Вопрос 2 § 36 Физика 9 класс Перышкин Как обнаруживается магнитное поле? – Рамблер/класс

Вопрос 2 § 36 Физика 9 класс Перышкин Как обнаруживается магнитное поле? – Рамблер/класс

Интересные вопросы

Школа

Подскажите, как бороться с грубым отношением одноклассников к моему ребенку?

Новости

Поделитесь, сколько вы потратили на подготовку ребенка к учебному году?

Школа

Объясните, это правда, что родители теперь будут информироваться о снижении успеваемости в школе?

Школа

Когда в 2018 году намечено проведение основного периода ЕГЭ?

Новости

Будет ли как-то улучшаться система проверки и организации итоговых сочинений?

Вузы

Подскажите, почему закрыли прием в Московский институт телевидения и радиовещания «Останкино»?

Кто знает?
Как обнаруживается магнитное поле?

ответы

Магнитное поле можно обнаружить по его действию на магнитную стрелку или на проводник с током.

ваш ответ

Можно ввести 4000 cимволов

отправить

дежурный

Нажимая кнопку «отправить», вы принимаете условия  пользовательского соглашения

похожие темы

Экскурсии

Мякишев Г.Я.

Досуг

Химия

похожие вопросы 5

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №475 В обоих случаях поплавок плавает. В какую жидкость он погружается глубже?

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают

сначала в воду, потом в масло. В обоих (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №476 Изобразите силы, действующие на тело.

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

Васильевых. 50 вариантов ответов по русскому языку. Вариант 31 ч.2 Задание 13 ОГЭ Русский язык 9 класс Однородное подчинение придаточных

     Среди предложений    21-29:  
      (21) И Митрофанов услышал в этом смехе и прощение себе, и даже какое-то (Подробнее…)

ГДЗРусский языкОГЭ9 классВасильевых И.П.

16. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)… Цыбулько И. П. Русский язык ЕГЭ-2017 ГДЗ. Вариант 13.

16.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

ЕГЭ-2017 Цыбулько И. П. Русский язык ГДЗ. Вариант 13. 18. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)…

18.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

Физика 9 кл. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Подробности

Просмотров: 241

 

1. Как на опыте обнаружить наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

Проволочная трехсторонняя рамка подвешена и может отклоняться от вертикали.
Короткая сторона находится в области наиболее сильного поля дугообразного магнита, располагаясь между его полюсами.

Рамка присоединена к источнику тока последовательно с реостатом и ключом.
При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и сторона ВС втягивается в пространство между полюсами.

Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник ВС двигаться не будет.
Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

2. Как обнаруживается магнитное поле?

Действие магнитного поля на проводник с током используется для обнаружения магнитного поля.

Даже при использовании компаса наблюдается действие магнитного поля на элементарные электрические токи в молекулах и атомах магнитного вещества, из которого изготовлена стрелка компаса.
Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

3. От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

При изменении направления тока в проводнике меняется и направление движения проводника в магнитном поле, а значит, и направление действующей на него силы.
Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита, т. е. изменить направление линий магнитного поля.

!!! Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линией магнитной индукции или параллельны ей.

4. Как читается правило левой руки для находящегося в магнитном поле проводника с током? для движущейся в этом поле заряженной частицы?

Правило левой руки для проводника с током
(проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля) :

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Правило левой руки для заряженной частицы
(частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям):

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены против движения отрицательно заряженной частицы, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

5. Что принимается за направление тока во внешней части электрической цепи?

За направление тока во внешней части электрической цепи (т. е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи.

В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

6. Что можно определить, пользуясь правилом левой руки?

Пользуясь правилом левой руки, можно определить:

— направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током,
— направление силы, действующей в магнитном поле на движущуюся заряженную частицу.

Если известны направление линий магнитного поля и направление действующей на проводник силы, то можно определить направление тока в проводнике.

Если известны направления магнитных линий, силы и скорости движения частицы, то можно определить знак заряда движущейся частицы.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

электромагнетизм — Как «обнаруживаются» магнитные поля?

Задать вопрос

спросил 2 года, 4 месяца назад

Изменено 2 года, 4 месяца назад

Просмотрено 74 раза

$\begingroup$

Читая «Электродинамику» Гриффита, я не совсем понял, как были введены магнитные поля.

Электрические поля были введены в качестве промежуточного расчета для определения электростатической силы, и их обнаружение в некотором смысле имеет смысл, поскольку поле и сила имеют одно и то же направление. В частности, электрическое поле (самостоятельный физический объект) представляет собой силу на единицу заряда.

Однако магнитные поля были введены как «то, что обнаруживается стержневыми магнитами». Мы использовали стержневой магнит, чтобы сделать вывод, что магнитное поле вне прямого провода с током образует концентрические круги, а затем поднесли другой провод с током, чтобы увидеть направление «силы». Затем мы пришли к выводу, что закон силы должен иметь вид $q(v \times B)$.

Мой вопрос таков: как мы пришли к выводу, что стержневой магнит обнаруживает поле, а не силу, и как он обнаруживает поле, а не силу? В чем разница между тем, что происходит в проводнике с током и в стержневом магните в присутствии магнитного поля?

• электромагнетизм
• магнитные поля
• магнитостатика

$\endgroup$

$\begingroup$

Таким образом, когда мы говорим стержневой магнит, полезно напомнить себе, что самыми ранними примерами этого были компасы. Известно, что компасы указывают на север, но точная причина, по которой они указывали на север, была немного загадочной. Можно разумно предположить странное поле, направленное с севера на юг.

Технически нет причин, по которым это не могло бы работать так, как электрический диполь будет ориентироваться в электрическом поле, я полагаю. Поэтому я думаю, что на этот вопрос можно ответить, только обратившись к отсутствию обнаруженных магнитных монополей и к тому факту, что у каждого магнита есть как северный, так и южный полюс. Например, когда вы разрезаете стержневой магнит пополам, вы не получаете только Северный полюс и Южный полюс по отдельности, вы получаете два меньших стержневых магнита. Это значительно усложняет утверждение о том, что сила исходит от одной стороны магнита, притягиваемой к Северному полюсу, а другая сторона притягивается к Южному полюсу прямыми силами.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Сверхточное обнаружение магнитного поля с использованием

изображение: Хариклея Труллиноу и доктор Вито Джованни Лучиверо работают на экспериментальной установке в лаборатории ICFO. Изображение предоставлено: ©ICFO посмотреть больше 

Кредит: ICFO

Точное обнаружение магнитных полей важно для приложений, которые варьируются от магнитной визуализации мозга до обнаружения затонувших кораблей и исследования Солнечной системы. Для многих из этих приложений наиболее чувствительными приборами для измерения магнитного поля (магнитометрами) являются «магнитометры с оптической накачкой», которые используют лазерный свет для исследования магниточувствительных атомов. Во многих случаях чувствительность этих инструментов ограничена случайными изменениями (шумами) используемого лазерного излучения. Если этот шум можно уменьшить, магнитометр станет более чувствительным, и можно будет обнаруживать мельчайшие изменения в магнитном поле.

Ученые усердно работают над тем, чтобы их лазеры были как можно более бесшумными, но есть ограничения: свет, даже лазерный свет, поступает в виде пакетов энергии (фотонов), и случайный приход этих фотонов производит шум, известный как «выстрел». шум.» Даже у самого тихого лазера есть дробовой шум, и это часто ограничивает точность измерения.

Тем не менее, предел дробового шума не является абсолютным. Если бы можно было организовать фотоны так, чтобы они прибывали более регулярным потоком, больше похожим на пиво, вытекающее из крана в баре, чем на капли дождя, случайно падающие на крышу, световой поток был бы тише, а измерения — более точными. Хотя организовать фотоны таким образом непросто, это не невозможно. Идея, известная как «сжатый свет», была предложена теоретиком в 1981 как способ улучшить чувствительность детекторов гравитационных волн, которые также используют лазерный свет. Четыре десятилетия спустя сжатый свет регулярно используется в детекторах гравитационных волн, таких как LIGO и VIRGO, для повышения чувствительности и более точного понимания событий, таких как столкновения черных дыр.

Может ли этот метод сжатого света также улучшить магнитометры? До этой статьи ответ был неизвестен. Самый ранний эксперимент по применению сжатого света к магнитометру (также проведенный в ICFO) показал улучшенную чувствительность. Но более поздний эксперимент с более чувствительным магнитометром показал обратное, что сжатый свет не помог. Почти десятилетие оставался открытым вопрос: «Может ли сжатый свет улучшить чувствительность чувствительного магнитометра?»

В недавнем исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, исследователи ICFO Charikleia Troullinou , Ricardo Jiménez-Martínez , Vito Giovanni Lucivero , под руководством профессора ICREA ICFO Kong07 JMitchell в сотрудничестве с из Университета Ханчжоу Дяньцзи в Китае, разрешите этот вопрос. Они показывают, что решающим фактором является уклонение от измерения обратного действия. То есть свет, который исследует атомы, должен возмущать атомы только таким образом, чтобы не изменить их реакцию на магнитное поле. Затем они сконструировали уклоняющийся магнитометр обратного действия, применили сжатый свет и увидели, что это улучшило чувствительность.

В своем эксперименте команда построила магнитометр Белла-Блума (BB) с оптической накачкой (OPM) и использовала сжатый поляризационный свет для наблюдения за реакцией плотного горячего облака атомов рубидия ( ⁸⁷ Rb) на магнитное поле. .

Как комментирует Хариклея Труллиноу: «Мы использовали линейно поляризованный свет для исследования магнитных свойств ансамбля горячих плотных атомов и реализовали очень чувствительный магнитометр, ограниченный в основном квантовым шумом. Кроме того, генерация сжатого света и его использование для зондирования вместо этого позволили нам подавить фотонный шум в сигнале. Мы показали, что это напрямую улучшает работу магнитометра, делая его более чувствительным и лучше реагирующим на быстрые сигналы».

 

Что такое обратное действие квантовых измерений? Что такое обратное уклонение?

Когда вы измеряете микроскопическую систему, такую ​​как электрон или атом, микроскопическая система влияет на измерительный прибор — она вызывает некоторые изменения, которые мы можем обнаружить. Это влияние и есть «действие» микроскопической системы на прибор. Принцип неопределенности Гейзенберга гласит, что прибор также должен вызывать «обратное действие квантовых измерений» (или просто «обратное действие») на микроскопическую систему. Например, если вы измеряете положение электрона, обратное действие нарушает его импульс. Это обратное действие может испортить более сложные измерения. Например, если вы попытаетесь измерить скорость электрона, измерив положение сейчас, подождав некоторое время, а затем снова измерив положение, вы будете разочарованы, обнаружив, что ваш результат неточен: обратное действие первого измерения положения нарушает импульс и, следовательно, скорость, прежде чем вы сможете закончить измерение. «Измерение уклонения от обратного действия» не имеет этой проблемы — микроскопическая система возмущается измерением, но таким образом, что это не портит процедуру измерения.

Доктор Лучиверо комментирует: «Мы выяснили, что в контексте атомных датчиков схема измерения Белла-Блума естественным образом уклоняется от обратного действия, поскольку шум обратного действия влияет на компонент вращения, который не измеряется. Тогда эффект сжатого света выгоден во всем частотном спектре».

Как прокомментировал профессор ICREA в ICFO Морган Митчелл: «Важным и удивительным в этом результате является то, что сжатый свет улучшает чувствительность хорошего магнитометра, используемого так, как обычно работают хорошие магнитометры. Это означает, что метод может быть применен на практике почти сразу, например, на магнитометрах, используемых в геотехнических приложениях. Это также означает, что можно получить все преимущества, уже выявленные для этих магнитометров, плюс повышение чувствительности за счет сжатого света. Это действительно «бесплатный обед» — что-то хорошее без негативных побочных эффектов».

###

Ссылка: К. Труллиноу, Р. Хименес-Мартинес, Дж. Конг, В. Г. Лусиверо и М. В. Митчелл, Усиление сжатого света и уклонение от обратного действия в высокочувствительном магнитометре с оптической накачкой , физ. Преподобный Летт. 127, 193601 – ноябрь 2021  

Ссылка на исследовательскую группу, возглавляемую ICREA Проф. ICFO Морган Митчелл

ОБ ICFO

ICFO является членом исследовательского центра CERCA Барселонского института науки и технологий, Правительство Каталонии и Политехнический университет Каталонии · Barcelona Tech, оба из которых являются членами попечительского совета ICFO вместе с фондами Cellex и Mir-Puig, благотворительными организациями, сыгравшими решающую роль в развитии института. Расположенный в Средиземноморском технологическом парке в столичном районе Барселоны, институт в настоящее время принимает 450 человек, организованных в 26 исследовательских коллективах, использующих 80 современных исследовательских лабораторий.