Отметь правильные варианты ответа Известно, что если ферромагнитный стержень поместить в соленоид, по которому проходит ток, и намагнитить, то после и.
Отметь правильные варианты ответа
Известно, что если ферромагнитный
стержень поместить в соленоид, по
которому проходит ток, и намагнитить, то
после извлечения из соленоида
стержень можно использовать как
постоянный магнит.
Постоянными
называют магниты, сохраняющие
магнитные свойства в отсутствие
внешнего магнитного поля.
Выбери верные утверждения,
относящиеся к постоянным
магнитам.
При нагревании до некоторой
Ответы
длина 1 = скорость волны/6
длина 2 = скорость волны/4
так так.я знаю ответ в этом случай. в результате чего ты взяла и написала.
Ферромагнетизм
Специальные опыты, проведенные де Гаазом, показали, что ферромагнетизм обусловлен спиновым магнитным моментом электронов, а не их орбитальным движением. Причем в этих веществах образуются целые области (домены), в которых нескомпенсированные спиновые моменты ориентированы в одном направлении. При отсутствии магнитного поля домены ориентированы хаотически, а при наложении внешнего магнитного поля ориентируются вдоль него (рис. 1).
Этим объясняются свойства ферромагнетиков:
1) ферромагнитные свойства вещества проявляются только тогда, когда соответствующее вещество находится в кристаллическом состоянии;
2) для каждого вещества имеется определенная температура (точка Кюри), выше которой ферромагнитные свойства исчезают и ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик;
3) магнитная проницаемость ферромагнетика зависит от внешнего магнитного поля (рис. 2).
Вначале растет с увеличением затем, достигая максимума, начинает уменьшаться, стремясь в случае сильных полей к 1 (при значении магнитной индукции все домены ориентированы вдоль поля и при дальнейшем увеличении магнитная индукция в образце перестает изменяться, а увеличивается и магнитная проницаемость уменьшается;
4) ферромагнетики намагничиваются до насыщения в слабых магнитных полях. На рисунке 3 показано, как изменяется магнитная индукция в стали с изменением внешнего поля . Для сравнения: парамагнетик намагничивается до насыщения в полях с = 100 — 1000 Тл;
5) у ферромагнетиков наблюдается остаточная намагниченность. Если, например, ферромагнитный стержень поместить в соленоид, по которому проходит ток, и намагнитить до насыщения (точка А) (рис. 4), а затем уменьшать ток в соленоиде, а вместе с ним и , то можно заметить, что индукция поля в стержне в процессе его размагничивания остается все время большей, чем в процессе намагничивания. Когда (ток в соленоиде выключен), индукция будет равна (остаточная индукция).
Стержень можно вынуть из соленоида и использовать как постоянный магнит. Чтобы окончательно размагнитить стержень, нужно пропустить по соленоиду ток противоположного направления, т.е. приложить внешнее магнитное поле с противоположным направлением . Увеличивая теперь по модулю индукцию этого поля, размагничивают стержень (). Модуль индукции магнитного поля, размагничивающего намагниченный ферромагнетик, называют коэрцитивной силой. При дальнейшем увеличении можно намагнитить стержень до насыщения (точка А’).
Уменьшая теперь до нуля, получают опять постоянный магнит, но с индукцией — противоположного направления. Чтобы вновь размагнитить стержень, нужно снова включить в соленоид ток первоначального направления, и стержень размагнитится, когда индукция станет равной . Продолжая увеличивать , снова намагничивают стержень до насыщения (точка А).
Таким образом, при намагничивании и размагничивании ферромагнетика индукция отстает от . Это отставание от называется явлением гистерезиса. Изображенная на рисунке 4 кривая называется петлей гистерезиса. Величины , и определяют область применения ферромагнетиков для практических целей. Ферромагнетики с узкой петлей гистерезиса (малое значение и (рис. 5, а) называют мягкими, их используют для изготовления сердечников трансформаторов, генераторов, двигателей, где ферромагнетик подвергается частым перемагничиваниям. Ферромагнетики с широкой петлей гистерезиса (большое значение и ) (рис. 5, б) называют жесткими и используют для изготовления постоянных магнитов;
6) процесс намагничивания ферромагнетиков сопровождается изменением их линейных размеров и объема. Это явление называется магнитострикцией.
Магнитное поле постоянных магнитов
До сих пор мы рассматривали магнитное поле, создаваемое проводниками с током. Однако, магнитное поле создается и постоянными магнитами, в которых электрический ток отсутствует, в том смысле, что заряженные частицы не совершают направленного движения по проводнику. Еще до открытия Эрстеда магнитное поле постоянных магнитов пытались объяснить наличием магнитных зарядов, находящихся в теле, подобно тому, как электрические заряды создают электрическое поле. Противоположные полюса магнита считали сосредоточением магнитных зарядов разных знаков. Однако первой трудностью была невозможность разделить эти полюса. После разрезания полосового магнита не получалось отдельно северного и южного полюсов – получалось два магнита, у каждого из которых был и северный, и южный полюс. Поиски магнитных зарядов («монополей») продолжаются до сих пор, и пока безуспешно. Ампер предложил более естественное объяснение. Поскольку виток с током создает поле, похожее на поле полосового магнита, Ампер предположил, что в веществе, а точнее в атомах, присутствуют заряженные частицы, совершающие круговое движение, и создающие таким образом, круговые «атомные» токи.
Эта идея хорошо согласовалась с предложенной впоследствии моделью атома Резерфорда. Понятно также, почему вещество в обычном состоянии практически не проявляет магнитных свойств. Для того, чтобы поля различных «витков» сложились, они должны быть расположены так, как показано на рисунке, чтобы их поля были сориентированы в одном направлении. Но в силу теплового движения, их направления ориентированы хаотически друг по отношению к другу во всех направлениях. А поскольку магнитные поля складываются по векторному закону, то суммарное поле равно нулю. Это справедливо для большинства металлов и других веществ. Упорядочить атомные токи можно лишь в некоторых металлах, называемых ферромагнетиками. Именно в них магнитные свойства проявляются очень заметно. Многие металлы, например медь и алюминий не проявляют заметных магнитных свойств, например, не могут быть намагничены. Наиболее известный пример ферромагнетика – железо. В нем существуют довольно большие по сравнению с размером атома области (10 -6 -10 -4 см) — домены, в которых атомные токи уже строго упорядочены. Сами области хаотически расположены по отношению друг к другу – металл не намагничен. Помещая его в магнитное поле, мы можем перевести домены в упорядоченное состояние – намагнитить металл, причем, убрав внешнее поле, мы сохраним его намагниченность. В процессе намагничивания домены с ориентацией атомных токов вдоль внешнего поля растут, другие – уменьшаются. Мы видели, что виток с током в магнитном поле поворачивается силой Ампера так, чтобы его магнитное поле установилось по внешнему полю.Это положение равновесия витка, которое он и стремится занять. После того, как внешнее поле выключается, ориентация атомных токов сохраняется. Некоторые сорта стали сохраняют намагниченность очень устойчиво – их них можно делать постоянные магниты. Другие сорта легко перемагничиваются, они годятся для производства электромагнитов. Если поместить в соленоид ферромагнитный стержень, то создаваемое в нем поле увеличится в 10-20 тысяч раз.
Таким образом, магнитное поле всегда создается электрическим током, либо протекающим по проводнику, когда заряды перемещаются на расстояния во много раз больше атомных (такие токи называются макроскопическими), либо микроскопическими (атомными) токами.
Магнитное поле Земли.Одним из первых наблюдений магнитного поля и использования его в прикладных целях было обнаружение магнитного поля Земли. В древнем Китае магнитную стрелку (полосовой магнит) использовали для определения направления на север, что делается и в современных компасах. Очевидно, во внутренней части Земли существуют некие токи, которые и приводят к появлению небольшого (примерно 10 -4 Тл) магнитного поля. Если предположить, что оно связано с вращением Земли, внутри нее есть круговые токи вокруг ее оси, и соответствующее магнитное поле (как поле витка) должно быть сориентировано внутри Земли вдоль оси ее вращения. Линии индукции должны выглядеть, как показано на рисунке.
Видно, что северный магнитный полюс Земли находится вблизи ее южного географического полюса. Линии индукции замыкаются во внешнем пространстве, причем вблизи поверхности земли они ориентированы вдоль географических меридианов. Именно вдоль них в направлении на север устанавливается северный конец магнитной стрелки. С магнитным полем Земли связано еще одно важное явление. Из космоса в атмосферу земли приходит большое количество элементарных частиц, некоторые заряжены. Магнитное поле играет роль барьера для их попадания в нижние слои атмосферы, где они могут представлять опасность. Рассматривая движение заряженной частицы в магнитном поле под действием силы Лоренца, мы видели, что она начинает двигаться по винтовой линии вдоль линии индукции магнитного поля. Это и происходит с заряженными частицами в верхних слоях атмосферы. Двигаясь вдоль линий, они «уходят» к полюсам, и входят в атмосферу вблизи географических полюсов. При их взаимодействии с молекулами происходит свечение (испускание света атомами), которое и создает северные сияния. В неполярных широтах они не наблюдаются.
Тангенсные измерительные приборы.Для измерения величины индукции неизвестного магнитного поля (например, Земли) разумно предложить способ сравнения этого поля с каким-нибудь известным. Например, с полем длинного прямого тока. Тангенсный метод дает такой способ сравнения. Предположим, мы хотим измерить горизонтальную составляющую магнитного поля Земли в некоторой точке. Разместим рядом с ней длинный вертикальный провод, чтобы его середина была близко к этой точке, а длина была много больше расстояния до нее (рисунок, вид сверху).
Если ток в проводе не течет, то магнитная стрелка в точке наблюдения установится вдоль поля Земли (на рисунке – вверх, вдоль ВЗ). Будем увеличивать ток в проводе. Стрелка начинает отклоняться влево. Поскольку появляется поле тока ВТ, направленное на рисунке горизонтально. Полное поле направлено по диагонали прямоугольника, как того требует правило сложения векторов ВЗ и ВТ. Когда ток достигнет некоторого значения I0, угол, образуемый стрелкой станет равен 45 0 . Это значит, что выполнилось равенство ВЗ=ВТ. Но поле ВТ нам известно . Измерив x и I0 с помощью амперметра, можно вычислить ВТ, а следовательно и ВЗ. Метод называется тангенсным, потому что выполнено условие .
Ферромагнитный стержень в ненамагниченном состоянии помещается внутрь соленоида. При медленном увеличении тока в соленоиде от нуля до некоторого значения, намагниченность стержня.. 1. Увеличивается пропорционально току
2. Какое-то время остается равной нулю, а потом начинает линейно возрастать с увеличением тока
3. Сначала возрастает по мере увеличения тока, а затем остается постоянной
4. Остается равной нулю
5. Увеличивается пропорционально квадрат
При увеличении силы тока растет и индукция внешнего магнитного поля В₀.
Из графика следует, что рост намагниченности стержня происходит по кривой B = f(В₀)