Indukcję magnetyczną B danego pola – wielkość wektorową – możemy
zdefiniować poprzez siłę działającą na naładowaną cząstkę
poruszającą się w tym polu
POLE MAGNETYCZNE
Jak wytworzyć pole magnetyczne?
B=
q – ładunek cząstki
magnetyt
FB
qυ
[ 1 T = 1 N/A·m ]
Jeśli naładowana cząstka o ładunku q wpada w pole magnetyczne o
indukcji B z prędkością V, wtedy działa na nią siła, nosząca nazwę siły
Lorentza:
r
r r
FB = q υ × B
Naładowane elektrycznie cząstki, poruszające się w postaci prądu
elektrycznego w przewodniku wytwarzają pole magnetyczne.
Cząstki elementarne, np. elektrony, wytwarzają swoje własne pole
magnetyczne, które jest podstawową cechą tych cząstek, podobnie
jak ich masa i ładunek elektryczny.
FB = qυ B sin φ
Siła jest równa zeru:
q = 0, V = 0, φ = 0° lub φ = 180°.
Siła jest maksymalna gdy φ = 90°.
Reguła prawej dłoni pozwala określić kierunek iloczynu
wektorowego V×B oraz działającej siły dla dodatniego i ujemnego
ładunku
Definicja wektora indukcji magnetycznej B
Elektrostatyka – było tak
r
r F
E=
q0
Gdyby istniały monopole magnetyczne (ładunki magnetyczne),
moglibyśmy w podobny sposób zdefiniować wektor B, będący miarą
tego, jak silne jest pole magnetyczne.
Jednak takie cząstki nie zostały odkryte, dlatego też musimy określić
B inaczej.
Siła FB działająca na naładowaną cząstkę, która porusza się z
prędkością V w polu magnetycznym o indukcji B, jest zawsze
prostopadła do wektorów V i B.
Zatem siła FB nie ma składowej równoległej do wektora prędkości V.
Oznacza to, że siła FB nie może zmienić wartości prędkości V cząstki,
a więc nie może zmienić energii kinetycznej cząstki.
Siła ta zmienia tylko kierunek prędkości, a zatem nadaje jej
przyspieszenie dośrodkowe i tylko w takim sensie nadaje jej
przyspieszenie.
r
B
Zarówno pole elektryczne, jak i magnetyczne mogą działać siłą na naładowaną
cząstkę. Rozpatrzmy ruch naładowanej cząstki we wzajemnie prostopadłych
polach elektrycznym i magnetycznym (pola skrzyżowane).
Pola skrzyżowane pozwalają zmierzyć stosunek masy cząstki do jej ładunku
m/q dla cząstek poruszającej się lampie na rysunku – jest to współczesna
wersja doświadczenia J.J. Thomsona
r
B
Prędkość tego elektronu jest
znacznie
większa
niż
pozostałych dwóch cząstek
Ślady trzech cząstek, 2 elektronów (e–) i pozytonu (e+) w komorze pęcherzykowej,
umieszczonej w jednorodnym polu magnetycznym, które jest skierowane prostopadle
przed płaszczyznę rysunku. Zakrzywienie toru cząstek uzależnione jest od ich
prędkości.
Linie pola magnetycznego
Linie pola magnetycznego przechodzą
magnes i tworzą zamknięte pętle
Odkrycie elektronu
przez
Koniec magnesu, z którego linie wychodzą,
nazywamy
biegunem
północnym
magnesu;
przeciwny koniec, do którego linie wchodzą,
nazywany jest biegunem południowym.
Różnoimienne bieguny magnetyczne przyciągają
się,
a
jednoimienne
bieguny
magnetyczne
odpychają się
Magnetyzm Ziemi
Wokół Ziemi istnieje pole magnetyczne, którego
źródłem jest jej jądro, lecz mechanizm jego
powstawania jest wciąż nieznany.
(…)
… magnetycznego
Równania Maxwella są podstawą działania takich urządzeń
elektromagnetycznych jak: silnik elektryczny, cyklotron,
nadajnik i odbiornik telewizyjny, telefon, radar itp.
Równania te są również punktem
będących wprowadzeniem do optyki.
wyjścia
wielu
równań,
…
…, z jaką strumień pola magnetycznego, przechodzący przez ten
obwód zmienia się w czasie.
ε =−
r r
Φ B = B ⋅ dS
dΦ B
dt
gdzie
jest
strumieniem
magnetycznym przez powierzchnię S
Magnetyzm materii: równania Maxwella
Występowanie materiałów magnetycznych:
kasety, dyskietki, dyski, karty bankomatowe,
drukowania banknotów.
tusz
używany
do
Nowe sformułowanie prawa Faradaya
Cząstka o ładunku q0, porusza…
… Ampere’a
Pole magnetyczne może być wytworzone przez przepływający prąd i
zmieniający się strumień elektryczny.
Równania Maxwella
Omawiane do tej pory zjawiska i rządzące nimi
prawa zostały połączone w jedną spójną całość
przez szkockiego fizyka J. Maxwella, będącego
autorem tzw. układu równań Maxwella.
Maxwell
dokonał
unifikacji
oddziaływań
elektrycznych i magnetycznych, to znaczy
udowodnił…
… przewodnik na elementy ds, a następnie definiujemy
wektorowy element ds, którego kierunek jest zgodny z kierunkiem
przepływu prądu w elemencie ds. Możemy następnie zdefiniować
element prądu jako I ds
Wartość wektora dB pola wytworzonego w
punkcie P przez element prądu I ds wynosi
μ0 – przenikalność magnetyczna próżni
μr – względna przenikalność magnetyczna ośrodka
dB =
μ r μ0 I ds sin θ
4π
r2
Metoda…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)