aylanishi kerak. Yer bilan bog'langan noinertial sanoq sistemasi nuqtai nazaridan, Fuko mayatnikining tebranish tekisligi Koriolis kuchi ta'sirida aylanadi.Bu ta'sir qutblarda eng aniq ifodalanishi kerak, bu erda mayatnik tekisligining to'liq aylanish davri Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davriga teng (yulduzli kun). Umuman olganda, davr kenglik sinusiga teskari proportsionaldir, ekvatorda mayatnikning tebranish tekisligi o'zgarmaydi.

Hozirda Fuko mayatnik bir qator ilmiy muzeylar va planetariylarda, xususan, planetariyda muvaffaqiyatli namoyish etilgan.Sankt-Peterburg , Volgograd planetariysi.

Yerning aylanishini isbotlash uchun mayatniklar bilan bir qator boshqa tajribalar ham mavjud. Masalan, Bravais tajribasida (1851) u ishlatilgankonusning mayatnik . Yerning aylanishi soat yo'nalishi bo'yicha va soat sohasi farqli o'laroq tebranish davrlari har xil bo'lganligi bilan isbotlangan, chunki bu ikki holatda Koriolis kuchi boshqa belgiga ega edi. 1853 yilda Gauss kabi matematik bo'lmagan mayatnikdan foydalanishni taklif qildi Fuko, jismoniy , bu eksperimental qurilma hajmini kamaytirish va tajribaning aniqligini oshirish imkonini beradi. Bu fikr amalga oshirildi Kamerlingh Onnes 1879 yilda

Giroskop- muhim inersiya momentiga ega bo'lgan aylanadigan jism, agar kuchli buzilishlar bo'lmasa, burchak momentumini saqlab qoladi. Fuko qutbda emas, balki Fuko mayatnikiga nima bo'lishini tushuntirishdan charchagan Fuko yana bir namoyishni ishlab chiqdi: to'xtatilgan giroskop o'z yo'nalishini saqlab qoldi, ya'ni u kuzatuvchiga nisbatan sekin burildi.

Quroldan otish paytida snaryadlarning egilishi. Koriolis kuchining kuzatilishi mumkin bo'lgan yana bir ko'rinishi - gorizontal yo'nalishda otilgan snaryadlar traektoriyalarining (shimoliy yarim sharda o'ngga, janubiy yarimsharda chapga) egilishi. Inertial mos yozuvlar tizimi nuqtai nazaridan, birga otilgan snaryadlar uchun meridian , bu Yerning chiziqli aylanish tezligining geografik kenglikka bog'liqligi bilan bog'liq: ekvatordan qutbga o'tayotganda, snaryad tezlikning gorizontal komponentini o'zgarmagan holda ushlab turadi, bunda nuqtalarning chiziqli aylanish tezligi. er yuzasi kamayadi, bu esa snaryadning meridiandan Yerning aylanish yo'nalishi bo'yicha siljishiga olib keladi. Agar o'q ekvatorga parallel ravishda otilgan bo'lsa, u holda snaryadning parallel joydan siljishi snaryadning traektoriyasining Yer markazi bilan bir tekislikda joylashganligi, yer yuzasidagi nuqtalarning esa bir tekisda harakatlanishi bilan bog'liq. Yerning aylanish o'qiga perpendikulyar tekislik.

Erkin tushadigan jismlarning vertikaldan chetlanishi. Agar tananing tezligi katta vertikal komponentga ega bo'lsa, Koriolis kuchi sharqqa yo'naltiriladi, bu esa baland minoradan erkin (dastlabki tezliksiz) tushgan jismning traektoriyasida mos keladigan og'ishlarga olib keladi. Inertial mos yozuvlar tizimida ko'rib chiqilsa, ta'sir minora tepasi Yerning markaziga nisbatan poydevorga qaraganda tezroq harakatlanishi bilan izohlanadi, buning natijasida tananing traektoriyasi tor parabola bo'lib chiqadi va tanasi minora poydevoridan bir oz oldinda.

Bu ta'sir bashorat qilingan edi Nyuton 1679 yilda. Tegishli eksperimentlarni o'tkazishning murakkabligi tufayli ta'sir faqat 18-asr oxirida - 19-asrning birinchi yarmida tasdiqlanishi mumkin edi (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

Avstriyalik astronom Iogann Xagen (1902) ushbu tajribaning modifikatsiyasi bo'lgan eksperimentni o'tkazdi, unda erkin tushadigan og'irliklar o'rniga u ishlatilgan. Atvudning mashinasi . Bu yiqilishning tezlashishini kamaytirishga imkon berdi, bu esa eksperimental o'rnatish hajmining qisqarishiga va o'lchovlarning aniqligini oshirishga olib keldi.

Eötvos effekti. Past kengliklarda er yuzasi bo'ylab harakatlanayotganda Koriolis kuchi vertikal yo'nalishda yo'naltiriladi va uning ta'siri tananing g'arbga yoki sharqqa qarab harakatlanishiga qarab tortishish tezlashuvining oshishi yoki kamayishiga olib keladi. Bu effekt deyiladi Eötvos effekti venger fizigi sharafiga Roland Eötvös , uni 20-asrning boshlarida eksperimental ravishda kashf etgan.

Burchak momentining saqlanish qonunidan foydalangan holda tajribalar. Ba'zi tajribalar bunga asoslanadiburchak momentumining saqlanish qonuni : inertial mos yozuvlar tizimida, burchak momentumining kattaligi (hosilga teng inersiya momenti aylanishning burchak tezligiga) ichki kuchlar ta'sirida o'zgarmaydi. Agar dastlabki paytlarda o'rnatish Yerga nisbatan statsionar bo'lsa, u holda inertial mos yozuvlar tizimiga nisbatan uning aylanish tezligi Yerning aylanish burchak tezligiga teng bo'ladi. Agar siz tizimning inertsiya momentini o'zgartirsangiz, u holda uning aylanish tezligi o'zgarishi kerak, ya'ni Yerga nisbatan aylanish boshlanadi. Yer bilan bog'langan noinertial mos yozuvlar tizimida aylanish Koriolis kuchi natijasida sodir bo'ladi. Bu fikrni frantsuz olimi taklif qilgan Lui Poinsot 1851 yil

Birinchi bunday tajriba o'tkazildi Xagen 1910 yilda: silliq ustunga ikkita og'irlik Yer yuzasiga nisbatan harakatsiz o'rnatildi. Keyin yuklar orasidagi masofa qisqardi. Natijada, o'rnatish aylana boshladi. Nemis olimi yanada yorqinroq tajriba o'tkazdi. Hans Bukka (Hans Bucka) 1949-yilda. Taxminan 1,5 metr uzunlikdagi novda to'rtburchaklar ramkaga perpendikulyar o'rnatilgan. Dastlab, novda gorizontal edi, o'rnatish Yerga nisbatan harakatsiz edi. Keyin novda vertikal holatga keltirildi, bu esa inersiya momentining taxminan 10 ga o'zgarishiga olib keldi. 4 marta va uning 10 burchak tezligi bilan tez aylanishi 4 marta Yerning aylanish tezligi.

Vannadagi huni. Koriolis kuchi juda zaif bo'lgani uchun, lavabo yoki vannani to'kishda suvning aylanish yo'nalishiga ahamiyatsiz ta'sir qiladi, shuning uchun umuman hunidagi aylanish yo'nalishi Yerning aylanishi bilan bog'liq emas. Biroq, sinchkovlik bilan boshqariladigan tajribalarda Koriolis kuchining ta'sirini boshqa omillardan ajratib olish mumkin: shimoliy yarimsharda huni soat miliga teskari, janubiy yarimsharda esa soat miliga teskari aylanadi (aksisi).

Koriolis kuchining ta'siri: atrofdagi tabiatdagi hodisalar

Baer qonuni. Peterburglik akademik birinchi marta ta'kidlaganidek Karl Baer 1857 yilda daryolar shimoliy yarim sharning o'ng qirg'og'ini (janubiy yarim sharning chap qirg'og'ini) yemiradi, natijada ular tikroq bo'lib chiqadi ( Pivo qonuni ). Ta'sirning tushuntirishi gorizontal yo'nalishda otilganda snaryadlarning burilishini tushuntirishga o'xshaydi: Koriolis kuchi ta'sirida suv o'ng qirg'oqqa qattiqroq uriladi, bu uning xiralashishiga olib keladi va aksincha, orqaga chekinadi. chap qirg'oq.

Islandiyaning janubi-sharqiy qirg'oqlari ustidagi siklon (kosmosdan ko'rinish).Shamollar: savdo shamollari, siklonlar, antisiklonlar. Atmosfera hodisalari shimoliy yarim sharda o'ngga va janubiy yarimsharda chapga yo'naltirilgan Koriolis kuchining mavjudligi bilan ham bog'liq: savdo shamollari, siklonlar va antisiklonlar. Fenomen savdo shamollari ekvatorial zonada va oʻrta kengliklarda yer atmosferasining quyi qatlamlarining notekis isishi natijasida shimoliy va janubiy yarimsharlarda mos ravishda janubga yoki shimolga meridian boʻylab havo oqimiga olib keladi. Koriolis kuchining ta'siri havo oqimlarining burilishiga olib keladi: shimoliy yarim sharda - shimoli-sharqqa (shimoli-sharqiy savdo shamoli), janubiy yarimsharda - janubi-sharqga (janubiy-sharqiy savdo shamoli).

Siklon markazida havo bosimi pasaygan atmosfera girdobi deb ataladi. Koriolis kuchi ta'sirida siklon markaziga moyil bo'lgan havo massalari shimoliy yarim sharda soat miliga teskari, janubiy yarimsharda esa soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi. Xuddi shunday, ichida antisiklon , markazda maksimal bosim mavjud bo'lgan joyda, Koriolis kuchining mavjudligi shimoliy yarim sharda soat yo'nalishi bo'yicha va janubiy yarimsharda soat sohasi farqli ravishda vorteks harakatiga olib keladi. Statsionar holatda, siklon yoki antisiklonda shamol harakatining yo'nalishi shundayki, Koriolis kuchi girdobning markazi va atrofi o'rtasidagi bosim gradientini muvozanatlashtiradi (geostrofik shamol ).

Optik tajribalar

Yerning aylanishini ko'rsatadigan bir qator tajribalar asoslanadi Sagnac effekti: agar halqali interferometr aylanish harakatini amalga oshiradi, keyin relativistik ta'sirlar tufayli chiziqlar burchak bilan siljiydi

Delfinlar hayotida gimlet qoidasi

Biroq delfinlar bu kuchni bunday kichik miqyosda seza olishi dargumon, deb yozadi MIGNews. Mengerning boshqa versiyasiga ko'ra, haqiqat shundaki, hayvonlar yarim uyqu soatlarining nisbiy zaifligida guruhda qolish uchun bir yo'nalishda suzadilar. "Delfinlar uyg'oq bo'lganda, ular birga qolish uchun hushtak chalishmoqda", deb tushuntiradi olim. "Ammo ular uxlayotganlarida shovqin qilishni xohlamaydilar, chunki ular diqqatni jalb qilishdan qo'rqishadi." Ammo Menger nima uchun yo'nalishni tanlash yarim sharga qarab o'zgarishini bilmaydi: "Bu mendan tashqarida", deb tan oladi tadqiqotchi.

Havaskor fikri

Shunday qilib, bizda yig'ilish mavjud:

1. Koriolis kuchi quyidagilardan biridir

5. MAGNETIK MAYDON- bu harakatlanuvchi elektr zaryadlangan zarralar o'rtasida o'zaro ta'sir sodir bo'ladigan materiyaning maxsus turi.

6. MAGNET INDUKSIYASI- bu magnit maydonning kuchli xarakteristikasi.

7. MAGNET INDUKSIYON CHIPLARINI YO'NALISHI- gimlet qoidasi yoki o'ng qo'l qoidasi bilan belgilanadi.

9. Erkin tushayotgan jismlarning vertikaldan chetlanishi.

10. Vannadagi huni

11. O'ng qirg'oq effekti.

12. Delfinlar.

Ekvatorda suv bilan tajriba o'tkazildi. Ekvatordan shimolda, drenajlashda suv soat yo'nalishi bo'yicha, ekvatordan janubda esa soat sohasi farqli ravishda aylanadi. O'ng qirg'oqning chapdan balandroq bo'lishi suvning toshni yuqoriga sudrab borishi bilan bog'liq.

Koriolis kuchining Yerning aylanishiga hech qanday aloqasi yo'q!

Sun'iy yo'ldoshlar, Oy va Quyosh bilan aloqa quvurlarining batafsil tavsifi "Sovuq yadroviy sintez" monografiyasida berilgan.

Aloqa trubalarida alohida chastotalarning potentsiallari kamaytirilganda paydo bo'ladigan ta'sirlar ham mavjud.

2007 yildan beri kuzatilgan ta'sirlar:

Drenaj paytida suv soat yo'nalishi bo'yicha ham, teskari yo'nalishda ham aylanardi, ba'zida drenaj aylanmasdan amalga oshirildi.

Delfinlar qirg'oqqa chiqib ketishdi.

Hech qanday joriy transformatsiya yo'q edi (hamma narsa kirishda, hech narsa chiqishda).

Transformatsiya paytida chiqish quvvati kirish quvvatidan sezilarli darajada oshib ketdi.

Transformator podstansiyalarini yoqish.

Aloqa tizimidagi nosozliklar.

Gimlet qoidasi magnit induksiya uchun ishlamadi.

Ko'rfaz oqimi yo'qoldi.

Rejalashtirilgan:

Okean oqimlarini to'xtatish.

Qora dengizga quyiladigan daryolarni to'xtatish.

Orol dengiziga quyiladigan daryolarni to'xtatish.

Yenisey to'xtashi.

Aloqa quvurlarini yo'q qilish sayyora sun'iy yo'ldoshlarining Quyosh atrofida aylana orbitalariga siljishiga olib keladi, orbitalarning radiusi Merkuriy orbitasining radiusidan kamroq bo'ladi.

Quyosh bilan aloqa trubkasini olib tashlash tojni o'chirishni anglatadi.

Oy bilan aloqa trubkasini olib tashlash "oltin milliard" va "oltin million" ning ko'payishini yo'q qilishni anglatadi, Oy esa Yerdan 1 200 000 km uzoqlikda "harakat qiladi".

Yagona davlat imtihonining kodifikatori mavzulari: magnitlarning o'zaro ta'siri, oqim bilan o'tkazgichning magnit maydoni.

Moddaning magnit xususiyatlari odamlarga uzoq vaqtdan beri ma'lum. Magnitlar o'z nomini qadimgi Magnesiya shahridan oldi: uning atrofida keng tarqalgan mineral (keyinchalik magnit temir rudasi yoki magnetit deb ataladi) bor edi, uning qismlari temir buyumlarni o'ziga tortdi.

Magnitning o'zaro ta'siri

Har bir magnitning ikki tomonida bor Shimoliy qutb Va Janubiy qutb. Ikki magnit bir-biriga qarama-qarshi qutblar orqali tortiladi va o'xshash qutblar tomonidan itariladi. Magnitlar vakuum orqali ham bir-biriga ta'sir qilishi mumkin! Biroq, bularning barchasi elektr zaryadlarining o'zaro ta'siriga o'xshaydi magnitlarning o'zaro ta'siri elektr emas. Buni quyidagi eksperimental faktlar tasdiqlaydi.

Magnit qizib ketganda magnit kuch zaiflashadi. Nuqtaviy zaryadlarning o'zaro ta'sir kuchi ularning haroratiga bog'liq emas.

Magnit silkitilsa, magnit kuch zaiflashadi. Elektr zaryadlangan jismlar bilan bunday narsa sodir bo'lmaydi.

Ijobiy elektr zaryadlarini manfiylardan ajratish mumkin (masalan, jismlarni elektrlashtirishda). Ammo magnit qutblarini ajratib bo'lmaydi: agar siz magnitni ikki qismga bo'lsangiz, u holda kesilgan joyda qutblar ham paydo bo'ladi va magnit uchlari qarama-qarshi qutbli ikkita magnitga bo'linadi (aynan bir xil yo'naltirilgan). asl magnitning qutblari kabi).

Shunday qilib, magnitlar Har doim bipolyar, ular faqat shaklda mavjud dipollar. Izolyatsiya qilingan magnit qutblar (deb ataladi magnit monopollar- elektr zaryadining analoglari) tabiatda mavjud emas (har qanday holatda ham ular hali eksperimental ravishda kashf etilmagan). Bu, ehtimol, elektr va magnitlanish o'rtasidagi eng ajoyib assimetriyadir.

Elektr zaryadlangan jismlar singari, magnitlar ham elektr zaryadlariga ta'sir qiladi. Biroq, magnit faqat ishlaydi harakatlanuvchi zaryadlash; agar zaryad magnitga nisbatan tinch holatda bo'lsa, magnit kuchning zaryadga ta'siri kuzatilmaydi. Aksincha, elektrlashtirilgan jism dam yoki harakatda bo'lishidan qat'i nazar, har qanday zaryadga ta'sir qiladi.

Qisqa masofali nazariyaning zamonaviy kontseptsiyalariga ko'ra, magnitlarning o'zaro ta'siri orqali amalga oshiriladi magnit maydon Ya'ni, magnit atrofdagi kosmosda magnit maydon hosil qiladi, bu boshqa magnitga ta'sir qiladi va bu magnitlarning ko'rinadigan tortilishi yoki itarilishiga olib keladi.

Magnitga misol magnit igna kompas. Magnit igna yordamida siz kosmosning ma'lum bir hududida magnit maydon mavjudligini, shuningdek, maydon yo'nalishini baholashingiz mumkin.

Bizning Yer sayyoramiz ulkan magnitdir. Yerning shimoliy geografik qutbidan unchalik uzoq bo'lmagan joyda janubiy magnit qutb joylashgan. Shuning uchun, kompas ignasining shimoliy uchi Yerning janubiy magnit qutbiga burilib, geografik shimolga ishora qiladi. Magnitning "shimoliy qutbi" nomi shu erdan kelib chiqqan.

Magnit maydon chiziqlari

Elektr maydoni, biz eslaymizki, kichik sinov zaryadlari yordamida, maydonning kattaligi va yo'nalishini baholash mumkin bo'lgan ta'sir orqali o'rganiladi. Magnit maydon holatida sinov zaryadining analogi kichik magnit ignadir.

Misol uchun, kosmosning turli nuqtalariga juda kichik kompas ignalarini qo'yish orqali magnit maydon haqida qandaydir geometrik tasavvurga ega bo'lishingiz mumkin. Tajriba shuni ko'rsatadiki, o'qlar ma'lum chiziqlar bo'ylab to'g'ri keladi - bu deyiladi magnit maydon chiziqlari. Keling, ushbu tushunchani quyidagi uchta nuqta shaklida aniqlaylik.

1. Magnit maydon chiziqlari yoki magnit kuch chiziqlari kosmosdagi yo'naltirilgan chiziqlar bo'lib, ular quyidagi xususiyatga ega: bunday chiziqning har bir nuqtasida joylashgan kichik kompas ignasi bu chiziqqa teginish yo'naltirilgan..

2. Magnit maydon chizig'ining yo'nalishi bu chiziqdagi nuqtalarda joylashgan kompas ignalarining shimoliy uchlari yo'nalishi deb hisoblanadi..

3. Chiziqlar qanchalik zichroq bo'lsa, ma'lum bir kosmos hududida magnit maydon kuchliroq bo'ladi..

Temir to'plamlar kompas ignalari sifatida muvaffaqiyatli xizmat qilishi mumkin: magnit maydonda kichik bo'laklar magnitlanadi va xuddi magnit ignalari kabi harakat qiladi.

Shunday qilib, doimiy magnit atrofiga temir parchalarini quyish orqali biz magnit maydon chiziqlarining taxminan quyidagi rasmini ko'ramiz (1-rasm).

Guruch. 1. Doimiy magnit maydoni

Magnitning shimoliy qutbi ko'k rang va harf bilan ko'rsatilgan; janubiy qutb - qizil va harf bilan. E'tibor bering, maydon chiziqlari magnitning shimoliy qutbidan chiqib, janubiy qutbga kiradi: axir, kompas ignasining shimoliy uchi magnitning janubiy qutbi tomon yo'naltiriladi.

Oersted tajribasi

Elektr va magnit hodisalari odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lganiga qaramay, ular o'rtasida uzoq vaqt davomida hech qanday munosabat kuzatilmagan. Bir necha asrlar davomida elektr va magnitlanish bo'yicha tadqiqotlar parallel va bir-biridan mustaqil ravishda davom etdi.

Elektr va magnit hodisalarning aslida bir-biri bilan bog'liqligi haqidagi ajoyib haqiqat birinchi marta 1820 yilda - Oerstedning mashhur tajribasida aniqlangan.

Oersted tajribasining diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2 (rt.mipt.ru saytidan olingan rasm). Magnit igna ustida (va ignaning shimoliy va janubiy qutblari) oqim manbaiga ulangan metall o'tkazgich mavjud. Agar sxemani yopsangiz, o'q o'tkazgichga perpendikulyar aylanadi!
Ushbu oddiy tajriba to'g'ridan-to'g'ri elektr va magnitlanish o'rtasidagi munosabatni ko'rsatdi. Oerstedning tajribasidan keyingi tajribalar quyidagi naqshni qat'iy o'rnatdi: magnit maydon elektr toklari tomonidan hosil bo'ladi va oqimlarga ta'sir qiladi.

Guruch. 2. Oersted tajribasi

Oqim o'tkazuvchi o'tkazgich tomonidan hosil qilingan magnit maydon chiziqlarining naqshlari o'tkazgichning shakliga bog'liq.

Tok o'tkazuvchi to'g'ri simning magnit maydoni

Tok o'tkazuvchi to'g'ri simning magnit maydon chiziqlari konsentrik doiralardir. Bu doiralarning markazlari sim ustida yotadi va ularning tekisliklari simga perpendikulyar (3-rasm).

Guruch. 3. Oqimli to'g'ri simning maydoni

Oldinga magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini aniqlash uchun ikkita muqobil qoidalar mavjud.

Soat yo'nalishi bo'yicha qoida. Agar oqim biz tomon oqib o'tishi uchun qarasangiz, maydon chiziqlari soat sohasi farqli o'laroq harakatlanadi.

Vida qoidasi(yoki gimlet qoidasi, yoki tirbandlik qoidasi- bu kimgadir yaqinroq narsa ;-)). Maydon chiziqlari vintni (oddiy o'ng ip bilan) burish kerak bo'lgan joyga boradi, shunda u oqim yo'nalishi bo'yicha ip bo'ylab harakatlanadi..

Sizga eng mos keladigan qoidadan foydalaning. Soat yo'nalishi bo'yicha qoidaga o'rganib qolganingiz ma'qul - keyinroq o'zingiz ko'rasiz, u universalroq va undan foydalanish osonroq (va keyin analitik geometriyani o'rganishning birinchi yilida buni minnatdorchilik bilan eslang).

Shaklda. 3 yangi narsa paydo bo'ldi: bu vektor deb ataladi magnit maydon induksiyasi, yoki magnit induksiya. Magnit induksiya vektori elektr maydon kuchi vektoriga o'xshash: u xizmat qiladi quvvat xususiyati magnit maydon, magnit maydon harakatlanuvchi zaryadlarga ta'sir qiladigan kuchni aniqlaydi.

Magnit maydondagi kuchlar haqida keyinroq gaplashamiz, ammo hozircha faqat magnit maydonning kattaligi va yo'nalishi magnit induksiya vektori tomonidan aniqlanishini ta'kidlaymiz. Kosmosning har bir nuqtasida vektor ma'lum bir nuqtaga qo'yilgan kompas ignasining shimoliy uchi bilan bir xil yo'nalishda yo'naltiriladi, ya'ni bu chiziq yo'nalishidagi maydon chizig'iga teginish. Magnit induksiya bilan o'lchanadi Tesla(Tl).

Elektr maydonida bo'lgani kabi, magnit maydon induksiyasi uchun ham quyidagilar qo'llaniladi: superpozitsiya printsipi. Bu haqiqatda yotadi Turli xil oqimlar tomonidan ma'lum bir nuqtada hosil bo'lgan magnit maydonlarning induksiyalari vektoriy ravishda qo'shiladi va natijada magnit induksiya vektorini beradi:.

Oqimli bobinning magnit maydoni

To'g'ridan-to'g'ri oqim aylanadigan dumaloq lasanni ko'rib chiqing. Biz rasmda oqim hosil qiluvchi manbani ko'rsatmaymiz.

Bizning orbitamizning maydon chiziqlari rasmi taxminan quyidagicha ko'rinadi (4-rasm).

Guruch. 4. Tok kuchi bo'lgan g'altakning maydoni

Biz uchun magnit maydon qaysi yarim bo'shliqqa (lasan tekisligiga nisbatan) yo'naltirilganligini aniqlashimiz muhim bo'ladi. Yana ikkita muqobil qoidamiz bor.

Soat yo'nalishi bo'yicha qoida. Maydon chiziqlari u erga boradi va oqim soat miliga teskari aylanayotgan joydan qaraydi.

Vida qoidasi. Maydon chiziqlari oqim yo'nalishi bo'yicha aylantirilsa, vint (oddiy o'ng ip bilan) harakatlanadigan joyga boradi..

Ko'rib turganingizdek, oqim va maydon rollarni o'zgartiradi - to'g'ridan-to'g'ri oqim holati uchun ushbu qoidalarni shakllantirish bilan solishtirganda.

Joriy bobinning magnit maydoni

Bobin Agar siz simni mahkam o'rab, etarlicha uzun spiralga aylantirsangiz ishlaydi (5-rasm - en.wikipedia.org dan rasm). Bobin bir necha o'nlab, yuzlab va hatto minglab burilishlarga ega bo'lishi mumkin. Bobin ham deyiladi solenoid.

Guruch. 5. Bobin (solenoid)

Bir burilishning magnit maydoni, biz bilganimizdek, juda oddiy ko'rinmaydi. Maydonlar? bobinning individual burilishlari bir-birining ustiga o'rnatiladi va natijada juda chalkash rasm bo'lishi kerakdek tuyuladi. Biroq, bu shunday emas: uzun bobinning maydoni kutilmagan oddiy tuzilishga ega (6-rasm).

Guruch. 6. oqim g'altakning maydoni

Bu rasmda g'altakdagi oqim chap tomondan qaralganda soat miliga teskari yo'nalishda oqadi (bu 5-rasmda bobinning o'ng uchi oqim manbaining "plyus" ga, chap uchi esa "" ga ulangan bo'lsa sodir bo'ladi. minus"). Bobinning magnit maydoni ikkita xarakterli xususiyatga ega ekanligini ko'ramiz.

1. G'altakning ichida, uning chetlaridan uzoqda, magnit maydon mavjud bir hil: har bir nuqtada magnit induksiya vektori kattaligi va yo'nalishi bo'yicha bir xil bo'ladi. Maydon chiziqlari parallel to'g'ri chiziqlardir; ular tashqariga chiqqanda faqat lasanning chetlariga yaqin egiladilar.

2. Bobinning tashqarisida maydon nolga yaqin. Bobindagi burilishlar qanchalik ko'p bo'lsa, uning tashqarisidagi maydon zaifroq bo'ladi.

E'tibor bering, cheksiz uzun bobin maydonni tashqariga umuman chiqarmaydi: g'altakdan tashqarida magnit maydon yo'q. Bunday lasan ichida maydon hamma joyda bir xil bo'ladi.

Sizga hech narsani eslatmayaptimi? Bobin kondansatkichning "magnit" analogidir. Esingizda bo'lsa, kondansatör o'z ichida bir xil elektr maydoni hosil qiladi, uning chiziqlari faqat plitalarning chetlari yaqinida egiladi va kondansatör tashqarisida maydon nolga yaqin; cheksiz plitalari bo'lgan kondansatör maydonni umuman tashqariga chiqarmaydi va maydon uning ichida hamma joyda bir xil bo'ladi.

Va endi - asosiy kuzatish. Iltimos, g'altakning tashqarisidagi magnit maydon chiziqlari rasmini (6-rasm) rasmdagi magnit maydon chiziqlari bilan solishtiring. 1 . Xuddi shu narsa, shunday emasmi? Va endi biz sizning ongingizda uzoq vaqtdan beri paydo bo'lgan savolga keldik: agar magnit maydon oqimlar tomonidan hosil bo'lsa va oqimlarga ta'sir qilsa, unda doimiy magnit yaqinida magnit maydon paydo bo'lishining sababi nima? Axir, bu magnit oqim bilan o'tkazgichga o'xshamaydi!

Amper gipotezasi. Elementar oqimlar

Avvaliga magnitlarning o'zaro ta'siri qutblarda to'plangan maxsus magnit zaryadlar bilan izohlanadi, deb o'ylangan. Ammo, elektrdan farqli o'laroq, hech kim magnit zaryadini ajrata olmadi; Axir, yuqorida aytib o'tganimizdek, magnitning shimoliy va janubiy qutblarini alohida olish mumkin emas edi - qutblar har doim magnitda juft bo'lib mavjud.

Magnit zaryadlar haqidagi shubhalar Oersted tajribasida, magnit maydon elektr toki tomonidan hosil bo'lishi ma'lum bo'lganda kuchaygan. Bundan tashqari, har qanday magnit uchun tegishli konfiguratsiya oqimiga ega o'tkazgichni tanlash mumkinligi ma'lum bo'ldi, shunda bu o'tkazgichning maydoni magnit maydoniga to'g'ri keladi.

Amper dadil gipotezani ilgari surdi. Magnit zaryadlar yo'q. Magnitning harakati uning ichidagi yopiq elektr toklari bilan izohlanadi.

Bu oqimlar nima? Bular elementar oqimlar atomlar va molekulalar ichida aylanib yuradi; ular atom orbitalari bo'ylab elektronlarning harakati bilan bog'liq. Har qanday jismning magnit maydoni ushbu elementar oqimlarning magnit maydonlaridan iborat.

Elementar oqimlar bir-biriga nisbatan tasodifiy joylashishi mumkin. Keyin ularning maydonlari o'zaro bekor qilinadi va tana magnit xususiyatlarini ko'rsatmaydi.

Ammo agar elementar oqimlar muvofiqlashtirilgan tarzda joylashtirilgan bo'lsa, unda ularning maydonlari qo'shilib, bir-birini mustahkamlaydi. Tana magnitga aylanadi (7-rasm; magnit maydon biz tomon yo'naltiriladi; magnitning shimoliy qutbi ham biz tomon yo'naltiriladi).

Guruch. 7. Elementar magnit oqimlari

Amperning elementar toklar haqidagi gipotezasi magnitlarning xossalarini oydinlashtirdi.Magnitni qizdirish va silkitish uning elementar oqimlarining tartibini buzadi, magnit xossalari esa zaiflashadi. Magnitning qutblarining ajralmasligi aniq bo'ldi: magnitni kesish nuqtasida biz uchlarida bir xil elementar oqimlarni olamiz. Tananing magnit maydonda magnitlanish qobiliyati to'g'ri "aylanayotgan" elementar oqimlarning muvofiqlashtirilgan hizalanishi bilan izohlanadi (keyingi varaqda magnit maydonda dumaloq oqimning aylanishi haqida o'qing).

Amperning gipotezasi haqiqat bo'lib chiqdi - buni fizikaning keyingi rivojlanishi ko'rsatdi. Elementar oqimlar haqidagi g'oyalar XX asrda - Amperning ajoyib taxminidan deyarli yuz yil o'tgach ishlab chiqilgan atom nazariyasining ajralmas qismiga aylandi.