Magnit maydon magnitlar, oqim bilan o'tkazgichlar (harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar) tomonidan yaratilgan va magnitlar, o'tkazgichlarning oqim bilan (harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar) o'zaro ta'sirida aniqlanishi mumkin bo'lgan materiyaning maxsus shaklidir.
Oersted tajribasi
Elektr va magnit hodisalari oʻrtasida chuqur bogʻliqlik borligini koʻrsatuvchi birinchi tajribalar (1820-yilda oʻtkazilgan) daniyalik fizigi X.Oerstedning tajribalari boʻldi.
Supero'tkazuvchilar yaqinida joylashgan magnit igna o'tkazgichdagi oqim yoqilganda ma'lum bir burchak ostida aylanadi. Sxema ochilganda strelka dastlabki holatiga qaytadi.
G.Oersted tajribasidan kelib chiqadiki, bu o'tkazgich atrofida magnit maydon mavjud.
Amperning tajribasi
Elektr toki oqadigan ikkita parallel o'tkazgichlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi: oqimlar bir yo'nalishda bo'lsa, ular tortadi va oqimlar teskari yo'nalishda bo'lsa, ularni qaytaradi. Bu o'tkazgichlar atrofida paydo bo'ladigan magnit maydonlarning o'zaro ta'siri tufayli yuzaga keladi.
Magnit maydonning xossalari
1. Moddiy jihatdan, ya'ni. bizdan va u haqidagi bilimimizdan mustaqil ravishda mavjud.
2. Magnitlar tomonidan yaratilgan, oqim bilan o'tkazgichlar (harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar)
3. Magnitlar, o'tkazgichlarning oqim bilan o'zaro ta'siri (harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar) bilan aniqlanadi.
4. Magnitlarga, tok o'tkazuvchi o'tkazgichlarga (harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar) qandaydir kuch bilan ta'sir qiladi.
5. Tabiatda magnit zaryadlar mavjud emas. Siz shimoliy va janubiy qutblarni ajratib, bitta qutbli tanani ololmaysiz.
6. Jismlarning magnit xossalariga ega bo'lish sababini fransuz olimi Amper topdi. Amper har qanday jismning magnit xususiyatlari uning ichidagi yopiq elektr toklari bilan belgilanadi degan xulosani ilgari surdi.
Bu oqimlar atom orbitalari atrofida elektronlarning harakatini ifodalaydi.
Agar bu oqimlar aylanib yuradigan tekisliklar tanani tashkil etuvchi molekulalarning issiqlik harakati tufayli bir-biriga nisbatan tasodifiy joylashgan bo'lsa, u holda ularning o'zaro ta'siri o'zaro kompensatsiyalanadi va tana hech qanday magnit xususiyatni namoyon qilmaydi.
Va aksincha: agar elektronlar aylanadigan tekisliklar bir-biriga parallel bo'lsa va bu tekisliklarga normalarning yo'nalishlari mos keladigan bo'lsa, unda bunday moddalar tashqi magnit maydonni kuchaytiradi.
7. Magnit kuchlar magnit maydonda ma'lum yo'nalishlarda harakat qiladi, ular magnit kuch chiziqlari deb ataladi. Ularning yordami bilan siz ma'lum bir holatda magnit maydonni qulay va aniq ko'rsatishingiz mumkin.
Magnit maydonni aniqroq tasvirlash uchun maydon kuchliroq bo'lgan joylarda maydon chiziqlari zichroq ko'rsatilishi kerak, ya'ni. bir-biriga yaqinroq. Va aksincha, maydon zaifroq bo'lgan joylarda kamroq maydon chiziqlari ko'rsatiladi, ya'ni. kamroq tez-tez joylashgan.
8. Magnit maydon magnit induksiya vektori bilan tavsiflanadi.
Magnit induksiya vektori magnit maydonni tavsiflovchi vektor miqdoridir.
Magnit induksiya vektorining yo'nalishi ma'lum bir nuqtada erkin magnit igna shimoliy qutbining yo'nalishiga to'g'ri keladi.
Maydon induksiya vektorining yo'nalishi va oqim kuchi I "o'ng vint (gimlet) qoidasi" bilan bog'liq:
agar siz gimletni o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi bo'yicha vidalasangiz, u holda ma'lum bir nuqtada uning tutqichi uchining harakat tezligining yo'nalishi bu nuqtadagi magnit induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi.
Yerning magnit maydoni - bu sayyora ichidagi manbalar tomonidan yaratilgan shakllanish. U geofizikaning tegishli bo'limining o'rganish ob'ekti hisoblanadi. Keyinchalik, Yerning magnit maydoni nima ekanligini va u qanday hosil bo'lishini batafsil ko'rib chiqamiz.
umumiy ma'lumot
Yer yuzasidan unchalik uzoq bo'lmagan joyda, taxminan uchta radius masofasida, magnit maydonning kuch chiziqlari "ikki qutbli zaryad" tizimi bo'ylab joylashgan. Bu yerda "plazma sfera" deb ataladigan hudud mavjud. Sayyora yuzasidan uzoqlashgani sari quyosh tojidan ionlangan zarrachalar oqimining ta'siri kuchayadi. Bu magnitosferaning Quyosh tomonidan siqilishiga olib keladi va aksincha, Yerning magnit maydoni qarama-qarshi, soya tomondan cho'zilgan.
Plazma sferasi
Atmosferaning yuqori qatlamlarida (ionosfera) zaryadlangan zarrachalarning yo'nalishli harakati Yer yuzasi magnit maydoniga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ikkinchisining joylashuvi sayyora yuzasidan yuz kilometr va undan yuqoriroqdir. Yerning magnit maydoni plazmasferani ushlab turadi. Biroq, uning tuzilishi quyosh shamolining faolligiga va uning chegara qatlami bilan o'zaro ta'siriga kuchli bog'liq. Sayyoramizdagi magnit bo'ronlarining chastotasi esa Quyoshdagi chaqnashlar bilan belgilanadi.
Terminologiya
"Yerning magnit o'qi" tushunchasi mavjud. Bu sayyoraning tegishli qutblaridan o'tadigan to'g'ri chiziq. "Magnit ekvator" - bu o'qga perpendikulyar bo'lgan tekislikning katta doirasi. Undagi vektor gorizontalga yaqin yo'nalishga ega. Yer magnit maydonining o'rtacha kuchi geografik joylashuvga sezilarli darajada bog'liq. Taxminan 0,5 Oe ga, ya'ni 40 A/m ga teng. Magnit ekvatorda xuddi shu ko'rsatkich taxminan 0,34 Oe ni, qutblar yaqinida esa 0,66 Oe ga yaqin.Sayyoramizning ba'zi anomaliyalarida, masalan, Kursk anomaliyasida, indikator ortib boradi va 2 Oe ni tashkil qiladi. Maydon Yer magnitosferasining murakkab tuzilishga ega bo'lgan, uning yuzasiga proyeksiyalangan va o'z qutblarida yaqinlashadigan chiziqlar "magnit meridianlar" deb ataladi.
Voqea tabiati. Taxminlar va taxminlar
Yaqinda Yer magnitosferasining paydo bo'lishi va sayyoramiz radiusining chorakdan uchdan bir qismigacha bo'lgan masofada joylashgan suyuq metall yadrosidagi oqim oqimi o'rtasidagi bog'liqlik haqidagi taxmin mavjud bo'lish huquqini qo'lga kiritdi. Olimlar, shuningdek, er qobig'i yaqinida oqadigan "tellurik oqimlar" haqida taxminlarga ega. Vaqt o'tishi bilan shakllanishning o'zgarishi borligini aytish kerak. So'nggi bir yuz sakson yil ichida Yerning magnit maydoni bir necha bor o'zgargan. Bu okean qobig'ida qayd etilgan va buni qoldiq magnitlanish tadqiqotlari tasdiqlaydi. Okean tizmalarining ikkala tomonidagi maydonlarni solishtirib, bu hududlarning ajralib chiqish vaqti aniqlanadi.
Yerning magnit qutblarining siljishi
Sayyoramizning bu qismlarining joylashuvi doimiy emas. Ularning ko'chishi fakti XIX asr oxiridan beri qayd etilgan. Janubiy yarimsharda magnit qutb bu vaqt ichida 900 km ga siljigan va Hind okeaniga kelib qolgan. Xuddi shunday jarayonlar Shimoliy qismda ham sodir bo'lmoqda. Bu erda qutb Sharqiy Sibirdagi magnit anomaliya tomon harakat qiladi. 1973 yildan 1994 yilgacha bu yerga ko'chib o'tgan masofa 270 km. Bu oldindan hisoblangan ma'lumotlar keyinchalik o'lchovlar bilan tasdiqlangan. Oxirgi ma'lumotlarga ko'ra, Shimoliy yarim sharning magnit qutbining harakat tezligi sezilarli darajada oshdi. O'tgan asrning 70-yillarida yiliga 10 km dan bu asrning boshida 60 km / yilga o'sdi. Shu bilan birga, yer magnit maydonining kuchi notekis ravishda kamayadi. Demak, so‘nggi 22 yil ichida u ba’zi joylarda 1,7 foizga, qayerdadir 10 foizga kamaygan, garchi u, aksincha, oshgan hududlar ham bor. Magnit qutblarning siljishining tezlashishi (yiliga taxminan 3 km) ularning bugungi kunda kuzatilayotgan harakati ekskursiya emas, balki boshqa inversiya deb taxmin qilishga asos beradi.
Bu bilvosita magnitosferaning janubida va shimolida "qutbli bo'shliqlar" ning ko'payishi bilan tasdiqlanadi. Quyosh toji va kosmosning ionlangan moddasi hosil bo'lgan kengayishlarga tezda kirib boradi. Natijada, Yerning qutbli hududlarida ortib borayotgan energiya miqdori to'planadi, bu o'z-o'zidan qutb muzliklarining qo'shimcha isishi bilan to'la.
Koordinatalar
Koinot nurlari fanida geomagnit maydon koordinatalaridan foydalaniladi, unga olim Makilven nomi berilgan. U birinchi bo'lib ulardan foydalanishni taklif qildi, chunki ular magnit maydondagi zaryadlangan elementlarning faolligining o'zgartirilgan versiyalariga asoslangan. Nuqta uchun ikkita koordinatadan foydalaniladi (L, B). Ular magnit qobiqni (McIlwain parametri) va maydon induksiyasini tavsiflaydi L. Ikkinchisi sferaning o'rtacha masofasining sayyora markazidan uning radiusiga nisbatiga teng parametrdir.
"Magnit moyillik"
Bir necha ming yil oldin xitoyliklar ajoyib kashfiyot qilishdi. Ular magnitlangan jismlarni ma'lum bir yo'nalishda joylashtirish mumkinligini aniqladilar. XVI asr o'rtalarida esa nemis olimi Georg Kartman bu sohada yana bir kashfiyot qildi. "Magnit moyillik" tushunchasi shunday paydo bo'ldi. Bu nom sayyora magnitosferasi ta'sirida gorizontal tekislikdan yuqoriga yoki pastga o'qning og'ish burchagini bildiradi.
Tadqiqotlar tarixidan
Geografik ekvatordan farq qiladigan shimoliy magnit ekvator mintaqasida shimoliy uchi pastga, janubda esa aksincha, yuqoriga qarab harakatlanadi. 1600 yilda ingliz shifokori Uilyam Gilbert birinchi marta ilgari magnitlangan jismlarning ma'lum xatti-harakatlarini keltirib chiqaradigan Yerning magnit maydonining mavjudligi haqida taxminlar qildi. U o'z kitobida temir o'q bilan jihozlangan to'p bilan tajribani tasvirlab berdi. Tadqiqotlari natijasida u Yer katta magnit degan xulosaga keldi. Ingliz astronomi Genri Gellibrant ham tajribalar o'tkazdi. Kuzatishlari natijasida u Yerning magnit maydoni sekin o'zgarishlarga duchor bo'ladi, degan xulosaga keldi.
Xose de Akosta kompasdan foydalanish imkoniyatini tasvirlab berdi. U Magnit va Shimoliy qutblar oʻrtasidagi farqni ham oʻrnatdi va oʻzining mashhur “Tarixi” (1590) asarida magnit burilishsiz chiziqlar nazariyasi asoslandi. Ko‘rib chiqilayotgan masalani o‘rganishga Xristofor Kolumb ham katta hissa qo‘shdi. U magnit og'ishning o'zgaruvchanligini kashf qilish uchun mas'ul edi. Transformatsiyalar geografik koordinatalarning o'zgarishiga qarab amalga oshiriladi. Magnit og'ish - ignaning shimoliy-janub yo'nalishidan og'ish burchagi. Kolumbning kashfiyoti munosabati bilan tadqiqotlar kuchaydi. Yerning magnit maydoni nima ekanligi haqidagi ma'lumot navigatorlar uchun juda zarur edi. Bu muammo ustida M.V.Lomonosov ham ishlagan. Er magnitlanishini o'rganish uchun u doimiy nuqtalar (rasadxonalarga o'xshash) yordamida tizimli kuzatishlar o'tkazishni tavsiya qildi. Lomonosovning so'zlariga ko'ra, buni dengizda qilish ham juda muhim edi. Buyuk olimning bu g'oyasi oltmish yildan keyin Rossiyada amalga oshirildi. Kanada arxipelagidagi magnit qutbning kashfiyoti qutb tadqiqotchisi ingliz Jon Rossga tegishli (1831). Va 1841 yilda u sayyoraning boshqa qutbini kashf etdi, ammo Antarktidada. Yer magnit maydonining kelib chiqishi haqidagi gipotezani Karl Gauss ilgari surgan. Tez orada u uning katta qismi sayyora ichidagi manbadan oziqlanishini isbotladi, ammo uning kichik og'ishlari sababi tashqi muhitda.
Magnit maydon uzoq vaqtdan beri odamlarda ko'plab savollarni tug'dirdi, ammo hozir ham kam ma'lum bo'lgan hodisa bo'lib qolmoqda. Ko'pgina olimlar uning xususiyatlari va xususiyatlarini o'rganishga harakat qilishdi, chunki bu sohadan foydalanishning afzalliklari va imkoniyatlari inkor etilmaydigan faktlar edi.
Keling, hamma narsani tartibda ko'rib chiqaylik. Xo'sh, har qanday magnit maydon qanday ishlaydi va hosil bo'ladi? To'g'ri, elektr tokidan. Va oqim, fizika darsliklariga ko'ra, zaryadlangan zarrachalarning yo'nalishli oqimi, shunday emasmi? Shunday qilib, oqim har qanday o'tkazgichdan o'tganda, uning atrofida ma'lum turdagi moddalar - magnit maydon harakat qila boshlaydi. Magnit maydon zaryadlangan zarrachalar oqimi yoki atomlardagi elektronlarning magnit momentlari bilan yaratilishi mumkin. Endi bu maydon va materiya energiyaga ega, biz uni oqim va uning zaryadlariga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan elektromagnit kuchlarda ko'ramiz. Magnit maydon zaryadlangan zarralar oqimiga ta'sir qila boshlaydi va ular maydonning o'ziga perpendikulyar harakatning boshlang'ich yo'nalishini o'zgartiradi.
Magnit maydonni elektrodinamik deb ham atash mumkin, chunki u harakatlanuvchi zarralar yaqinida hosil bo'ladi va faqat harakatlanuvchi zarrachalarga ta'sir qiladi. Xo'sh, u kosmos hududida bionlarni aylantirishda maxsus tuzilishga ega bo'lganligi sababli dinamikdir. Oddiy harakatlanuvchi elektr zaryadi ularni aylantirishi va harakatga keltirishi mumkin. Bionlar kosmosning ushbu hududida har qanday mumkin bo'lgan o'zaro ta'sirlarni uzatadi. Shuning uchun harakatlanuvchi zaryad barcha bionlarning bir qutbini tortadi va ularni aylantiradi. Faqat u ularni dam olish holatidan olib chiqa oladi, boshqa hech narsa yo'q, chunki boshqa kuchlar ularga ta'sir qila olmaydi.
Elektr maydonida juda tez harakatlanadigan va bir soniyada 300 000 km masofani bosib o'ta oladigan zaryadlangan zarralar mavjud. Nur bir xil tezlikka ega. Magnit maydon elektr zaryadisiz mavjud bo'lolmaydi. Bu shuni anglatadiki, zarralar bir-biri bilan nihoyatda chambarchas bog'liq va umumiy elektromagnit maydonda mavjud. Ya'ni, magnit maydonda biron bir o'zgarishlar bo'lsa, elektr maydonida ham o'zgarishlar bo'ladi. Bu qonun ham teskari.
Biz bu erda magnit maydon haqida ko'p gapiramiz, lekin buni qanday tasavvur qilishimiz mumkin? Biz buni inson yalang'och ko'zimiz bilan ko'ra olmaymiz. Bundan tashqari, maydonning nihoyatda tez tarqalishi tufayli biz uni turli xil qurilmalar yordamida aniqlashga vaqtimiz yo'q. Ammo biror narsani o'rganish uchun siz u haqida hech bo'lmaganda bir oz tasavvurga ega bo'lishingiz kerak. Shuningdek, diagrammalarda magnit maydonni ko'pincha tasvirlash kerak. Tushunishni osonlashtirish uchun shartli maydon chiziqlari chiziladi. Ularni qayerdan olishdi? Ular biron bir sababga ko'ra ixtiro qilingan.
Keling, kichik metall qatlamlar va oddiy magnit yordamida magnit maydonni ko'rishga harakat qilaylik. Keling, bu talaşlarni tekis yuzaga to'kib, magnit maydonga ta'sir qilaylik. Keyin biz ular naqsh yoki naqsh bo'yicha harakatlanishini, aylanishini va qatorga tushishini ko'ramiz. Olingan rasm magnit maydondagi kuchlarning taxminiy ta'sirini ko'rsatadi. Bu joyda barcha kuchlar va shunga mos ravishda kuch chiziqlari uzluksiz va yopiqdir.
Magnit igna kompasga o'xshash xususiyatlar va xususiyatlarga ega va kuch chiziqlari yo'nalishini aniqlash uchun ishlatiladi. Agar u magnit maydonning ta'sir zonasiga tushsa, biz uning shimoliy qutbidan kuchlarning ta'sir yo'nalishini ko'rishimiz mumkin. Keling, bu erdan bir nechta xulosalarni ajratib ko'rsatamiz: oddiy doimiy magnitning tepasi, undan kuch chiziqlari chiqadi va magnitning shimoliy qutbini belgilaydi. Janubiy qutb esa kuchlar yopiq nuqtani bildiradi. Xo'sh, magnit ichidagi kuch chiziqlari diagrammada ta'kidlanmagan.
Magnit maydon, uning xossalari va xarakteristikalari juda keng qo'llaniladi, chunki ko'p muammolarda uni hisobga olish va o'rganish kerak. Bu fizika fanidagi eng muhim hodisadir. Magnit o'tkazuvchanlik va induksiya kabi murakkabroq narsalar u bilan uzviy bog'liqdir. Magnit maydon paydo bo'lishining barcha sabablarini tushuntirish uchun biz haqiqiy ilmiy dalillarga va tasdiqlashga tayanishimiz kerak. Aks holda, murakkabroq masalalarda noto'g'ri yondashuv nazariyaning yaxlitligini buzishi mumkin.
Endi misollar keltiramiz. Biz hammamiz sayyoramizni bilamiz. Uning magnit maydoni yo'q deb aytasizmi? Siz haqsiz, lekin olimlarning aytishicha, Yer yadrosidagi jarayonlar va o‘zaro ta’sirlar minglab kilometrlarga cho‘zilgan ulkan magnit maydonni keltirib chiqaradi. Ammo har qanday magnit maydonda uning qutblari bo'lishi kerak. Va ular mavjud, ular faqat geografik qutbdan bir oz uzoqda joylashgan. Biz buni qanday his qilyapmiz? Masalan, qushlar navigatsiya qobiliyatini rivojlantirdilar va ular, xususan, magnit maydon orqali harakat qilishadi. Shunday qilib, uning yordami bilan g'ozlar Laplandiyaga eson-omon etib kelishadi. Maxsus navigatsiya qurilmalari ham bu hodisadan foydalanadi.
MAGNETIK MAYDON
Magnit maydon - bu odamlar uchun ko'rinmaydigan va nomoddiy materiyaning maxsus turi.
bizning ongimizdan mustaqil ravishda mavjud.
Qadim zamonlarda ham ilmiy mutafakkirlar magnit atrofida biror narsa borligini taxmin qilishgan.
Magnit igna.
Magnit igna - bu elektr tokining magnit ta'sirini o'rganishda zarur bo'lgan qurilma.
U igna uchiga o'rnatilgan kichik magnit bo'lib, ikkita qutbga ega: shimol va janub.Magnit igna igna uchida erkin aylana oladi.
Magnit ignaning shimoliy uchi har doim "shimol" ga ishora qiladi.
Magnit ignaning qutblarini bog'laydigan chiziq magnit ignaning o'qi deb ataladi.
Shunga o'xshash magnit igna har qanday kompasda mavjud - o'zini yo'naltirish uchun qurilma.
Magnit maydon qayerdan kelib chiqadi?
Oersted tajribasi (1820) - toki bo'lgan o'tkazgich magnit igna bilan qanday ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Elektr zanjiri yopilganda, magnit igna o'zining dastlabki holatidan chetga chiqadi, kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda, magnit igna dastlabki holatiga qaytadi.
Magnit maydon oqim o'tkazuvchi o'tkazgich atrofida (va umumiy holatda har qanday harakatlanuvchi elektr zaryadi atrofida) paydo bo'ladi.
Bu maydonning magnit kuchlari igna ustida harakat qiladi va uni aylantiradi.
Umuman olganda, aytishimiz mumkin
harakatlanuvchi elektr zaryadlari atrofida magnit maydon paydo bo'ladi.
Elektr toki va magnit maydon bir-biridan ajralmas.
BU QIZIQ...
Ko'pgina samoviy jismlar - sayyoralar va yulduzlar o'zlarining magnit maydonlariga ega.
Biroq, bizning eng yaqin qo'shnilarimiz - Oy, Venera va Marsda magnit maydon yo'q,
yerga o'xshaydi.
___
Gilbert temir bo‘lagi magnitning bir qutbiga yaqinlashtirilsa, ikkinchi qutb kuchliroq tortilishini aniqladi. Bu g'oya Gilbertning o'limidan 250 yil o'tgach patentlangan.
90-yillarning birinchi yarmida, yangi gruzin tangalari paydo bo'lganda - lari,
mahalliy cho'ntakchilar magnit sotib olishdi,
chunki bu tangalar yasalgan metall magnit tomonidan yaxshi tortilgan!
Agar siz dollarni burchakka olib, uni kuchli magnitga yaqin tutsangiz
(masalan, taqa shaklida), bir xil bo'lmagan magnit maydonni yaratish, qog'oz parchasi
qutblardan biriga qarab og‘adi. Ma’lum bo‘lishicha, dollar qog‘ozidagi siyoh tarkibida temir tuzlari bor ekan.
magnit xususiyatlarga ega, shuning uchun dollar magnitning qutblaridan biriga tortiladi.
Agar siz katta magnitni duradgorning qabariq darajasiga yaqin tutsangiz, qabariq harakatlanadi.
Gap shundaki, qabariq darajasi diamagnit suyuqlik bilan to'ldirilgan. Bunday suyuqlik magnit maydonga joylashtirilganda uning ichida teskari yo'nalishdagi magnit maydon hosil bo'ladi va u maydondan tashqariga suriladi. Shuning uchun suyuqlikdagi qabariq magnitga yaqinlashadi.
ULAR HAQIDA BILISHINGIZ KERAK!
Rossiya dengiz flotida magnit kompas biznesining tashkilotchisi mashhur deviator olim edi.
1-darajali kapitan, kompas nazariyasi bo'yicha ilmiy ishlar muallifi I.P. Belavanets.
"Pallada" fregatida dunyo bo'ylab sayohat ishtirokchisi va 1853-56 yillardagi Qrim urushi qatnashchisi. U dunyoda birinchi bo'lib kemani demagnetizatsiya qildi (1863)
va temir suv osti kemasi ichiga kompaslarni o'rnatish muammosini hal qildi.
1865 yilda u Kronshtadtdagi mamlakatdagi birinchi Kompas rasadxonasiga rahbar etib tayinlandi.
Magnit maydon- bu oqim yoki harakatlanuvchi zaryadli o'tkazgichlar o'rtasida o'zaro ta'sir sodir bo'ladigan moddiy muhit.
Magnit maydonning xossalari:
Magnit maydonning xususiyatlari:
Magnit maydonni o'rganish uchun oqim bilan sinov sxemasi qo'llaniladi. U kichik hajmga ega va undagi oqim magnit maydonni yaratadigan o'tkazgichdagi oqimdan ancha past. Tok o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib qarama-qarshi tomonlarida magnit maydonning kattaligi teng, lekin qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan kuchlar ta'sir qiladi, chunki kuchning yo'nalishi oqim yo'nalishiga bog'liq. Bu kuchlarning qo`llanish nuqtalari bir xil to`g`ri chiziqda yotmaydi. Bunday kuchlar deyiladi bir juft kuch. Bir juft kuchning ta'siri natijasida kontaktlarning zanglashiga olib borishi mumkin emas, u o'z o'qi atrofida aylanadi. Aylanish harakati xarakterlanadi moment.
, Qayerda l–juft kuchlardan foydalanish(kuchlarni qo'llash nuqtalari orasidagi masofa).
Sinov zanjiridagi oqim yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydoni ortishi bilan kuchlar juftligi momenti mutanosib ravishda ortadi. Oqim bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maksimal kuch momentining kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kattaligiga va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydoniga nisbati maydondagi ma'lum bir nuqta uchun doimiy qiymatdir. Bu deyiladi magnit induksiya.
, Qayerda 
-magnit moment oqim bilan zanjir.
Birlik magnit induksiya - Tesla [T].
Zanjirning magnit momenti– vektor miqdori, uning yo'nalishi zanjirdagi oqim yo'nalishiga bog'liq va tomonidan belgilanadi o'ng vida qoidasi: o'ng qo'lingizni mushtga mahkam bog'lang, to'rt barmog'ingizni zanjirdagi oqim yo'nalishiga qarating, keyin bosh barmog'ingiz magnit moment vektorining yo'nalishini ko'rsatadi. Magnit moment vektori har doim kontur tekisligiga perpendikulyar.
Orqada magnit induksiya vektorining yo'nalishi magnit maydonga yo'naltirilgan kontaktlarning zanglashiga olib magnit momenti vektorining yo'nalishini oling.
Magnit induksiya chizig'i- har bir nuqtadagi tangensi magnit induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladigan chiziq. Magnit induksiya chiziqlari har doim yopiq va hech qachon kesishmaydi. To'g'ri o'tkazgichning magnit induksiya chiziqlari oqim bilan o'tkazgichga perpendikulyar tekislikda joylashgan doiralar shakliga ega. Magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi o'ng vida qoidasi bilan belgilanadi. Dumaloq oqimning magnit induksion chiziqlari(oqim bilan aylanadi) ham aylana shakliga ega. Har bir lasan elementi uzunligi 
o'zining magnit maydonini yaratadigan to'g'ri o'tkazgich sifatida tasavvur qilish mumkin. Magnit maydonlar uchun superpozitsiya (mustaqil qo'shilish) printsipi qo'llaniladi. Dumaloq oqimning magnit induktsiyasining umumiy vektori o'ng qo'l vida qoidasiga ko'ra, bu maydonlarning burilish markaziga qo'shilishi natijasida aniqlanadi.
Agar magnit induksiya vektorining kattaligi va yo'nalishi fazoning har bir nuqtasida bir xil bo'lsa, magnit maydon deyiladi. bir hil. Har bir nuqtadagi magnit induksiya vektorining kattaligi va yo'nalishi vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, bunday maydon deyiladi. doimiy.
Kattalik magnit induksiya maydonning istalgan nuqtasida maydonni yaratuvchi o'tkazgichdagi oqim kuchiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional, o'tkazgichdan maydonning ma'lum bir nuqtasigacha bo'lgan masofaga teskari proportsional, muhitning xususiyatlariga va yaratuvchi o'tkazgichning shakliga bog'liq. maydon.
, Qayerda 
ON 2; Gn/m – vakuumning magnit doimiysi,
-muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi,
-muhitning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi.
Magnit o'tkazuvchanlik qiymatiga qarab, barcha moddalar uch sinfga bo'linadi:
Muhitning mutlaq o'tkazuvchanligi oshishi bilan maydonning ma'lum nuqtasida magnit induksiya ham ortadi. Magnit induksiyaning muhitning mutlaq magnit o'tkazuvchanligiga nisbati ma'lum bir poli nuqta uchun doimiy qiymat bo'lib, e deyiladi. kuchlanish.
.
Kuchlanish va magnit induktsiya vektorlari yo'nalishi bo'yicha mos keladi. Magnit maydon kuchi muhitning xususiyatlariga bog'liq emas.
Amper quvvati- magnit maydonning oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiladigan kuchi.
Qayerda l- o'tkazgichning uzunligi; 
- magnit induksiya vektori va oqim yo'nalishi orasidagi burchak.
Amper kuchining yo'nalishi tomonidan aniqlanadi chap qo'l qoidasi: chap qo'l o'tkazgichga perpendikulyar bo'lgan magnit induksiya vektorining komponenti kaftga tushadigan tarzda joylashtirilgan, to'rtta cho'zilgan barmoq oqim bo'ylab yo'naltirilgan, keyin 90 0 ga egilgan bosh barmog'i Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.
Amper kuchining natijasi o'tkazgichning ma'lum bir yo'nalishdagi harakatidir.
E 
agar 
= 90 0, keyin F=max, agar 
= 0 0, keyin F = 0.
Lorents kuchi- harakatlanuvchi zaryadga magnit maydonning kuchi.
, bu erda q - zaryad, v - uning harakat tezligi, 
- kuchlanish va tezlik vektorlari orasidagi burchak.
Lorentz kuchi har doim magnit induksiya va tezlik vektorlariga perpendikulyar. Yo'nalish tomonidan belgilanadi chap qo'l qoidasi(barmoqlar musbat zaryadning harakatini kuzatib boradi). Agar zarracha tezligining yo'nalishi bir xil magnit maydonning magnit induksiya chiziqlariga perpendikulyar bo'lsa, u holda zarracha kinetik energiyasini o'zgartirmasdan aylana bo'ylab harakatlanadi.
Lorents kuchining yo'nalishi zaryad belgisiga bog'liq bo'lganligi sababli, u zaryadlarni ajratish uchun ishlatiladi.
Magnit oqimi- magnit induksiya chiziqlariga perpendikulyar joylashgan har qanday maydondan o'tadigan magnit induksiya chiziqlari soniga teng qiymat.
, Qayerda 
- magnit induksiya va S maydonga normal (perpendikulyar) orasidagi burchak.
Birlik– Weber [Vb].
Magnit oqimni o'lchash usullari:
Magnit maydonda saytning yo'nalishini o'zgartirish (burchakni o'zgartirish)
Magnit maydonga joylashtirilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydonini o'zgartirish
Magnit maydon hosil qiluvchi oqim kuchining o'zgarishi
O'chirishning magnit maydon manbaidan masofasini o'zgartirish
Muhitning magnit xususiyatlarining o'zgarishi.
F 
Araday manbani o'z ichiga olmagan, ammo manbani o'z ichiga olgan boshqa zanjirning yonida joylashgan elektr tokini qayd etdi. Bundan tashqari, birinchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim quyidagi hollarda paydo bo'ldi: A zanjiridagi oqimning har qanday o'zgarishi bilan, zanjirlarning nisbiy harakati bilan, A zanjiriga temir tayoqning kiritilishi bilan, doimiy magnit nisbiy harakati bilan. B sxemasiga. Erkin zaryadlarning yo'naltirilgan harakati (oqim) faqat elektr maydonida sodir bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, o'zgaruvchan magnit maydon elektr maydonini hosil qiladi, bu esa o'tkazgichning erkin zaryadlarini harakatga keltiradi. Bu elektr maydoni deyiladi qo'zg'atilgan yoki girdob.
Vorteks elektr maydoni va elektrostatik maydon o'rtasidagi farqlar:
Vorteks maydonining manbai o'zgaruvchan magnit maydondir.
Vorteks maydonining kuch chiziqlari yopiq.
Yopiq zanjir bo'ylab zaryadni harakatlantirish uchun bu maydon tomonidan bajarilgan ish nolga teng emas.
Vorteks maydonining energiya xarakteristikasi potentsial emas, balki induktsiyalangan emf- zaryad birligini yopiq zanjir bo'ylab harakatlantirish uchun tashqi kuchlarning (elektrostatik bo'lmagan kelib chiqish kuchlari) ishiga teng qiymat.
.Voltlarda o'lchanadi[IN].
Vorteks elektr maydoni magnit maydonning har qanday o'zgarishi bilan, o'tkazuvchi yopiq zanjir mavjudligi yoki yo'qligidan qat'i nazar, paydo bo'ladi. Sxema faqat vorteks elektr maydonini aniqlashga imkon beradi.
Elektromagnit induksiya- bu yopiq kontaktlarning zanglashiga olib boradigan magnit oqimining har qanday o'zgarishi bilan induktsiyalangan emfning paydo bo'lishi.
Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan emf induktsiyali oqim hosil qiladi.
.
Induksion oqimning yo'nalishi tomonidan belgilanadi Lenz qoidasi: induksion oqim shunday yo'nalishda bo'ladiki, u tomonidan yaratilgan magnit maydon bu oqimni hosil qilgan magnit oqimdagi har qanday o'zgarishlarga qarshi turadi.
Elektromagnit induksiya uchun Faraday qonuni: Yopiq pastadirdagi induktsiyalangan emf, pastadir bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimning o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
T 
oki fuko- o'zgaruvchan magnit maydonga joylashtirilgan katta o'tkazgichlarda paydo bo'ladigan indüksiyon oqimlari. Bunday o'tkazgichning qarshiligi past, chunki u katta S kesimga ega, shuning uchun Fuko oqimlari katta qiymatga ega bo'lishi mumkin, buning natijasida o'tkazgich qizib ketadi.
O'z-o'zini induktsiya qilish- bu o'tkazgichdagi oqim kuchi o'zgarganda induktsiyalangan emfning paydo bo'lishi.
Oqim o'tkazuvchi o'tkazgich magnit maydon hosil qiladi. Magnit induktsiya oqim kuchiga bog'liq, shuning uchun ichki magnit oqim ham oqim kuchiga bog'liq.
, bu erda L - mutanosiblik koeffitsienti, induktivlik.
Birlik induktivlik - Genri [H].
Induktivlik Supero'tkazuvchilar uning o'lchamiga, shakliga va muhitning magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq.
Induktivlik o'tkazgich uzunligi ortishi bilan ortadi, burilishning induktivligi bir xil uzunlikdagi to'g'ri o'tkazgichning induktivligidan katta bo'ladi, g'altakning induktivligi (ko'p burilishli o'tkazgich) bir burilishning induktivligidan katta bo'ladi. , g'altakning induktivligi, agar unga temir tayoq kiritilsa, ortadi.
O'z-o'zini induksiya qilish uchun Faraday qonuni:
.
O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf tokning o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf o'z-o'zidan induksion tok hosil qiladi, bu har doim zanjirdagi tokning har qanday o'zgarishiga yo'l qo'ymaydi, ya'ni agar oqim kuchaysa, o'z-o'zidan induksiya toki teskari yo'nalishga yo'naltiriladi; kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kamayganda, o'z-o'zidan induksiya toki. induksion oqim bir xil yo'nalishda yo'naltiriladi. Bobinning induktivligi qanchalik katta bo'lsa, unda yuzaga keladigan o'z-o'zidan induktiv emf shunchalik katta bo'ladi.
Magnit maydon energiyasi oqim noldan maksimal qiymatgacha ko'tarilgan vaqt davomida oqimning o'z-o'zidan paydo bo'lgan emfni engish uchun qiladigan ishiga teng.
.
Elektromagnit tebranishlar- bu zaryadning davriy o'zgarishi, oqim kuchi va elektr va magnit maydonlarning barcha xususiyatlari.
Elektr tebranish tizimi(tebranish sxemasi) kondansatör va induktordan iborat.
Tebranishlarning paydo bo'lish shartlari:
Tizim muvozanatdan chiqarilishi kerak, buning uchun kondansatkichni zaryadlang. Zaryadlangan kondensatorning elektr maydon energiyasi:
.
Tizim muvozanat holatiga qaytishi kerak. Elektr maydoni ta'sirida zaryad kondensatorning bir plitasidan ikkinchisiga o'tadi, ya'ni lasan orqali oqadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki paydo bo'ladi. Induktorda oqim kuchayishi bilan o'z-o'zidan induksiya emf paydo bo'ladi, o'z-o'zidan induksiya oqimi teskari yo'nalishda yo'naltiriladi. Bobindagi oqim pasayganda, o'z-o'zidan induksiya oqimi bir xil yo'nalishga yo'naltiriladi. Shunday qilib, o'z-o'zidan induksiya oqimi tizimni muvozanat holatiga qaytarishga intiladi.
Devrenning elektr qarshiligi past bo'lishi kerak.
Ideal tebranish davri qarshilikka ega emas. Undagi tebranishlar deyiladi ozod.
Har qanday elektr zanjiri uchun Ohm qonuni bajariladi, unga ko'ra kontaktlarning zanglashiga olib keladigan emf zanjirning barcha bo'limlaridagi kuchlanishlar yig'indisiga teng. Tebranish pallasida oqim manbai yo'q, lekin kondansatkichdagi kuchlanishga teng bo'lgan induktorda o'z-o'zidan induktiv emf paydo bo'ladi.
Xulosa: kondansatör zaryadi garmonik qonunga muvofiq o'zgaradi.
Kondensator kuchlanishi:
.
Zanjirdagi oqim kuchi:
.
Kattalik 
- joriy amplituda.
To'lovdan farqi 
.
Zanjirdagi erkin tebranishlar davri:
Kondensatorning elektr maydon energiyasi:
Bobin magnit maydoni energiyasi:
Elektr va magnit maydonlarining energiyalari garmonik qonunga muvofiq o'zgaradi, lekin ularning tebranish fazalari har xil: elektr maydonining energiyasi maksimal bo'lsa, magnit maydonning energiyasi nolga teng.
Tebranish tizimining umumiy energiyasi:
.
IN ideal kontur umumiy energiya o'zgarmaydi.
Tebranish jarayonida elektr maydonining energiyasi to'liq magnit maydon energiyasiga aylanadi va aksincha. Bu shuni anglatadiki, har qanday vaqtda energiya elektr maydonining maksimal energiyasiga yoki magnit maydonning maksimal energiyasiga teng bo'ladi.
Haqiqiy tebranish sxemasi qarshilikni o'z ichiga oladi. Undagi tebranishlar deyiladi so'nish.
Ohm qonuni quyidagi shaklda bo'ladi:
Agar amortizatsiya kichik bo'lsa (tebranishlarning tabiiy chastotasining kvadrati damping koeffitsientining kvadratidan ancha katta bo'lsa), logarifmik sönümleme kamayishi:
Kuchli damping bilan (tebranishning tabiiy chastotasining kvadrati tebranish koeffitsientining kvadratidan kichik):
Ushbu tenglama kondansatkichni rezistorga tushirish jarayonini tavsiflaydi. Induktivlik bo'lmasa, tebranishlar sodir bo'lmaydi. Ushbu qonunga ko'ra, kondansatör plitalaridagi kuchlanish ham o'zgaradi.
Umumiy energiya haqiqiy zanjirda kamayadi, chunki oqim o'tishi paytida issiqlik qarshilik R ga chiqariladi.
O'tish jarayoni- bir ish rejimidan ikkinchisiga o'tish paytida elektr zanjirlarida sodir bo'ladigan jarayon. Vaqt bo'yicha hisoblangan ( 
), bunda o'tish jarayonini tavsiflovchi parametr e marta o'zgaradi.
Uchun kondansatör va rezistorli sxema:
.
Maksvellning elektromagnit maydon nazariyasi:
1 pozitsiya:
Har qanday o'zgaruvchan elektr maydoni vorteks magnit maydonini hosil qiladi. O'zgaruvchan elektr maydonini Maksvell siljish oqimi deb atagan, chunki u oddiy oqim kabi magnit maydonni keltirib chiqaradi.
O'zgartirish oqimini aniqlash uchun dielektrikli kondansatör ulangan tizim orqali oqimning o'tishini ko'rib chiqing.
Yo'naltirilgan oqim zichligi:
. Oqim zichligi kuchlanishning o'zgarishi yo'nalishi bo'yicha yo'naltiriladi.
Maksvellning birinchi tenglamasi:
- vorteks magnit maydoni ham o'tkazuvchanlik oqimlari (harakatlanuvchi elektr zaryadlari) va siljish oqimlari (o'zgaruvchan elektr maydoni E) tomonidan hosil bo'ladi.
2 pozitsiya:
Har qanday o'zgaruvchan magnit maydon vorteks elektr maydonini hosil qiladi - elektromagnit induksiyaning asosiy qonuni.
Maksvellning ikkinchi tenglamasi:
- har qanday sirt orqali magnit oqimining o'zgarish tezligini va bir vaqtning o'zida paydo bo'ladigan elektr maydon kuchlari vektorining aylanishini bog'laydi.
Oqim o'tkazuvchi har qanday o'tkazgich kosmosda magnit maydon hosil qiladi. Agar oqim doimiy bo'lsa (vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa), u bilan bog'liq magnit maydon ham doimiydir. O'zgaruvchan oqim o'zgaruvchan magnit maydon hosil qiladi. Tok o'tkazuvchi o'tkazgichning ichida elektr maydoni mavjud. Shuning uchun o'zgaruvchan elektr maydoni o'zgaruvchan magnit maydonni hosil qiladi.
Magnit maydon vorteksdir, chunki magnit induksiya chiziqlari doimo yopiq. Magnit maydon kuchining H kattaligi elektr maydon kuchining o'zgarish tezligiga proportsionaldir. 
. Magnit maydon kuchlanish vektorining yo'nalishi 
elektr maydon kuchining o'zgarishi bilan bog'liq 
o'ng vida qoidasi: o'ng qo'lingizni mushtga mahkam bog'lang, bosh barmog'ingizni elektr maydon kuchining o'zgarishi yo'nalishiga qarating, so'ngra egilgan 4 barmoq magnit maydon kuch chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi.
Har qanday o'zgaruvchan magnit maydon vorteks elektr maydonini hosil qiladi, kuchlanish chiziqlari yopiq va magnit maydon kuchiga perpendikulyar tekislikda joylashgan.
Vorteks elektr maydonining E intensivligining kattaligi magnit maydonning o'zgarish tezligiga bog'liq. 
. E vektorining yo'nalishi H magnit maydonining o'zgarish yo'nalishi bilan chap vint qoidasi bilan bog'liq: chap qo'lingizni mushtga ushlang, bosh barmog'ingizni magnit maydonning o'zgarishi yo'nalishiga qarating, egilgan to'rtta barmoq buni ko'rsatadi. vorteks elektr maydonining intensivlik chiziqlari yo'nalishi.
O'zaro bog'langan vorteks elektr va magnit maydonlar to'plamini ifodalaydi elektromagnit maydon. Elektromagnit maydon paydo bo'lgan joyda qolmaydi, balki kosmosda ko'ndalang elektromagnit to'lqin shaklida tarqaladi.
Elektromagnit to'lqin- bu bir-biri bilan bog'liq bo'lgan elektr va magnit maydonlarning vorteksning kosmosda tarqalishi.
Elektromagnit to'lqinning paydo bo'lish sharti– zaryadning tezlanish bilan harakatlanishi.
Elektromagnit to'lqin tenglamasi:
- elektromagnit tebranishlarning siklik chastotasi
t – tebranishlar boshlangan vaqt
l - to'lqin manbasidan kosmosdagi ma'lum bir nuqtagacha bo'lgan masofa
- to'lqinlarning tarqalish tezligi
To'lqinning o'z manbasidan ma'lum bir nuqtaga o'tishi uchun ketadigan vaqt.
Elektromagnit to'lqindagi E va H vektorlari bir-biriga va to'lqinning tarqalish tezligiga perpendikulyar.
Elektromagnit to'lqinlarning manbai- tez o'zgaruvchan toklar oqadigan o'tkazgichlar (makroemitterlar), shuningdek, hayajonlangan atomlar va molekulalar (mikroemitterlar). Tebranish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, kosmosda yaxshiroq elektromagnit to'lqinlar chiqariladi.
Elektromagnit to'lqinlarning xususiyatlari:
Barcha elektromagnit to'lqinlar ko'ndalang
Bir hil muhitda elektromagnit to'lqinlar doimiy tezlikda tarqaladi, bu atrof-muhitning xususiyatlariga bog'liq:
- muhitning nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi
- vakuumning dielektrik o'tkazuvchanligi; 
F/m, Cl 2 /nm 2
- muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi
- vakuumning magnit doimiysi, 
ON 2; Gn/m
Elektromagnit to'lqinlar to'siqlardan aks ettirilgan, so'rilgan, sochilgan, singan, qutblangan, diffraksiyalangan, aralashgan.
Volumetrik energiya zichligi elektromagnit maydon elektr va magnit maydonlarining hajmli energiya zichligidan iborat:
To'lqin energiyasi oqimining zichligi - to'lqin intensivligi:
-Umov-Poynting vektori.
Barcha elektromagnit to'lqinlar bir qator chastotalar yoki to'lqin uzunliklarida joylashgan ( 
). Bu qator elektromagnit to'lqinlar shkalasi.
Past chastotali tebranishlar. 0 – 10 4 Gts. Generatorlardan olingan. Ular yomon nurlanishadi
Radio to'lqinlari. 10 4 – 10 13 Gts. Ular tez o'zgaruvchan toklarni olib yuradigan qattiq o'tkazgichlar tomonidan chiqariladi.
Infraqizil nurlanish– atom ichidagi va molekulyar ichidagi jarayonlar tufayli 0 K dan yuqori haroratlarda barcha jismlar tomonidan chiqariladigan to'lqinlar.
Ko'rinadigan yorug'lik- ko'zga ta'sir qiluvchi, vizual tuyg'uni keltirib chiqaradigan to'lqinlar. 380-760 nm
Ultraviyole nurlanish. 10 - 380 nm. Ko'rinadigan yorug'lik va ultrabinafsha nurlar atomning tashqi qobig'idagi elektronlarning harakati o'zgarganda paydo bo'ladi.
rentgen nurlanishi. 80 – 10 -5 nm. Atomning ichki qobiqlaridagi elektronlar harakati o'zgarganda sodir bo'ladi.
Gamma nurlanishi. Atom yadrolarining parchalanishi paytida paydo bo'ladi.