Site Loader

Содержание

Таблица обобщающего урока «Электрическое и магнитное поле»

Повышение эффективности консультаций подготовки ОГЭ по физике

Шалимова Татьяна Алексеевна учитель физики МОУ финно-угорской школы г Петрозаводска

— Дай определение электростатическому (магнитному) полю

— Как называется характеристика электростатического (магнитного) поля

— Назови единицы измерения напряженности ( индукции)

— Какими свойствами обладают линии электростатического (магнитного) поля

— Как определить направление напряженности электростатического поля

— Как определить направление индукции магнитного поля

— Поясни принцип суперпозиции полей по рисунку для электростатического (магнитного) поля

Вопросы, которые по Таблице задаем письменно

— зарисуй электростатическое поле точечного заряда, конденсатора

— зарисуй магнитное поле прямого проводника, катушки

— запиши формулу- определение напряженности (индукции)

— запиши закон Кулона, по которому можно рассчитать силу со стороны электрического поля

— как измениться сила взаимодействия между зарядами, если:

— увеличить расстояние между зарядами в 3 раза;

— уменьшить расстояние между зарядами в 2 раза;

— уменьшить оба заряда в 6 раз, а расстояние между зарядами увеличить в 6 раз;

— увеличить один из зарядов в 5 раз, а расстояние между зарядами увеличить в 5 раз.

— запиши формулы для расчёта сил, действующих на проводник и на заряженную частицу со стороны магнитного поля

— *выведи из формул (1) и (2) формулу (3) левая часть Таблицы

— *выведи из формулы (1) формулу (2) правая часть Таблицы

Таблица обобщающего урока «Электрическое и магнитное поле» №7

Вид материи вокруг постоянных зарядов

Е – напряженность характеристика электрического поля

Линии напряженности начинаются на положительном заряде, заканчиваются на отрицательном заряде

F=k |q1q2| / R2(1)

Напряженность ВЕКТОРНАЯ величина численно равная отношению силы к заряду Е= F/q (2) [ Н/Кл ]

к=9 109 Н м2 / Кл2

Принцип суперпозиции полей ( векторное сложение напряженностей)

Напряженность точечного заряда Ет.з.= к Q/ R2 (3)

Q- заряд, который создаёт поле Кл R- расстояние между центрами зарядов м

Фарадей с помощью м. п. получил ток, условие появления индукционного тока I i: проводник замкнут; м. п. изменяется

Способы изменения магнитного поля: ; изменять ток реостатом ; ключом, вкл.,выкл.; двигать магнит

Вид материи вокруг движущихся зарядов (проводников с током)

В- индукция характеристика магнитного поля

Линии индукции замкнуты, огибают проводник

В= Fmax / I L

Индукция — ВЕКТОРНАЯ величина численно равная отношению максимальной силы со стороны магнитного поля на произведение силы тока и длины проводника. [ Тесла = Тл ]

Сложение м. п. проводников

FA = B I L sin α (1)

(1):FA— сила Ампера [ H]

I – сила тока [A]

L – длина проводника [ м ]

sin α – синус угла между направлением тока и индукцией

(2): FЛ— сила Лоренца [ Н ]

q – заряд [ Кл ]

V – скорость [ м/с ]

sin α – синус угла между направление скорости и индукцией

FЛ = B q V sin α (2)

сила Ампера

**

Во время такого обобщающего урока или консультации ОГЭ организованы познавательные виды деятельности: перенос информации из одной знаковой системы в другую ( Таблица, Справочник, устная, письменная речь), коммуникативные виды деятельности в группах, регулятивные виды деятельности при самостоятельной подготовке к ОГЭ. Д/з №11, 13 и выборочно 15, 17. КИМы ОГЭ физика 2019г

По аналогии можно составить вопросы к таблице обобщающего урока «Строение вещества» №7 и тогда, если обучающиеся освоили материал на повторение, минимальный балл по ОГЭ они уже получат. Достаточно провести работу статграда, чтобы в этом убедиться.

Остается пять таблиц по Механике (9класс), их опубликуем в следующей статье.

Таблица к обобщающему уроку « Строение вещества» №7

строение

Расстояния между частицами намного больше, чем размеры самих частиц

Частицы «не привязаны к месту»

Движутся свободно, при столкновении меняют направление движения и могут оказаться в любой точке пространства,

Скорости большие 500м/с

Силы притяжения слабые

Расстояния между частицами небольшие

Частицы «не привязаны к месту»

Движутся свободно, но им тесно

Скорости небольшие

Силы притяжения больше, чем в газах, но меньше, чем в твердых телах

Расстояние между частицами меньше, чем в жидкостях (исключение лёд: вода, превратившись в лёд, увеличивается в объёме, т.к. увеличиваются расстояния между частицами)

Частицы строго стоят на своих местах

совершают колебательные движения

Силы притяжения большие

Частицы образуют «кристаллическую решетку»

свойства

Не сохраняет формы и объема

Занимает весь предоставленный объем

Легко сжать

Диффузия протекает быстро

Не имеет формы

Сохраняет объем

Обладает текучестью

Трудно сжать

Диффузия протекает медленнее, чем в газах

Сохраняют форму и объем

Трудно сжать

Диффузия протекает очень долго

*Аморфные тела:

*Не имеют дальнего порядка

*При нагревании размягчаются

Р.S. Картинки взяты с Интернета

Магнитное поле — МАГНИТ СТАНДАРТ

Как известно, появление магнитных взаимодействий происходит за счет движения заряженных частиц. Стационарные магнитные поля возникают вокруг проводников с постоянным электрическим током.

В зависимости от направления, по которому движутся заряженные частицы, два проводника, расположенные в непосредственной близости, могут взаимно отталкиваться или притягиваться. Это обуславливается силами, которые создают возникающие магнитные поля.

Основные характеристики магнитного поля, используемые в системах СИ и СГС

Магнитное поле имеет следующие основные характеристики:

  • Напряженность (H). Для измерения значения этой векторной величины в международной системе СИ используются амперы на метр (А/м). В системе «Сантиметр-Грамм-Секунда» для этого применяются Эрстеды (Э). Взаимосвязь выглядит следующим образом: 1 А/м = 4π/103 Э. 1 А/м ≈ 0,0125663 Э.
  • Индукция (B). Для измерения значения этой векторной величины в международной системе СИ используются Теслы (Тл). В системе «Сантиметр-Грамм-Секунда» для этого применяются Гауссы (Гс). Взаимосвязь выглядит следующим образом: 1 Тл = 10000 Гс.

Магнитная индукция в системе «Сантиметр-Грамм-Секунда»

В системе СГС связь индукции и напряженности в присутствии магнитного материала определяется следующим соотношением:

B=H+4πI

В этой формуле I — магнитный момент единицы объема материала (намагниченность). В системе СГС для измерения этой величины используются Гауссы (Гс).

Индукция характеризует поле, возникающее в веществе. Напряженность определяет параметры внешних магнитных полей и магнитных полей в вакууме. Величина B также может использоваться для внешних магнитных полей.

В вакууме значения индукции и напряженности равны (по системе СГС).

Магнитная индукция в международной системе СИ

В системе СИ используется следующее соотношение:

B=µ0(H+I)

В этой формуле µ0 — магнитная проницаемость вакуума. µ0 = 4π*10-7 Гн/м.

Векторы индукции, намагниченности и напряженности

На рисунке 1 показаны векторы намагниченности, индукции и напряженности в постоянном магните при отсутствии внешнего поля.

Рисунок 1 — Намагниченность, индукция и напряженность в постоянном магните.

Напряженность — это поле, создаваемое самим магнитом. Вектор H направлен противоположно вектору I. Напряженность иначе называется размагничивающим полем.

Таблица характеристик магнитного поля

Характеристика СИ СГС Связь между СИ и СГС Напряженность (Н) А/м (ампер на метр) Э (Эрстед) 1 А/м = 4π/1000 Э 1 А/м ≈ 0,0125663 Э 1 Э ≈ 79,57 А/м Магнитный поток (Ф) Вб (Вебер) Гс*см2 (Максвелл) 1 Вб = 100000000 Гс*см2 Индукция (В) Тл (Тесла) Гс (Гаусс) 1 Т = 10000 Гс 1 Гс = 0,0001 Т Намагниченность (I) А/м (ампер на метр) Гс (Гаусс) 1 А/м = 0,001 Гс 1 Гс = 1000 А/м

Магнитный диполь

На рисунке 2 представлены силовые линии магнитного поля, которые создают магнитные диполи (рамки с током).

Рисунок 2 — Силовые линии магнитного диполя.

Постоянный магнит можно также рассматривать как рамку с током. Создаваемые в окружающем пространстве силовые линии идентичны.

Физика 9 кл. Неоднородное и однородное магнитное поле

Физика 9 кл. Неоднородное и однородное магнитное поле

Подробности
Просмотров: 300

 

1. Какое магнитное поле называется однородным?

и где оно существует?

Однородное магнитное поле — это магнитное поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.
Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Например:

Однородное магнитное поле существует:
а) внутри соленоида, т. е. проволочной цилиндрической катушки с током, если длина соленоида значительно больше его диаметра.
б) внутри постоянного полосового магнита в центральной его части.

 

2. Какое магнитное поле называется неоднородным? и где оно существует?

Неоднородное магнитное поле — это магнитное поле, в котором сила, действующая на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.
Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

Например:

Неоднородное магнитное поле существует:
а) снаружи полосового магнита,
б) снаружи соленоида (катушки с током),
в) вокруг прямого проводника с током.


3. Что вы знаете о направлении и форме линий поля полосового магнита?

Магнитное поле постоянного полосового магнита:

Магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный.

Внутри магнита они направлены от южного полюса к северному.
Магнитные линии не имеют ни начала, ни конца: они либо замкнуты, либо, как средняя линия на рисунке, идут из бесконечности в бесконечность.
Вне магнита магнитные линии расположены наиболее густо у его полюсов.
Это значит, что возле полюсов поле самое сильное, а по мере удаления от полюсов оно ослабевает.
Чем ближе к полюсу магнита расположена магнитная стрелка, тем с большей по модулю силой действует на нее поле магнита.
Поскольку магнитные линии искривлены, то направление силы, с которой поле действует на стрелку, тоже меняется от точки к точке.
Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку. в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.
Поле постоянного полосового магнита является неоднородным снаружи магнита и однородным внутри его центральной части..

4. Что вы знаете о магнитном поле прямого проводника с током?

Магнитное поле может прямолинейного проводника с током:

Проводник с током расположен перпендикулярно к плоскости чертежа.
Кружочком обозначено сечение проводника.
Точка означает, что ток направлен из-за чертежа к нам.
Магнитные линии поля, созданного прямолинейным проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расстояние между которыми увеличивается по мере удаления от проводника.

Магнитное поле прямого проводника с током неоднородно.

5. Что вы знаете о магнитном поле соленоида (катушки с током)?

Магнитное поле соленоида (катушки с током):

Магнитное поле соленоида (катушки с током) аналогично магнитному полю полосового магнита, если длина катушки больше ее диаметра.
Катушка с током представляет собой магнит.
Тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, является северным полюсом, а тот, в который входят, — южным.
Однородное магнитное поле, возникает внутри соленоида, т. е. проволочной цилиндрической катушки с током.

Поле внутри соленоида можно считать однородным, если длина соленоида значительно больше его диаметра.
Вне соленоида поле неоднородно, его магнитные линии расположены примерно так же, как у полосового магнита.

6. Какое магнитное поле — однородное или неоднородное — образуется вокруг полосового магнита? вокруг прямолинейного проводника с током? внутри соленоида, длина которого значительно больше его диаметра?

Вокруг полосового магнита образуется неоднородное магнитное поле.

Вокруг прямолинейного проводника с током образуется неоднородное магнитное поле.

Внутри соленоида, если длина его больше его диаметра, образуется однородное магнитное поле.

7. Что можно сказать о модуле и направлении силы, действующей на магнитную стрелку в разных точках неоднородного магнитного поля? однородного магнитного поля?

Сила, с которой манитное поле полосового магнита действует на помещенную в его неоднородное поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.

Сила, с которой манитное поле катушки с током действует на помещенную внутри катушки (в однородное поле) магнитную стрелку, в разных точках поля должна быть одинаковой как по модулю, так и по направлению.

8. Сравните картины расположения линий в неоднородном и однородном магнитных полях.

Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

9. Как изображают линии магнитного поля, направленные перпендикулярно к плоскости чертежа?


Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками.

Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены из-за чертежа к нам, то их изображают точками.

Как и в случае с током, каждый крестик — это как бы видимое нами хвостовое оперение летящей от нас стрелы, а точка — острие стрелы, летящей к нам (на обоих рисунках направление стрел совпадает с н45аправлением магнитных линий).

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Связанное поле — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Связанное поле

Cтраница 1

Связанное поле соответствует групповому данному, являющемуся полным.  [1]

Связанное поле главной таблицы является ключевым полем или имеет уникальный индекс.  [2]

Это связанное поле автоматически учитывается в локальном балансе 4-импульсов, следующем из приведенного второго закона Ньютона: приращение 4-импульса комплекса и создание 4-импульса свободного поля излучения происходят за счет поглощения 4-импульса внешнего поля.  [3]

Вектору Ег соответствует связанное поле в зоне индукции, а вектору EZ — свободное поле в зоне излучения.  [4]

Каскадное обновление означает, что изменение значения связанного поля в главной таблице ( например, кода клиента) автоматически будет отражено в связанных записях подчиненной таблицы. Иными словами, если изменился код клиента в словаре клиентов, то он будет заменен и во всех заказах данного клиента.  [6]

Эта связь подразумевает, что в обеих таблицах в связанных полях имеются только уникальные записи. На первый взгляд это кажется абсурдным: не; -: ли было создать одну таблицу вместо двух. Но давайте предположим обратное.  [7]

При изменении каждого из перечисленных показателей MS Project автоматически пересчитывает значения в связанных полях таблицы.  [8]

Поля Главное ( Master) и Подчиненное ( Childe) соответствуют связанным полям в главной и подчиненной таблицах. Как видите, таблица Конфеты и запрос Конфеты в подарке связаны через поле Название.  [9]

В листинге 21.1 представлена сводка ключевых свойств сетки. Обратите внимание, в частности, на столбец с фамилиями, который, как я уже говорил, имеет связанное поле ( превращающее текст ячейки в гиперссылку) и обработчик события, отвечающий за действие при его выделении. В этом методе программа создает вторую форму, в которой допускается редактирование данных пользователем.  [10]

Секция рабочей памяти предназначена для описания полей оперативной памяти, в которых в процессе выполнения машиной программы размещаются и хранятся промежуточные результаты. Поля оперативной памяти описываются с помощью статей описания данных, подлежащих размещению на этих полях. Связанное поле соответствует групповому данному, являющемуся полным.  [11]

Свободное электромагнитное поле распространяется со скоростью света во всех направлениях от излучателя. Электромагнитные поля считаются свободными тогда, когда они не связаны с зарядами излучателя. Если к вибратору ( проволочной антенне) приложено переменное напряжение, то возле вибратора существует переменное электрическое поле, а ток, протекающий по вибратору, вызывает переменное магнитное поле. Эти поля связанные: они появляются и исчезают вместе с зарядами и током вибратора. Но поскольку электромагнитное поле вибратора переменное, то по первому уравнению Максвелла изменение электрической составляющей связанного поля вызывает в данной точке и ее окрестностях магнитное поле, а по второму уравнению Максвелла изменение магнитной составляющей связанного поля вызываете этой точке и в ее окрестностях электрическое поле. Вновь образованные поля уже свободные, они непрерывно изменяются во времени и благодаря этому распространяются в пространстве со скоростью света, образуя электромагнитные волны. В соответствии с третьим и четвертым положениями теории Максвелла обе составляющие электромагнитных волн имеют вихревой характер и изображаются замкнутыми линиями.  [12]

Свободное электромагнитное поле распространяется со скоростью света во всех направлениях от излучателя. Электромагнитные поля считаются свободными тогда, когда они не связаны с зарядами излучателя. Если к вибратору ( проволочной антенне) приложено переменное напряжение, то возле вибратора существует переменное электрическое поле, а ток, протекающий по вибратору, вызывает переменное магнитное поле. Эти поля связанные: они появляются и исчезают вместе с зарядами и током вибратора. Но поскольку электромагнитное поле вибратора переменное, то по первому уравнению Максвелла изменение электрической составляющей связанного поля вызывает в данной точке и ее окрестностях магнитное поле, а по второму уравнению Максвелла изменение магнитной составляющей связанного поля вызываете этой точке и в ее окрестностях электрическое поле. Вновь образованные поля уже свободные, они непрерывно изменяются во времени и благодаря этому распространяются в пространстве со скоростью света, образуя электромагнитные волны. В соответствии с третьим и четвертым положениями теории Максвелла обе составляющие электромагнитных волн имеют вихревой характер и изображаются замкнутыми линиями.  [13]

С точки зрения распространения волн фильтр Шольца можно также рассматривать как периодическую среду, в которой изменение азимутальных углов кристаллических осей создает периодическое возмущение по отношению к обеим независимым волнам и приводит к связи между быстрой и медленной независимыми волнами. Поскольку эти волны распространяются с различными фазовыми скоростями, полный обмен электромагнитной энергией возможен только в том случае, когда возмущение является периодическим, что позволяет поддерживать соотношения, необходимые для непрерывного обмена энергией между быстрой и медленной волнами и наоборот. Это служит первой иллюстрацией принципа фазового синхронизма за счет периодического возмущения, к которому мы еще вернемся в следующих разделах. Основное физическое объяснение этого явления состоит в следующем: если энергия должна постепенно перекачиваться с расстоянием из моды А в моду В под действием статического возмущения, то необходимо, чтобы обе волны распространялись с одинаковой фазовой скоростью. Если фазовые скорости не равны друг другу, то падающая волна А постепенно будет расфазироваться с волной В, с которой она связана. Это ограничивает полное количество энергии, которым можно обмениваться. Такой ситуации можно избежать, если знак возмущения меняется на противоположный всякий раз, когда рассогласование по фазе ( между связанными полями) равно тт. Это меняет знак перекачки энергии и таким образом поддерживает правильное фазовое соотношение для непрерывной перекачки энергии. Теорию связанных мод для скрещенных фильтров Шольца мы представим в разд.  [14]

Страницы:      1

| Характеристики магнитного поля | Fiziku5

Магнитное поле – одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и её скорости.

В проводнике с током и вокруг него возникает магнитное поле. Оно может возникать не только вокруг проводников с током, но и при движении любых заряженных частиц и тел, а также при изменении электрического поля.

Свойства магнитного поля:

— оказывает силовое воздействие на движущиеся в нем заряженные тела и на неподвижные проводники с электрическим током;

— способно намагничивать ферромагнитные тела;

— возбуждать ЭДС в проводниках, которые перемещаются в магнитном поле.

Характеристики магнитного поля:

— магнитная индукция В = ;

— магнитный поток Ф = В · S;

— абсолютная магнитная проницаемость μа = μ0 · μr;

— относительная магнитная проницаемость μr;

магнитная постоянная μ0

напряжённость магнитного поля Н = .

Правило буравчика (для прямолинейного проводника): если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводе, то вращение рукоятки буравчика укажет направление магнитных силовых линий.

Правило буравчика для катушки с током: если рукоятку буравчика вращать по направлению тока в витках, то его поступательное движение совпадёт с направлением магнитных линий внутри катушки.

Правило правой руки (для определения направления ЭДС индукции): если ладонь правой руки нужно расположить так, чтобы магнитные линии входили в неё, а отогнутый под прямым углом большой палец указывал направление движения проводника, то выпрямленные четыре пальца руки укажут направление индуцированной ЭДС.

Правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы магнитные линии входили в неё, а четыре выпрямленных пальца совпадали с направлением тока, то отогнутый под прямым углом большой палец укажет направление силы.

10

2. Данные всех приборов и машин занесите в таблицу 1.

I. Снятие характеристики холостого хода

3. После проверки схемы преподавателем, включите схему. Плавно изменяя ток возбуждения Iвозб, с помощью реостата Rрег снять показания амперметра и вольтметра. Данные замеров занесите в таблицу 2.

Таблица 2

№ опыта

Iвозб, А

Евосх, В

Енисх, В

1

2

3

4

5

6

7

8

4. По данным опыта постойте характеристики холостого хода:

 

Е, В

 

Iвозб, А

II. Снятие внешней характеристики

5. Включить двигатель и с помощью реостата Rрег установить на зажимах генератора номинальное напряжение Uн, согласно заданию преподавателя. Плавно увеличивая ток нагрузки Iн, включая поочерёдно соответствующие тумблеры снять показания амперметров и вольтметра. Данные замеров занесите в таблицу 3.

Таблица 3

№ опыта

U, В

Iнагр, А

Iвозб, А

1

2

3

35

В любой машине чётко выделяются подвижная (ротор) и неподвижная (статор) части. Часть машины, в которой индуцируется электродвижущая сила (ротор), называют якорем, а часть машины, в которой создаётся магнитное поле возбуждения (статор) – индуктором.

Работа электрической машины характеризуется взаимодействием двух направленных навстречу друг другу вращающих моментов, один из которых создаётся механическими, а другой – электромагнитными силами. Кроме того, работа двигателя и генератора характеризуется взаимодействием напряжения сети и ЭДС, возникающей в обмотке якоря.

Различают генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением.

В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создаётся либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока.

В генераторах с самовозбуждением питание обмотки главных полюсов осуществляется напряжением самого генератора. При этом отпадает необходимость в отдельном источнике энергии. В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения различают генераторы параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Основные характеристики генераторов:

·  холостого хода – зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отключённой нагрузке Е = f (Iв);

·  внешняя характеристика – зависимость нагрузки на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном сопротивлении цепи возбуждения U = f (I);

·  регулировочная характеристика – зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянных частоте вращения и напряжении на зажимах генератора Iв = f (I).

Порядок выполнения работы:

1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке 1.

Рисунок 1.

34

Оборудование:

1. Аккумуляторная батарея

2. Гальванометр

3. Реостат

4. Полосовой постоянный магнит

5. Индукционная катушка с сердечником

Порядок выполнения работы:

I. Проверка законов электромагнитной индукции

1. Вводя в катушку постоянный электромагнит, как показано на рисунке 1, замерьте отклонения стрелки гальванометра и запишите результаты измерений.

Рисунок 1

·  Рис. а) — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

·  Рис. б) — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

·  Рис. в) — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

·  Рис. г) — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11

II. Изучение явления самоиндукции

2. Изучите явление самоиндукции, используя две индукционных катушки, как показано на рисунке 2. Запишите результаты наблюдений.

Рисунок 2

·  Рис. а) — ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

·  Рис. б) — ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Магнитное пособие Таблица умножения (самолет)

Проблема выучивания наизусть таблицы умножения в определенный момент встаёт перед всеми детьми нашей страны, а также перед их родителями. Как правило, для этого нужно по много раз повторять все примеры. Процесс этот достаточно скучный и быстро надоедает как изучающему, так и проверяющему.

Магнитное пособие Таблица умножения поможет ребенку самостоятельно проверить свои знания. В состав комплекта входят:
— магнитное поле размера 21 см х 29 см. Поле разбито на 32 квадрата. В каждом маленьком квадрате написано число — ответ на один из примеров таблицы умножения.
— 32 магнитные карточки с примерами из таблицы умножения.

Задача ребенка — для каждой маленькой карточки найти место на игровом поле (решить пример на карточке и положить магнит на соответствующую клетку на игровом поле). Примеры с одинаковым ответом, например, 3х4 и 6х2 написаны разным цветом, соответственно нужно найти на игровом поле правильный ответ нужного цвета. Магнит нужно класть на поле обратной стороной. На этой стороне на карточках находятся фрагменты одной общей картины. Если все карточки будут положены правильно, то на игровом поле сложится картинка самолёта. Ребёнок может сам в процессе игры замечать и исправлять свои ошибки, находя ошибки в выкладывании картинки.

При первом знакомстве с игрой может показаться, что в ней использовано слишком мало примеров — всего 32. На самом деле, учитывая переместительный закон умножения, это почти все примеры таблицы. Всего примеров 36 (не считая умножения на 1). На карточке нет простейших примеров умножения на 2.

Каждый раз при игре карточки вытаскиваются вразнобой, что очень важно, чтобы не было механического запоминания порядка ответов.

Когда таблица умножения усвоена ребёнком на достаточно высоком уровне, можно поиграть в обратную игру — подбор примера по ответу. Для этого для каждой клетки на игровом поле нужно подобрать свой пример. Это поможет при решении задач на деление.

Входящие в состав магнитные карточки можно наклеивать на холодильник или магнитные доски. На таких досках можно просто выкладывать карточки с примерами, а ответ писать маркером.

Карточки, входящие в набор, выполнены полностью на магнитной основе, они гибкие, не мнутся и не рвутся.

Состав:
— игровое магнитное поле 20х29 см
— 32 магнитные карточки.
Вес: 320 гр.

Направление индукционного тока правило ленца таблица



§ 10. Направление индукционного тока. Правило Ленца

Присоединив катушку, в которой возникает индукционный ток, к гальванометру, можно обнаружить, что направление этого тока зависит от того, приближается ли магнит к катушке (например, северным полюсом) или удаляется от нее (см. рис. 2.2, б).

Возникающий индукционный ток того или иного направления как-то взаимодействует с магнитом (притягивает или отталкивает его). Катушка с проходящим по ней током подобна магниту с двумя полюсами — северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки выполняет роль северного полюса (линии магнитной индукции выходят из него). На основе закона сохранения энергии можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать его.

Взаимодействие индукционного тока с магнитом. Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционныи ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные же полюса отталкиваются.

При удалении магнита, наоборот, в катушке возникает ток такого направления, чтобы появилась притягивающая магнит сила.

В чем состоит различие двух опытов: приближение магнита к катушке и его удаление? В первом случае число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки, или, что то же самое, магнитный поток, увеличивается (рис. 2.5, а), а во втором случае уменьшается (рис. 2.5, б). Причем в первом случае линии индукции

‘ магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, так как катушка отталкивает магнит, а во втором случае, наоборот, входят в этот конец. Эти линии магнитной индукции на рисунке 2.5 изображены черным цветом. В случае а катушка с током аналогична магниту, северный полюс которого находится сверху, а в случае б — снизу.

Аналогичные выводы можно сделать с помощью опыта, показанного на рисунке 2.6. На концах стержня, который может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, закреплены два проводящих алюминиевых кольца. Одно из них с разрезом.

С разрезанным кольцом магнит не взаимодействует, так как разрез препятствует возникновению в кольце индукционного тока. Отталкивает или притягивает катушка магнит, это зависит от направления индукционного тока в ней. Поэтому закон сохранения энергии позволяет сформулировать правило, определяющее направление индукционного тока.

Правило Ленца. Теперь мы подошли к главному: при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует усилению магнитного потока через витки катушки. Ведь линии индукции

‘ этого поля направлены против линий индукции поля, изменение которого порождает электрический ток. Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с индукцией ‘ увеличивающее магнитный поток через витки катушки.

В этом и состоит сущность общего правила определения направления индукционного тока, которое применимо во всех случаях. Это правило было установлено русским физиком Э. X. Ленцем.

Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Более кратко это правило можно сформулировать следующим образом: индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока в контуре надо так:

1. Определить направление линий магнитной индукции

внешнего магнитного поля.

2. Выяснить, увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром (ΔФ > 0), или уменьшается (ΔФ 0 и иметь одинаковое с ними направление при ΔФ

Направление индукционного тока определяется с помощью закона сохранения энергии. Индукционный ток во всех случаях направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению магнитного потока, вызывающего данный индукционный ток.

Вопросы к параграфу

1. Как определяется направление индукционного тока?

2. Возникнет ли в кольце с разрезом электрическое поле, если подносить к нему магнит?

Источник

Направление индукционного тока правило ленца таблица

Направление индукционного тока

При внесении в катушку магнита в ней возникает индукционный ток. Если к катушке присоединить гальванометр, то можно заметить, что направление тока будет зависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо притягиваясь, либо отталкиваясь от нее. Это будет возникать вследствие того, что катушка с проходящим по ней током, будет подобна магниту с двумя полюсами. Направление индуцируемого тока будет определять, где у катушки будет находиться какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет возникать индукционный ток такого направления, что катушка обязательно будет отталкиваться от магнита. Если мы будет удалять магнит от катушки, то при этом в катушке возникнет такой индукционный ток, что она будет притягиваться к магниту.

Стоит отметить, что не важно каким полюсом мы подносим или убираем магнит, всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а при удалении притягиваться. Различие состоит в том, что при приближении магнита к катушке магнитный поток, который будет пронизывать катушку, увеличивается, так как у полюса магнита кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при удалении магнита, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для этого существует правило Ленца. Оно основано на законе сохранения. Рассмотрим следующий опыт.

Так как должен выполняться закон сохранения, должно возникнуть магнитное поле, которое будет препятствовать изменению магнитного потока. В нашем случае магнитный поток увеличивался, следовательно, ток должен течь в таком направлении, чтобы линии вектора магнитной индукции, создаваемые катушкой, были направлены в противоположном направлении линиям магнитной индукции, создаваемым магнитом.

То есть они должны в нашем случае быть направлены вверх. Теперь воспользуемся правилом буравчика. Направляем большой палец правой руки по необходимому нам направлению линий магнитной индукции, то есть — вверх. Тогда остальные пальцы укажут, в какую сторону должен быть направлен индукционный ток. В нашем случае, слева на право.

Аналогичный процесс происходит при удалении магнита. Убираем магнит, магнитный поток уменьшается, следовательно, должно возникнуть поле которое будет увеличивать магнитный поток. То есть поле линии магнитной индукции, которого будут сонаправлены с линиями магнитной индукции, создаваемыми постоянным магнитом. В нашем случае эти лини направлены вниз. Опять пользуемся правилом буравчика и определяем направление индукционного тока.

Правило Ленца.

Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Более кратко это правило можно сформулировать следующим образом: индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока в контуре надо так:

1. Определить направление линий магнитной индукции вектора В внешнего магнитного поля.

2. Выяснить, увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром ( Δ Ф > 0), или уменьшается ( Δ Ф

3. Установить направление линий магнитной индукции вектора В’ магнитного поля индукционного тока. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиям магнитной индукции вектора В’ при Δ Ф > 0 и иметь одинаковое с ними направление при Δ Ф

4. Зная направление линий магнитной индукции вектора В’ , найти направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика.

Направление индукционного тока определяется с помощью закона сохранения энергии. Индукционный ток во всех случаях направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению магнитного потока, вызывающего данный индукционный ток.

Вихревое электрическое поле .

Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике — электрическое поле.

Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.

Индукционное электрическое поле является вихревым.Направление силовых линий вихревого электрического поля совпадает с направлением индукционного тока

Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.

индукционное электрическое поле

(вихревое электрическое поле )

1. создается неподвижными электрическими зарядами

1. вызывается изменениями магнитного поля

2. силовые линии поля разомкнуты -потенциальное поле

2. силовые линии замкнуты — вихревое поле

3. источниками поля являются электрические заряды

3. источники поля указать нельзя

4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна нулю.

4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна ЭДС индукции

Источник

Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция – явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем.

  • На одну непроводящую основу были намотаны две катушки: витки первой катушки были расположены между витками второй. Витки одной катушки были замкнуты на гальванометр, а второй – подключены к источнику тока. При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.
  • Первая катушка была подключена к источнику тока, вторая, подключенная к гальванометру, перемещалась относительно нее. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.
  • Катушка замкнута на гальванометр, а магнит движется – вдвигается (выдвигается) – относительно катушки.

Опыты показали, что индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции. Направление тока будет различно при увеличении числа линий и при их уменьшении.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Может изменяться само поле, или контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Объяснения возникновения индукционного тока

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна ЭДС. Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем. Его называют вихревым электрическим полем. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 году.

Свойства вихревого электрического поля:

  • источник – переменное магнитное поле;
  • обнаруживается по действию на заряд;
  • не является потенциальным;
  • линии поля замкнутые.

Работа этого поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна ЭДС индукции в неподвижном проводнике.

Магнитный поток

Магнитным потоком через площадь ​ \( S \) ​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции ​ \( B \) ​, площади поверхности ​ \( S \) ​, пронизываемой данным потоком, и косинуса угла ​ \( \alpha \) ​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности):

Обозначение – ​ \( \Phi \) ​, единица измерения в СИ – вебер (Вб).

Магнитный поток в 1 вебер создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​ \( \alpha \) ​ магнитный поток может быть положительным ( \( \alpha \) \( \alpha \) > 90°). Если \( \alpha \) = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея):

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Знак «–» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока. Индукционный ток в замкнутом контуре имеет всегда такое направление, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызвали появление индукционного тока.

Если контур состоит из ​ \( N \) ​ витков, то ЭДС индукции:

Сила индукционного тока в замкнутом проводящем контуре с сопротивлением ​ \( R \) ​:

При движении проводника длиной ​ \( l \) ​ со скоростью ​ \( v \) ​ в постоянном однородном магнитном поле с индукцией ​ \( \vec \) ​ ЭДС электромагнитной индукции равна:

где ​ \( \alpha \) ​ – угол между векторами ​ \( \vec \) ​ и \( \vec \) .

Возникновение ЭДС индукции в движущемся в магнитном поле проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.

Движущийся в магнитном поле проводник, по которому протекает индукционный ток, испытывает магнитное торможение. Полная работа силы Лоренца равна нулю.

Количество теплоты в контуре выделяется либо за счет работы внешней силы, которая поддерживает скорость проводника неизменной, либо за счет уменьшения кинетической энергии проводника.

Важно!
Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

  • магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле;
  • вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре. В этом случае возникновение ЭДС индукции уже нельзя объяснить действием силы Лоренца. Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках, возникающее при изменении окружающего магнитного поля, также описывается формулой Фарадея.

Таким образом, явления индукции в движущихся и неподвижных проводниках протекают одинаково, но физическая причина возникновения индукционного тока оказывается в этих двух случаях различной:

  • в случае движущихся проводников ЭДС индукции обусловлена силой Лоренца;
  • в случае неподвижных проводников ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля.

Правило Ленца

Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Алгоритм решения задач с использованием правила Ленца:

  • определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля;
  • выяснить, как изменяется магнитный поток;
  • определить направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока: если магнитный поток уменьшается, то они сонаправлены с линиями внешнего магнитного поля; если магнитный поток увеличивается, – противоположно направлению линий магнитной индукции внешнего поля;
  • по правилу буравчика, зная направление линий индукции магнитного поля индукционного тока, определить направление индукционного тока.

Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии.

Самоиндукция

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводнике в результате изменения тока в нем.

При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, должно вызывать появление ЭДС индукции в катушке.

В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи.

Это приводит к тому, что при замыкании цепи, в которой есть источник тока с постоянной ЭДС, сила тока устанавливается через некоторое время.

При отключении источника ток также не прекращается мгновенно. Возникающая при этом ЭДС самоиндукции может превышать ЭДС источника.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав электрическую цепь из катушки с большой индуктивностью, резистора, двух одинаковых ламп накаливания и источника тока. Резистор должен иметь такое же электрическое сопротивление, как и провод катушки.

Опыт показывает, что при замыкании цепи электрическая лампа, включенная последовательно с катушкой, загорается несколько позже, чем лампа, включенная последовательно с резистором. Нарастанию тока в цепи катушки при замыкании препятствует ЭДС самоиндукции, возникающая при возрастании магнитного потока в катушке.

При отключении источника тока вспыхивают обе лампы. В этом случае ток в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции, возникающей при убывании магнитного потока в катушке.

ЭДС самоиндукции ​ \( \varepsilon_ \) ​, возникающая в катушке с индуктивностью ​ \( L \) ​, по закону электромагнитной индукции равна:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Индуктивность

Электрический ток, проходящий по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Магнитный поток ​ \( \Phi \) ​ через контур из этого проводника пропорционален модулю индукции ​ \( \vec \) ​ магнитного поля внутри контура, а индукция магнитного поля, в свою очередь, пропорциональна силе тока в проводнике.

Следовательно, магнитный поток через контур прямо пропорционален силе тока в контуре:

Индуктивность – коэффициент пропорциональности ​ \( L \) ​ между силой тока ​ \( I \) ​ в контуре и магнитным потоком ​ \( \Phi \) ​, создаваемым этим током:

Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды, в которой находится проводник.

Единица индуктивности в СИ – генри (Гн). Индуктивность контура равна 1 генри, если при силе постоянного тока 1 ампер магнитный поток через контур равен 1 вебер:

Можно дать второе определение единицы индуктивности: элемент электрической цепи обладает индуктивностью в 1 Гн, если при равномерном изменении силы тока в цепи на 1 ампер за 1 с в нем возникает ЭДС самоиндукции 1 вольт.

Энергия магнитного поля

При отключении катушки индуктивности от источника тока лампа накаливания, включенная параллельно катушке, дает кратковременную вспышку. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции.

Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Для создания тока в контуре с индуктивностью необходимо совершить работу на преодоление ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля тока вычисляется по формуле:

Основные формулы раздела «Электромагнитная индукция»

Алгоритм решения задач по теме «Электромагнитная индукция»:

1. Внимательно прочитать условие задачи. Установить причины изменения магнитного потока, пронизывающего контур.

2. Записать формулу:

  • закона электромагнитной индукции;
  • ЭДС индукции в движущемся проводнике, если в задаче рассматривается поступательно движущийся проводник; если в задаче рассматривается электрическая цепь, содержащая источник тока, и возникающая на одном из участков ЭДС индукции, вызванная движением проводника в магнитном поле, то сначала нужно определить величину и направление ЭДС индукции. После этого задача решается по аналогии с задачами на расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками.

3. Записать выражение для изменения магнитного потока и подставить в формулу закона электромагнитной индукции.

4. Записать математически все дополнительные условия (чаще всего это формулы закона Ома для полной цепи, силы Ампера или силы Лоренца, формулы кинематики и динамики).

5. Решить полученную систему уравнений относительно искомой величины.

Источник

Правило Ленца

Действие индукционного тока

В результате электромагнитной индукции изменение магнитного поля через проводящий контур приводит к появлению в нем ЭДС и электрического тока, который называется индукционным. Индукционный ток, как и любой другой ток, должен привести к появлению нового магнитного поля. Эти два поля (внешнее и появившееся) должны взаимодействовать точно так же, как взаимодействуют обычные постоянные магниты. Так ли это ? Происходит ли взаимодействие ?

Опыт Ленца

Для ответа на заданные вопросы проводится следующий опыт. На концах легко вращающегося коромысла закрепляются два проводящих кольца – одно сплошное, а другое с разрезом.

Рис. 1. Опыт демонстрирующий правило Ленца.

Теперь, если взять постоянный магнит и внести его в кольцо с разрезом – ничего не произойдет. Однако, если попытаться внести постоянный магнит в сплошное кольцо – коромысло начнет вращаться, уводя кольцо от магнита.

Данное явление можно объяснить только возникновением тока в сплошном кольце. Этот ток, в свою очередь, порождает новое магнитное поле, которое и начинает взаимодействовать с полем постоянного магнита. В кольце с разрезом ток не возникает, и взаимодействующего поля нет.

Правило Ленца

Проводя описанный опыт, русский физик Э.Ленц вывел правило, определяющее направление индуцированного тока в проводящем контуре.

индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.

Применение правила Ленца для определения направления индукционного тока предусматривает следующие шаги.

  • Используя формулу магнитного потока $Ф=BScos\alpha$, определяется, как изменяется магнитный поток через контур – увеличивается ли он или уменьшается.
  • Определяются направление возникающей индукции. Оно, согласно правилу Ленца, должно быть направлено так, чтобы противодействовать причине его вызывающей. То есть, если магнитный поток возрастает, то возникающая индукция должна быть направлена против внешней индукции, если поток уменьшается – то вдоль.
  • По правилу буравчика или правилу охвата правой руки определяется направление индукционного тока.

Правило Ленца обуславливается законом сохранения энергии. Поскольку в контуре возникает ток, он совершает работу (вся она уходит на нагрев кольца), а эта работа может возникнуть только за счет сторонних сил. В опыте Ленца такими силами являются механические силы, вводящие магнит в кольцо, совершающие при этом работу.

Если для опыта Ленца взять сверхпроводящую пластину (при очень низких температурах), не имеющую сопротивления, и расположить магнит снизу, то индуцированная ЭДС создаст ток такой силы, что его магнитное поле не даст пластине приблизиться к магниту, пластина сможет парить в воздухе, над магнитом, не опускаясь вниз.

Рис. 3. Левитация пластины сверхпроводника над магнитом.

Что мы узнали?

Индукционный ток, возникающий в контуре при изменении магнитного потока через контур, имеет такое направление, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Это правило называется Правилом Ленца для закона электромагнитной индукции.

Тест по теме

  • так, чтобы противодействовать причине изменения магнитного потока.
  • так, чтобы содействовать причине изменения магнитного потока.
  • так, чтобы не влиять на внешний магнитный поток
  • ЭДС в проводящей рамке не зависит от магнитного потока
Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 154.

Источник

Таблица преобразования единиц плотности магнитного потока ・ Напряженности магнитного поля | KOHDEN Co., Ltd

HOME> Датчик AMR> Таблица преобразования единиц плотности магнитного потока ・ Напряженность магнитного поля

Инструмент преобразования единиц магнитного поля
Преобразование единиц плотности магнитного потока и плотности магнитного поля может быть выполнено с помощью следующего инструмента.
Введите числа, выбрав единицы в раскрывающемся меню.
Ссылка: Магнитное поле
Напряженность магнитного поля определяется векторным полем, которое имеет направление и величину (или силу).
Количество линий магнитного потока, которые проходят через единицу площади перпендикулярно магнитному полю. называется плотностью потока B.
Связь между магнитной силой H и плотностью потока B может быть определена как B = μH.
мкм в данном случае — проницаемость, единица магетизируемости.
В воздухе μ обычно около 1, за исключением особых случаев, и 1 Гаусс ≒ 1 Эрстед.
Обычно напряженность магнитного поля определяется в единицах Э А / м (Эрстед ・ Ампер / метр).
И когда это определяется плотностью потока, используются единицы G (Гаусс) или Т (Тесла).
Это означает, что плотность потока B — это величина, которая включает в себя намагничиваемость, а магнитный поток H не учитывает. включить намагничиваемость.
Во многих случаях используются остаточная плотность магнитного потока (Br) и магнитная коэрцитивная сила (Hc). определить свойства постоянных магнитов.
э (Эрстед) используется для определения магнитной коэрцитивной силы, поскольку это сила магнитного поля. для изменения направления магнитного полюса.

〈таблица преобразования единиц напряженности магнитного поля〉

Наименование единицы условное обозначение Коэффициент преобразования единиц СИ
магнитное поле
(H)
Эрстед Oe
Ампер / метр А / м 1кА / м = 12.54Oe
Наименование единицы условное обозначение Коэффициент преобразования единиц СИ
плотность потока
(B)
Гаусс
GS, G
тесла т 0,1 мТл = 1 г

〈таблица преобразования〉

Чтение г
мТ
Oe
кА / м
1 г
Гаусс
0.1
1
0,07977
1 мТ милли тесла 10

10
0,7977
1 Oe Эрстед 1
0,1

0,07977
1 кА / м килоампер на метр 12.54 1,254 12,54

Новый и энергоэффективный настольный генератор магнитного поля: Scilight: Vol 2019, No 47

Магнитные поля переменного тока находят широкое научное и коммерческое применение. Однако использование электромагнитов для генерации магнитных полей ограничено проблемами, связанными с источником питания, такими как генерация шума и доступность энергии, в дополнение к эксплуатационным ограничениям, таким как отсутствие трехмерного механического и оптического доступа в области сильных полей.

Чтобы преодолеть эти ограничения, Tretiak et al. использовали вложенные массивы Хальбаха в двух вращающихся колесах для создания мощного одноосного регулируемого переменного магнитного поля. Матрица Хальбаха — это особая система постоянных магнитов, которая генерирует магнитные поля с максимально возможной силой на массу материала постоянного магнита.

«Наше устройство представляет собой устройство на основе постоянного магнита, которое создает сильные, однородные магнитные поля в области трехмерного механического и оптического доступа», — сказал Ликургос Бугас.

Устройство генерирует одноосное поле силой до нескольких килогаусс на частотах ~ 1 Гц. Авторы называют свою конструкцию «зеленой» из-за ее невысокой стоимости и низкого энергопотребления. Он совместим с системами, работающими в вакууме, и полностью масштабируем и регулируем, поскольку в нем используются постоянные магниты в особом геометрическом расположении.

«Наше устройство полностью масштабируемо и регулируемо с точки зрения его пространственных размеров, доступности и магнитных свойств, а также с точки зрения топологии магнитного поля, которое оно может генерировать», — сказал Бугас.Эти преимущества позволяют адаптировать прототип к широкому кругу приложений, таких как настольные научные эксперименты.

Авторы использовали прибор для высокочувствительных экспериментов в своих лабораториях. Они продолжают исследовать новые потенциальные применения для него и намереваются оптимизировать конструкцию для создания более сильных магнитных полей.

Источник: «Генератор переменного одноосного магнитного поля на постоянных магнитах» Олег Третьяк, Петер Блюмлер и Ликургос Бугас, AIP Advances (2019).Статью можно найти по адресу https://doi.org/10.1063/1.5130896.
  1. © 2019 Автор (ы). Опубликовано AIP Publishing (https://publishing.aip.org/authors/rights-and-permissions).
Опубликовано AIP Publishing (https://publishing.aip.org/authors/rights-and-permissions).

Таблица выбора датчиков магнитного поля | Параметрический поиск

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной активности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг.Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций.Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Файлы cookie для таргетинга / профилирования:
Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Снижение cookie

Ограничение напряженности регулярного и турбулентного магнитного поля в M 51 посредством деполяризации Фарадея

A&A 568, A83 (2014)

Ограничение напряженности регулярного и турбулентного магнитного поля в M 51 посредством деполяризации Фарадея

Шнейдер К. 1 , М. Хаверкорн 2 , 1 , А.Флетчер 3 и А. Шукуров 3

1 Лейденская обсерватория, Лейденский университет, почтовый ящик 9513 2300 RA Лейден, Нидерланды
электронная почта: [email protected]
2 Кафедра астрофизики / IMAPP, Radboud University Nijmegen, PO Box 9010, 6500 GL Nijmegen, Нидерланды
3 Школа математики и статистики, Университет Ньюкасла, Ньюкасл-апон-Тайн NE1 7RU, Великобритания

Получено: 12 мая 2014 г.
Принято: 18 июня 2014 г.

Аннотация

Мы используем аналитическую модель, которая включает деполяризацию, зависящую от длины волны и независимую от длины волны, для описания радиополяриметрических наблюдений поляризации на λλλ 3.5,6,2,20,5 см в M 51 (NGC 5194). Цель состоит в том, чтобы ограничить как регулярную, так и турбулентную напряженность магнитного поля в диске и гало, моделируемом как двух- или трехслойная магнитоионная среда, с помощью дифференциального фарадеевского вращения и внутренней фарадеевской дисперсии, а также деполяризации, не зависящей от длины волны, возникающей из-за турбулентные магнитные поля. Сокращенный анализ хи-квадрат используется для статистического сравнения предсказанных и наблюдаемых карт поляризации для определения наилучшей конфигурации магнитного поля в каждом из четырех радиальных колец, охватывающих 2.4 — 7,2 кпк с шагом 1,2 кпк. Мы обнаружили, что двухслойный подход к моделированию лучше подходит для наблюдений, чем трехслойная модель, в которой ближняя и дальняя стороны гало считаются идентичными, хотя полученные в результате наиболее подходящие значения напряженности магнитного поля сравнимы. Это означает, что весь сигнал от дальнего гало деполяризован на этих длинах волн. Мы находим полное магнитное поле в диске приблизительно 18 мкм Гс и полную напряженность магнитного поля в гало ~ 4–6 мкм Гс.Напряженность как турбулентного, так и регулярного магнитного поля в диске в несколько раз превышает таковую в гало. Около половины турбулентного магнитного поля в диске анизотропно, но в гало вся турбулентность только изотропна.

Ключевые слова: галактики: магнитные поля / поляризация / галактики: спираль / ISM: магнитные поля / радиоконтинуум: галактики

© ESO, 2014

1. Введение

Магнитные поля являются важными драйверами динамических процессов в межзвездной среде (ISM) галактик как в больших, так и в малых масштабах.Они регулируют плотность и распределение космических лучей в ISM (Beck 2004) и взаимодействуют как с заряженными, так и с нейтральными частицами, посредством ионно-нейтральных столкновений, практически во всех межзвездных областях, за исключением самых плотных частей молекулярных облаков (Ferrière 2001). Более того, их плотности энергии сопоставимы с плотностями энергии теплового и турбулентного газа в больших масштабах, как показано для спиральных галактик NGC 6946 и M 33 и для Млечного Пути (Beck 2007; Tabatabaei et al. 2008; Heiles & Haverkorn 2012) , тем самым влияя на звездообразование и поток газа в спиральных рукавах и вокруг стержней (Beck 2009, 2007 и ссылки в них).В случае Галактики магнитные поля вносят вклад в гидростатический баланс и стабильность ISM на больших масштабах, в то время как они влияют на турбулентные движения остатков сверхновых и суперпузырьков на малых масштабах (Ferrière 2001 и ссылки в нем). Поэтому знание силы и структуры магнитных полей имеет первостепенное значение для понимания физики ISM в галактиках.

Многоволновые радиополяриметрические наблюдения диффузного синхротронного излучения в сочетании с численным моделированием — это способ исследования взаимодействий магнитного поля с космическими лучами и диффузным межзвёздным магнитным полем в галактиках.Особый интерес представляют полное магнитное поле, его регулярная и турбулентная составляющие, а также их соответствующие вклады в деполяризацию, зависящую от длины волны и независимую от длины волны, в тонком и толстом газовом диске (далее диск и гало).

Физически регулярные магнитные поля создаются действием динамо, анизотропными случайными полями от сжатия и сдвиговых потоков газа, а также изотропными случайными полями от сверхновых звезд и других источников турбулентных потоков газа.В присутствии магнитных полей электроны космических лучей испускают линейно поляризованное синхротронное излучение. Поляризация объясняется только упорядоченными магнитными полями, в то время как неполяризованное синхротронное излучение возникает из-за неупорядоченных магнитных полей. Степень поляризации p , определяемая как отношение поляризованного синхротрона к полной синхротронной интенсивности, таким образом, характеризует содержание магнитного поля и может использоваться в качестве эффективного ограничения моделирования.

За исключением галактик, видимых с ребра, где диск и гало пространственно различны в проекции на наблюдателя, разделение вкладов в деполяризацию от диска и гало является сложной задачей.В этой статье мы применяем теоретические основы, разработанные Shneider et al. (2014) для численного моделирования совместного действия механизмов деполяризации в двух или трех последовательных слоях, описывающих диск и гало галактики, чтобы ограничить напряженность магнитного поля регулярного и турбулентного диска и гало в галактике, обращенной лицом к лицу.

В частности, M 51 (NGC 5194) идеально подходит для изучения таких взаимодействий по нескольким причинам: (i) небольшой угол наклона ( l = −20 °) позволяет предположить многослойное разложение на компоненты диска и гало вдоль прямая видимость; (ii) высокая галактическая широта ( b = + 68.6 °) облегчает извлечение поляризованного сигнала из общей интенсивности синхротрона, поскольку вклад переднего плана Галактики на этих широтах незначителен (Berkhuijsen et al. 1997); и (iii) близость 7,6 Мпк позволяет проводить исследования с высоким пространственным разрешением. Помимо регулярной крупномасштабной компоненты магнитного поля и изотропного случайного мелкомасштабного поля, ожидается присутствие анизотропной случайной компоненты поля, поскольку нет крупномасштабной картины фарадеевского вращения, сопровождающей магнитную спиральную структуру M 51, наблюдаемую в радиодиапазоне. поляризация (Флетчер и др.2011). Кроме того, тип галактики M 51 (Sc), линейный размер и среда ISM сравнимы с таковой в Млечном Пути (Mao et al. 2012, см. Также Pavel & Clemens 2012, для поляриметрии в ближней инфракрасной области (NIR)), что, возможно, учитывает природа свойств глобального магнитного поля нашей Галактики требует дальнейшего выяснения.

2. Данные наблюдений

Мы используем Fletcher et al. (2011) λλλ 3,5,6,2,20,5 см. Наблюдения за континуальной поляризацией и полной синхротронной интенсивностью M 51, сделанные с помощью VLA и Effelsberg и сглаженные с разрешением луча 15 ′ ′, для построения карт степени поляризации p .Карты p разделены на четыре радиальных кольца от 2,4 до 7,2 кпк с шагом 1,2 кпк, при этом каждое кольцо дополнительно разделено на 18 азимутальных секторов, каждый с углом раскрытия 20 °, согласно Fletcher et al. (2011). Мы будем называть эти кольца с 1 по 4 от самого внутреннего до самого внешнего кольца. В результате получается 72 ячейки. В самом внешнем кольце две ячейки исключаются, поскольку количество точек данных в них слишком мало (менее пяти). Для каждого из оставшихся интервалов создаются гистограммы, чтобы проверить, что отдельные распределения являются более или менее рисовскими, и вычисляется среднее значение p со стандартным отклонением p , принятым в качестве ошибки.Вычитание теплового излучения производилось с использованием постоянной доли теплового излучения по всей Галактике (Флетчер и др., 2011). В этом методе, возможно, было недооценено тепловое излучение в спиральных рукавах в работе Флетчера и др. (2011) карты полной синхротронной интенсивности, значения p могут быть, следовательно, завышены в ячейках, содержащих спиральные рукава.

3. Модель

3.1. Регулярное поле

Вслед за Флетчером и др. (2011), мы используем двумерное регулярное магнитное поле ∑ м B м ( r ) cos ( м φ β м ) как для диска, так и для гало с целочисленным номером моды m и азимутальным углом в плоскости галактики φ , измеренным против часовой стрелки от северного конца большой оси вдоль вращения M 51.Суперпозиция осесимметричных мод ( м = 0,2) описывает магнитное поле диска, в то время как в основном бисимметричная мода ( м = 1) описывает магнитное поле гало. Эти режимы дают индивидуальные амплитуды B м , углы тангажа 1 p м и β м углы 2 .

Магнитные поля регулярного диска и гало в цилиндрических полярных координатах равны

(1) где h обозначает составляющую поля гало.Пожалуйста, обратитесь к Таблице 1, чтобы узнать о связанных параметрах магнитного поля в формуле. (1) и см. Рис. 14 Fletcher et al. (2011) для иллюстрации их наиболее подходящих режимов диска и ореола. Аномальный угол наклона гало -90 ° для внешнего кольца был сочтен нефизическим и, вероятно, возник из-за низких степеней поляризации в этом кольце. Поэтому мы игнорируем это значение и вместо этого используем угол наклона -50 ° в соседнем кольце.

Наша модель вводит только регулярное магнитное поле направлений , описываемое соответствующими модами для диска и гало в уравнении.(1), наряду с относительными мощностями этих режимов, заданными в B 2 / B 0 и B h2 / B h0 в таблице 1, в то время как обычный диск и напряженность магнитного поля ореола может изменяться.

Компоненты регулярного магнитного поля проецируются на небесную плоскость (Berkhuijsen et al. 1997) как

, где l — угол наклона, а ∥ обозначает компонент поля, параллельный лучу зрения.

3.2. Турбулентное поле

Мы явно вводим трехмерные турбулентные магнитные поля с изотропной и анизотропной составляющими. Случайные магнитные поля выражаются как стандартные отклонения полного магнитного поля и определяются следующим образом: (2) Предполагается, что анизотропия возникает исключительно из-за сжатия вдоль спиральных рукавов и за счет сдвига из-за дифференциального вращения, и предполагается, что она имеет вид α > 1 и σ r = σ z .Изотропия имеет место, когда α = 1. Для анизотропных дисковых магнитных полей в M 51, α было измерено как 1,83 Houde et al. (2013), которые измерили анизотропию случайного поля в терминах масштабов корреляции в двух ортогональных направлениях ( x и y ), а не в терминах силы флуктуаций в двух направлениях, как мы используем. Для анизотропных полей гало ожидается, что α будет меньше, чем значение диска из-за более слабых спиральных волн плотности и дифференциального вращения в гало.В нашей модели коэффициенты анизотропии диска и гало фиксированы равными 2,0 и 1,5, соответственно, и представлены в таблице 2. Среднеквадратичные значения (среднеквадратичные) используются для отдельных компонентов напряженности турбулентного магнитного поля в диске или гало следующим образом: нормализация квадрата изотропной или анизотропной напряженности поля как для изотропии, так и для анизотропии в формуле. (2).

3.3. Плотности

Предполагается, что тепловая плотность электронов ( n e ) постоянна в каждом из четырех радиальных колец и примерно на порядок меньше в гало, чем в диске.В таблице 2 показаны эти значения вместе с соответствующими длинами пути через (расширяющийся) диск и ореол. Предполагается, что плотность космических лучей ( n cr ) является глобальной постоянной для всей галактики, фактическое значение которой не имеет значения, поскольку оно сокращается при вычислении p . Излучательная способность синхротрона описывается как с постоянной c = 0,1.

3.4. Деполяризация

Мы моделируем зависящие от длины волны механизмы деполяризации дифференциального фарадеевского вращения (DFR) и внутренней фарадеевской дисперсии (IFD) одновременно, чтобы учесть наличие регулярных и турбулентных магнитных полей в данном слое вместе с деполяризацией, не зависящей от длины волны.Комбинированная деполяризация, зависящая от длины волны и не зависящая от длины волны для двухслойной системы и трехслойной системы с идентичными дальними и ближними сторонами гало, дается (Шнейдер и др., 2014) (3) и (4), где p 0 — собственная степень линейной поляризации синхротронного излучения, {d, h} обозначают диск и гало,,, C d = 2 R d λ 2 , C h = 2 R h λ 2 , F = Ω d Ω h + C d C h = Ом h C d — Ом d C h .

В уравнениях. (3) и (4), полное синхротронное излучение на слой I i , полная глубина Фарадея R i , дисперсия меры собственного вращения (RM) в объеме луча телескопа σ RM i вместе с не зависящими от длины волны деполяризующими членами W i соответственно задаются как

, где ε i — коэффициент излучения синхротрона, b i — турбулентное поле, параллельное лучу зрения, I i s интенсивность синхротрона i — длина пути (шт.) Вместе с и.Форма W i в уравнении. (6) неявно предполагает, что коэффициент излучения изменяется в соответствии с спектральным индексом синхротрона -1. Изотропные выражения для собственного угла поляризации и для деполяризации, не зависящей от длины волны, получаются путем задания σ x = σ y . Операция определяется как. Δ ψ dh = ⟨ ψ 0d ⟩ — ⟨ ψ 0h ⟩ — разница в проекциях собственных углов поляризации диска и гало с соответствующими углами, указанными в (Sokoloff et al.1998, 1999) как (7) Ожидаемые значения, обозначенные ⟨⟩, возникают всякий раз, когда присутствуют турбулентные магнитные поля. Только последний член уравнения. (7) остается после получения разницы.

В нашем использовании уравнения. (5) для описания как изотропных, так и анизотропных случайных полей мы неявно трактуем σ RM как глобальную постоянную, не зависящую от угла обзора наблюдателя, как для чисто изотропного случайного поля. Более того, диаметр турбулентной ячейки d i в диске или ореоле, как это показано в уравнении.(5) приблизительно дано в (Fletcher et al.2011) (8) с σ RM , D , обозначающим дисперсию RM, наблюдаемую в луче телескопа с линейным диаметром D = 600 пк. σ RM , D было зафиксировано на наблюдаемом значении 15 радм -2 (Флетчер и др., 2011).

4. Процедура

Мы используем различные конфигурации магнитного поля изотропных турбулентных и / или анизотропных турбулентных полей в диске и гало с требованием, чтобы в диске было по крайней мере турбулентное магнитное поле, следуя Флетчеру и др.(2011) наблюдения. Мы также моделируем деполяризацию, не зависящую от длины волны, напрямую через W i в уравнении. (6) вместо аппроксимации его значением p на самой короткой длине волны. Следовательно, эти турбулентные конфигурации, приведенные в таблице 3, охватывают 12 из 17 типов моделей, перечисленных в Shneider et al. (2014, верхняя панель таблицы 2) и проиллюстрированы на их рис. 2 и 3 для примера бункера с конкретным выбором напряженности магнитного поля. Эти конфигурации также можно рассматривать с точки зрения двух отдельных групп, характеризующихся наличием или отсутствием турбулентного магнитного поля в гало.

Таблица 3

Параметры модели для двух- или трехслойной системы на основе регулярных и турбулентных конфигураций магнитного поля в диске и гало.

Изотропная и анизотропная напряженности турбулентного магнитного поля в диске и ореоле каждая выбирается из [0,2,5,8,10,15,20,25,30] мк Гс в соответствии с наблюдениями M 51 о наличии 10 μ G изотропное и 10 μ G анизотропное турбулентное поле в диске (Houde et al.2013) . Мы предполагаем, что полная напряженность турбулентного поля в гало меньше или равна напряженности поля в диске. Для каждой из этих конфигураций турбулентного магнитного поля мы позволяем регулярным магнитным полям в диске и гало отдельно изменяться в диапазоне 0-50 мкм Гс с шагом 0,1 мкм Гс

Мы применяем сокращенную статистику хи-квадрат, чтобы определить наиболее подходящую конфигурацию магнитного поля для каждого из четырех радиальных колец, независимо, на трех наблюдаемых длинах волн λλλ 3.5,6,2,20,5 см. Уменьшенная статистика хи-квадрат определяется как где p obs и p mod — наблюдаемые и смоделированные значения p , приведенные в уравнениях. (3) и (4), σ — стандартное отклонение измеренных значений p на ячейку в данном кольце, и сумма берется по всем ячейкам, составляющим данное кольцо. N — это число степеней свободы, заданное с помощью числа независимых параметров, являющихся напряженностью регулярного магнитного поля переменного диска и гало, и, следовательно, всегда два, для фиксированного ввода турбулентных магнитных полей, описывающих конкретную конфигурацию.

Для каждой выбранной конфигурации турбулентного магнитного поля находится наиболее подходящая комбинация напряженности регулярного магнитного поля всего диска и гало, соответствующая наименьшему значению, и строится ряд контуров для изучения ландшафта. Повторение этой процедуры позволяет получить глобальное минимальное значение для каждого из колец.

рисунок 1

a) d) Контуры равных приведенных значений хи-квадрат для регулярных значений напряженности магнитного поля в диске и гало в двухслойной модели для каждого из четырех колец.Наилучшая модель DAIHI, обозначенная ★, состоит из регулярных, изотропных турбулентных и анизотропных турбулентных магнитных полей диска и гало с соответствующими минимальными приведенными значениями хи-квадрат () и напряженностями поля, представленными в Таблице 4. Пунктирные, сплошные и Пунктирные контуры обозначают увеличение значения на 10, 50 и 100 процентов соответственно.

значений больше единицы принимаются для того, чтобы установить тенденцию изменения конфигураций и напряженности турбулентного магнитного поля.Чтобы проверить, приводит ли допуск этих более высоких значений к регулярным конфигурациям магнитного поля диска и гало, которые статистически согласованы для каждого кольца, мы используем метод обобщения ошибок (метод бутстрапа), который не зависит от статистики. Этот подход предусматривает сохранение примерно 70% данных при случайном отбрасывании около 30% данных для каждого независимого пробного запуска и повторной проверке полученных совпадений. Таким образом проверяется устойчивость самых нижних контуров для конкретной конфигурации.После 50 таких независимых пробных прогонов для каждого глобального минимума, найденного для каждого кольца, выяснилось, что все такие самые низкие контуры являются стабильными как для двухслойной модели, так и (квази) стабильными для трехслойной модели.

Мы исследуем меньшее подмножество конфигураций турбулентного поля для трехслойной модели, убедившись, что исследуем конфигурации, которые хорошо и плохо подходят для соответствующей двухслойной системы.

5. Результаты

5.1. Двухслойная модель

Таблица 4

Двухслойная оптимальная модель напряженности магнитного поля DAIHI.

Рис. 2

Контуры константы для значений регулярного поля в диске и ореола для кольца 2 с отклоняющимся значением для изотропного турбулентного поля, соответствующего принятой альтернативной модели наилучшего соответствия, см. Текст. Обозначения такие же, как на рис. 1.

Напряженности турбулентного магнитного поля, которые соответствуют наиболее подходящей двухслойной модели для каждого кольца, представлены в таблице 4 вместе с наиболее подходящими значениями напряженности поля регулярного диска и гало, полученными с помощью сокращенного анализа хи-квадрат.Ошибки, указанные для этих соответствующих значений регулярной напряженности поля, основаны на сплошном контуре на рис. 1, который представляет увеличение значения на 50%. — минимальное значение, соответствующее наилучшей конфигурации магнитного поля диска и гало, состоящей из регулярных, изотропных турбулентных и анизотропных турбулентных магнитных полей.

Рисунок 1 и таблица 4 ясно показывают, что наиболее подходящие значения магнитного поля в кольце 2 отклоняются от тенденции в трех других кольцах, особенно B reg в диске и B iso в гало.Чтобы проверить, насколько значительным является это отклонение от других колец, мы рассчитали наиболее подходящую модель со значениями магнитного поля, соответствующими другим кольцам, и проверили, насколько увеличилось. Вставка B iso = 2 мк Гс в ореол для кольца 2 приводит к минимуму для наиболее подходящих значений регулярного поля 12,4 мк Гс и 1,5 мк Гс в диске и ореоле соответственно (см. рис. 2). Учитывая неопределенности модели, увеличение с 2.4–3,1, как полагают, не являются существенной разницей в кольце 2. Мы пришли к выводу, что эти значения поля одинаково правдоподобны, и решили принять их в качестве модели наилучшего соответствия, сделав все значения магнитного поля во всех кольцах примерно согласованными. Рисунок 3 иллюстрирует эти значения регулярного и турбулентного магнитного поля для двухслойных моделей наилучшего соответствия.

Рис. 3

Прогнозируемая напряженность магнитного поля ( мк Гс) с радиальным расстоянием (кпк) от M 51.Наилучшая конфигурация двухслойной модели, состоящая из изотропного турбулентного («Iso.»), Анизотропного турбулентного («Aniso.») И регулярного («Reg.») Магнитного поля в диске a) и гало. b) показано для каждого кольца.

Общие выводы, которые можно сделать из этих значений магнитного поля:

  • Полная напряженность магнитного поля в диске составляет около B tot, disk ≈ 18 μ G, в то время как полная напряженность магнитного поля в гало составляет около B tot, halo ≈ 4 — 6 μ G;

  • Напряженность как регулярного, так и турбулентного магнитного поля в диске в несколько раз выше, чем в гало;

  • В диске имеется значительная анизотропная составляющая турбулентного поля, но не в гало;

  • В пределах ошибок ни одна из напряжённостей магнитного поля не показывает четкого тренда в зависимости от галактоцентрического радиуса.Возможным исключением здесь является немного более сильная (изотропная) напряженность случайного магнитного поля во внутреннем гало.

Более низкое значение и более чувствительный диапазон в кольце 1 предполагают, что регулярное и турбулентное магнитные поля могут лучше всего соответствовать кольцу 1 двухслойной модели. Это может происходить из-за разной напряженности магнитного поля и плотности тепловых электронов между плечами и межрукавными областями. Кольцо 1 содержит в основном спиральные рукава, в то время как кольца 2–4 отслеживают как области плеч, так и межрукавные области, что делает одно соответствие для напряженности магнитного поля во всем кольце менее подходящим. π -периодическая модуляция очевидна на наиболее подходящих профилях поляризации всех колец на рис. 4, указывая на деполяризацию, вызванную регулярной, в основном азимутальной, составляющей магнитного поля. Также ясно видно, что меньшие ошибки в наблюдаемом p / p 0 уменьшают ширину заштрихованного серого коридора на рис. 4.

Модель с только регулярными полями не дает никаких хороших результатов, как ожидалось, с физической точки зрения и с точки зрения наблюдений.Однослойная модель исключается нашим моделированием, поскольку ненулевое регулярное магнитное поле в гало предсказывается всеми выбранными конфигурациями магнитного поля. Это согласуется с ожиданием двух отдельных вращающихся слоев Фарадея (Berkhuijsen et al. 1997; Fletcher et al. 2011). Мы также рассматриваем наблюдения M 51 на частоте 610 МГц, которые показывают, что p / p 0 <1% в спиральных рукавах (Farnes et al. 2013). Применение критерия, согласно которому p / p 0 <1% в ячейках, содержащих спиральные рукава в каждом кольце, приводит к исключению всех конфигураций поля, которые не имеют турбулентного магнитного поля в гало.Это также автоматически отклоняет однослойную модель.

Рис. 4

Нормализованная степень поляризации p / p 0 как функция азимутального угла для наблюдаемой длины волны λλλ 3,5,6,2,20,5 см для каждого из четырех колец для двухслойной модели. Столбцы предоставляют профили поляризации на кольцо на фиксированной длине волны наблюдения, а строки представляют профили поляризации на всех трех длинах волн наблюдения на фиксированном кольце.0 ° соответствует северной большой оси M 51 с секторами, отсчитываемыми против часовой стрелки. Сплошные черные точки соответствуют прогнозируемому значению поляризации на каждом азимуте на основе наиболее подходящих значений напряженности магнитного поля. Заштрихованная серая область соответствует диапазону значений поляризации, предсказываемых всеми конфигурациями регулярного магнитного поля диска и гало, охватываемого сплошным контуром на рис. 1 для колец 1, 3, 4 и на рис. 2 для кольца 2. Турбулентное магнитное поле поля такие же, как описано в таблице 4.Следующие секторы были отброшены, поскольку они являются выбросами (см. Текст): сектор под углом 60 ° для двух внутренних колец и сектора под углом 220 °, 300 ° и 320 ° во внешнем кольце.

5.2. Трехслойная модель

Для трехслойной модели с идентичными ближними и дальними сторонами ореола ландшафт состоит из архипелага с минимальными значениями, как показано на рис. 5. Если минимум следует принять как репрезентативный для глобального минимума, тогда, Для сравнения с двухслойной моделью мы представляем наиболее подходящие результаты трехслойной модели для каждого кольца в таблице 5.Трехслойные модели наилучшего соответствия хуже подходят для поляризационных наблюдений, чем двухслойные модели из-за того, что верхняя часть находится в самой внутренней паре колец и в самом внешнем кольце. И трех-, и двухслойные модели свидетельствуют об отсутствии анизотропного турбулентного поля гало во всех кольцах. Подводя итог, трехслойные модели дают примерно те же значения магнитного поля, что и двухслойные модели.

Таблица 5

Трехслойная оптимальная модель напряженности магнитного поля DAIHI.

Инжир.5

a) d) То же, что на рис. 1, но теперь для трехслойной модели DAIHI.

5.3. Устойчивость результатов

Стабильность нижних контуров для двухслойных моделей и (квази) стабильность таких контуров для трехслойных моделей, следуя методике бутстрапа, обсуждаемой в разд. 4, дает уверенность в надежности результатов. Вдобавок удлиненная форма контуров на обоих этих рисунках указывает на то, что гало более чувствительно к изменению своего регулярного значения поля и, следовательно, является более сильной деполяризующей областью, чем диск.Модели также дают контуры для самой внутренней и самой внешней пары колец, которые морфологически похожи между собой. Морфологическое сходство между кольцами, составляющими каждую пару, можно ожидать, исходя из того, что физические параметры тепловой плотности электронов и длины пути равны для каждой пары, как указано в таблице 2.

Область с очень сильной поляризацией, наблюдаемая при λλ 3,5,6,2 см в Fletcher et al. (2011, рис. 2) совпадает с секторами кольца 1 под 300 ° и 320 ° и, вероятно, объясняет заниженные значения p в этих местах на всех наблюдаемых длинах волн.Кроме того, ячейки кольца 1 и кольца 2 под углом 60 ° вместе с ячейкой кольца 4 под углом 320 ° являются выбросами из-за того, что на одних и тех же картах имеются разреженные данные, и, следовательно, отбрасываются. Результаты, показанные в таблицах 4 и 5, получены на основе данных, свободных от выбросов.

Используя самое внутреннее кольцо, которое отслеживает данные наиболее близко, наши модели допускают значительное изменение значений турбулентного магнитного поля в диске, в то время как значения магнитного поля в гало жестко ограничены. В частности, замена наиболее подходящей конфигурации кольца 1 в Таблице 4 на изотропные и анизотропные турбулентные дисковые поля величиной 20 мкм Гс каждое при сохранении изотропного турбулентного поля гало 5 мкм Гс приводит к увеличению менее чем на 20%. в то время как только изменение поля изотропного турбулентного гало до 10 мкм Гс при сохранении изотропного и анизотропного полей турбулентного диска на уровне 10 мкм Гс и 5 мкм Гс соответственно приводит к увеличению более чем на 25%.Соответственно, в диске допускаются суммарные значения турбулентного поля до 30 мкм Гс. Однако Houde et al. (2013) сообщают о наблюдаемом значении полного турбулентного поля диска 15 мкм Гс в M 51, так что любые модели с полным турбулентным полем более 15 мкм Гс исключаются из наблюдений. Наконец, обычный диск и напряженность поля гало различаются лишь незначительно для всех допустимых значений полей турбулентного диска и гало, что указывает на их устойчивость для всех колец.

6. Обсуждение

Получающаяся картина следующая: в диске напряженности магнитного поля равны B reg ≈ 10 μ G и B turb ≈ 11 — 14 μ G, где B turb включает как изотропные, так и анизотропные случайные компоненты. В ореоле B reg ≈ 3 μ G и B turb примерно равно B reg и состоит только из изотропной составляющей; в гало нет анизотропного случайного поля.Если анизотропия флуктуаций магнитного поля вызвана в основном сильными волнами плотности в M 51 и сдвиговым потоком, анизотропия действительно в основном или исключительно возникает в диске. Регулярная и полная напряженности магнитного поля в диске согласуются с равнораспределенными значениями B reg ≈ 8-13 μ G и B tot ≈ 15-25 μ G, рассчитанными Флетчером. и другие. (2011).

В гало максимальные размеры ячеек турбулентности увеличиваются по направлению к внешней части галактики (для двухслойной модели), тогда как размеры турбулентных ячеек в диске примерно равны.Чем меньше напряженность турбулентного поля, тем больше размер турбулентной ячейки для репрезентативной дисперсии RM, как определяется уравнением. (8). Если бы размер турбулентной ячейки в гало был одинаковым для внутренней и внешней частей галактики, дисперсия RM уменьшалась бы к внешней части галактики для значений турбулентного магнитного поля, полученного из модели, что не наблюдается. Однако размер ячейки в ореоле не определен, поскольку уравнение. (8) действительно только для d D и d L , чего может не быть в случае ореола.

Обнаруженная нами напряженность поля в целом согласуется с более ранними исследованиями. Berkhuijsen et al. (1997) впервые рассмотрели магнитные поля в M 51 в терминах отдельных диска и гало. Они обнаружили несколько более низкое регулярное магнитное поле в диске B, reg, disk ≈ 7 μ G, постоянное по всему диску. Их (предполагаемая изотропная) напряженность турбулентного поля сопоставима с нашими результатами; они показывают, что для еще больших галактоцентрических радиусов, вплоть до 15 кпк, это турбулентное магнитное поле, как ожидается, уменьшится до ~ 9 мкм Гс.Fletcher et al. (2011) обнаружил регулярную напряженность магнитного поля как в диске, так и в гало между примерно 1 — 4 мк Гс с небольшой тенденцией к увеличению регулярной напряженности поля диска с увеличением радиуса. Они приписали эти аномально низкие значения игнорированию анизотропных случайных полей в оценке равнораспределения для регулярной напряженности поля. Тем не менее, существует аномалия в оценках регулярной напряженности поля, поскольку угол поляризации и RM дают 1 — 4 мкм Гс, в то время как деполяризация и равнораспределение дают напряженности поля 10 мкм Гс.Возможные объяснения включают игнорирование (неизвестного) фактора заполнения тепловых электронов в оценке на основе RM, корреляции в распределениях прямой видимости B и n e , а также несоблюдение равнораспределения.

Полученные значения напряженности магнитного поля в двухслойных моделях и трехслойных моделях согласуются. Фактически, если бы наиболее подходящие конфигурации турбулентного магнитного поля для всех колец для двухслойной модели должны были использоваться для трехслойной модели, то результирующие наиболее подходящие регулярные поля диска и гало все равно описывались бы тремя -уровневая модель в пределах указанной погрешности.Это означает, что весь сигнал деполяризован с дальней стороны ореола на всех длинах волн. Таким образом, наши модели подтверждают выводы Horellou et al. (1992) и Berkhuijsen et al. (1997) на основе измерений фарадеевского вращения и угла поляризации. Анализируя поляризационные данные 21 ближайшей галактики из обзора WSRT SINGS (Heald et al. 2009), Браун и др. (2010) пришли к выводу из RM Synthesis, что M 51 показывает поляризованную интенсивность на глубинах Фарадея φ ≈ + 13 рад м -2 , исходящую из области излучательной способности, расположенной чуть выше средней плоскости.Они также измерили фарадеевские компоненты глубины около -180 и 200 рад. М -2 , интерпретированные как излучение с дальней стороны средней плоскости, которое сильно поворачивается по Фарадею из-за его распространения через среднюю плоскость. Положительные и отрицательные компоненты глубины Фарадея примерно совпадают с полушариями диска, где азимутальное магнитное поле будет указывать на наблюдателя или от него. Компоненты большой глубины Фарадея согласуются с нашей моделью, предполагая длину пути и концентрацию электронов, как в Таблице 2, и B = 10sin ( l ) μ Гс.Размеры турбулентных ячеек, найденных для диска, согласуются со значениями в (Fletcher et al., 2011; Houde et al., 2013), а размеры турбулентных ячеек в гало характерны для типичного размера ячеек, ожидаемых для спиральных галактик, от 100 до 1000 pc (Соколов и др., 1998).

Ожидаемая общая напряженность магнитного поля также может быть оценена из взаимозависимости напряженности магнитного поля, плотности газа и скорости звездообразования (SFR), как предполагает дальняя инфракрасная радиокорреляция (Niklas & Beck 1997).Schleicher & Beck (2013) продемонстрировали, что наблюдаемая связь между SFR и напряженностью магнитного поля возникает в результате усиления турбулентного магнитного поля за счет действия турбулентного динамо, при котором турбулентность вызывается взрывами сверхновых (SN). Полученное ими выражение, примененное при красном смещении z = 0, дается формулой (9), где ρ 0 ~ 10 -24 г см -3 — типичная плотность ISM, Σ SFR ~ 0,1 M кпк -2 лет -1 — эталонный SFR на единицу площади, f sat ~ 5% — ожидаемый уровень насыщения для сверхзвуковой турбулентности или часть средней турбулентной энергии по шкале времени ~ 100 млн лет, f мсек. дуги к турбулентности, а E SN ~ 10 51 эрг — типичная энергия, выделяемая SN.Масштабирование Шлейхера и Бека (2013) сравнимо с наблюдаемым соотношением между равнораспределенной силой магнитного поля и SFR для спиральных галактик Никласом и Беком (1997). Возьмем Σ SFR = 0,012 M кпк -2 лет -1 для M 51, взятую из Таблицы 3 Табатабаей и др. (2013), что дает общую напряженность магнитного поля B до ~ 10 мкм Гс по формуле. (9), в качестве оценки по порядку величины.Учитывая грубость оценок значений параметров в формуле. (9), B tot ~ 10 μ G в диске согласуется с нашими результатами.

7. Заключение

Мы показали, что можно использовать наши аналитические модели деполяризации с радиополяриметрическими наблюдениями, состоящими только из трех наблюдаемых длин волн на λλλ 3,5, 6,2, 20,5 см, с помощью критерия, найденного Фарнсом из данных 610 МГц M 51 и другие. (2013), чтобы ограничить как регулярную, так и турбулентную напряженность магнитного поля в M 51.Путем численного моделирования DFR и IFD как основных механизмов деполяризации, зависящих от длины волны, наряду с вкладом изотропных и анизотропных турбулентных магнитных полей в деполяризацию, не зависящую от длины волны, мы пришли к оценкам напряженности как регулярного, так и турбулентного магнитного поля в диске и гало. с литературой, как показано в Таблице 4.

Это согласие с более ранними исследованиями дает уверенность в реалистичности этих моделей. Однако наша модель более сложна, чем предыдущие работы, поскольку она напрямую моделирует зависящие от длины волны деполяризующие механизмы DFR и IFD благодаря наличию как регулярных, так и случайных магнитных полей.Предыдущие модели (Berkhuijsen et al. 1997; Fletcher et al. 2011) не включали синхротронное излучение от гало, основывались в основном на измерениях RM и не моделировали фактический вклад изотропных и анизотропных турбулентных магнитных полей в деполяризацию, не зависящую от длины волны.

Мы обнаружили, что напряженности анизотропного турбулентного магнитного поля в диске M 51 сопоставимы с изотропным турбулентным полем и

с регулярной напряженностью поля ~ 10 мк Гс.Однако в гало не обнаружено анизотропного турбулентного поля, изотропное поле которого составляет ~ 2 мкм Гс, что сравнимо с регулярной напряженностью поля в гало.

Сравнение моделей дискового гало, включая и исключая (деполяризующее) гало на дальней стороне, показывает, что гало на дальней стороне в основном деполяризовано в наших радиоволнах, что делает двухслойную модель диска и гало ближней стороны хорошим приближением.

Эти модели показывают, что даже с данными наблюдений только на трех длинах волн можно получить полезные результаты по напряженности и конфигурации магнитного поля.Нынешние наблюдательные возможности широкополосной радиополяриметрии позволили бы ограничить данные в большей степени. Это позволило бы не только лучше определить, подходит ли двухслойный или трехслойный подход к моделированию для описания данных, но и получить более точные оценки регулярной и (изотропной и анизотропной) напряженности турбулентного поля в диске и гало.

Недавние исследования Tabatabaei et al. (2013) и Heesen et al. (2014) путем наблюдений выявили локальные корреляции между средними и турбулентными компонентами магнитного поля с SFR с теоретической мотивацией для таких сценариев, недавно представленной Schleicher & Beck (2013).Будущие исследования, вместе с тестами моделей усиления магнитного поля за счет действия динамо, поэтому будут сосредоточены на динамических физических величинах, которые приводят к структуре поля, найденной в этой работе. Для этой цели могут быть полезны спектроскопические данные от H α и дальнего инфракрасного диапазона для зондирования SFR, HI и H 2 для оценки плотности газа и излучения линии HI для определения скорости вращения и турбулентности.


1

Угол наклона полного горизонтального магнитного поля определяется по моде м .Следовательно, sin ( p m ) и cos ( p m ) соответствуют компонентам B r и B φ соответственно.

2

Угол β — это азимут, при котором соответствующая мода м ≠ 0 является максимальной.

Благодарности

C.S. и M.H. признателен за поддержку исследовательской программы 639.042.915, который частично финансируется Нидерландской организацией научных исследований (NWO). C.S. благодарит за дополнительную финансовую поддержку фонд Leids Kerkhoven-Bosscha Fonds, субсидию на рабочие поездки LKBF . А.Ф. и А.С. благодарим траст Leverhulme за финансовую поддержку в рамках гранта RPG-097. Моделирование проводилось на кластере Coma в Университете Радбауд, Неймеген, Нидерланды. Мы благодарим анонимного рецензента за ценное предложение связать эту работу с более широкой динамической картиной в галактиках и за предложения для будущих исследований.

Список литературы

  1. Бек, Р. 2004, Ap & SS, 289, 293 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  2. Бек, Р.2007, A&A, 470, 539 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  3. Бек, Р.2009, Astrophys. Космические науки. Пер., 5, 43 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  4. Беркхейсен, Э.М., Хореллоу К., Краузе М. и др. 1997, A&A, 318, 700 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [Google ученый]
  5. Браун, Р., Хилд, Г. и Бек, Р. 2010, A&A, 514, A42 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  6. Фарнс, Дж.С., Грин, Д. А., & Кантария, Н. Г. 2013 [arXiv: 1309.4646] [Google ученый]
  7. Феррьер, К. М. 2001, Rev. Mod. Физ., 73, 1031 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  8. Флетчер, А., Beck, R., Shukurov, A., Berkhuijsen, E. M., & Horellou, C. 2011, MNRAS, 412, 2396 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [MathSciNet] [Google ученый]
  9. Хилд, Г., Браун Р. и Эдмондс Р. 2009, A&A, 503, 409 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  10. Heesen, В., Бринкс, Э., Лерой, А. К. и др. 2014, Эй Джей, 147, 103 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  11. Heiles, C., & Хаверкорн, М. 2012, Космические науки. Ред., 166, 293 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  12. Хореллоу, К., Beck, R., Berkhuijsen, E. M., Krause, M., & Klein, U.1992, A&A, 265, 417 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [Google ученый]
  13. Худе, М., Флетчер А., Бек Р. и др. 2013, ApJ, 766, 49 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  14. Мао, С.A., McClure-Griffiths, N.M., Gaensler, B.M. и др. 2012, ApJ, 755, 21 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  15. Никлас, С., & Бек, Р. 1997, A&A, 320, 54 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [Google ученый]
  16. Павел, М.Д., и Клеменс, Д. П. 2012, ApJ, 761, L28 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  17. Шлейхер, Д.Р. Г. и Бек, Р. 2013, A&A, 556, A142 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  18. Шнейдер, К., Хаверкорн, М., Флетчер, А., и Шукуров, А. 2014, A&A, 567, A82 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  19. Соколов, Д.Д., Быков А.А., Шукуров А. и др. 1998, МНРАС, 299, 189 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  20. Соколов, Д.Д., Быков А.А., Шукуров А. и др. 1999, МНРАС, 303, 207 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [Google ученый]
  21. Табатабаи, Ф.С., Краузе, М., Флетчер, А., и Бек, Р. 2008, A&A, 490, 1005 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]
  22. Табатабаи, Ф.С., Беркхейсен, Э. М., Фрик, П., Бек, Р., и Шиннерер, Э. 2013, A&A, 557, A129 [НАСА ОБЪЯВЛЕНИЕ] [CrossRef] [EDP Sciences] [Google ученый]

Все таблицы

Таблица 3

Параметры модели для двух- или трехслойной системы на основе регулярных и турбулентных конфигураций магнитного поля в диске и гало.

Таблица 4

Двухслойная оптимальная модель напряженности магнитного поля DAIHI.

Таблица 5

Трехслойная оптимальная модель напряженности магнитного поля DAIHI.

Все рисунки

рисунок 1

a) d) Контуры равных приведенных значений хи-квадрат для регулярных значений напряженности магнитного поля в диске и гало в двухслойной модели для каждого из четырех колец.Наилучшая модель DAIHI, обозначенная ★, состоит из регулярных, изотропных турбулентных и анизотропных турбулентных магнитных полей диска и гало с соответствующими минимальными приведенными значениями хи-квадрат () и напряженностями поля, представленными в Таблице 4. Пунктирные, сплошные и Пунктирные контуры обозначают увеличение значения на 10, 50 и 100 процентов соответственно.

По тексту
Рис. 2

Контуры константы для значений регулярного поля в диске и ореола для кольца 2 с отклоняющимся значением для изотропного турбулентного поля, соответствующего принятой альтернативной модели наилучшего соответствия, см. Текст.Обозначения такие же, как на рис. 1.

По тексту
Рис. 3

Прогнозируемая напряженность магнитного поля ( мкм, Гс) с радиальным расстоянием (кпк) от M 51. Наиболее подходящая конфигурация двухслойной модели, состоящая из изотропной турбулентной («Изотропной») и анизотропной турбулентной («анизотропной») турбулентности («анизотропной турбулентности»). , и регулярные («Рег.») напряженности магнитного поля в диске a) и ореол b) показаны для каждого кольца.

По тексту
Рис. 4

Нормализованная степень поляризации p / p 0 как функция азимутального угла для наблюдаемой длины волны λλλ 3,5,6,2,20,5 см для каждого из четырех колец для двухслойной модели. Столбцы предоставляют профили поляризации на кольцо на фиксированной длине волны наблюдения, а строки представляют профили поляризации на всех трех длинах волн наблюдения на фиксированном кольце.0 ° соответствует северной большой оси M 51 с секторами, отсчитываемыми против часовой стрелки. Сплошные черные точки соответствуют прогнозируемому значению поляризации на каждом азимуте на основе наиболее подходящих значений напряженности магнитного поля. Заштрихованная серая область соответствует диапазону значений поляризации, предсказываемых всеми конфигурациями регулярного магнитного поля диска и гало, охватываемого сплошным контуром на рис. 1 для колец 1, 3, 4 и на рис. 2 для кольца 2. Турбулентное магнитное поле поля такие же, как описано в таблице 4.Следующие секторы были отброшены, поскольку они являются выбросами (см. Текст): сектор под углом 60 ° для двух внутренних колец и сектора под углом 220 °, 300 ° и 320 ° во внешнем кольце.

По тексту

единиц напряженности магнитного поля

единиц напряженности магнитного поля

В Международной системе (СИ) единицей измерения напряженности магнитного поля является Тесла (Тл). Одна тесла (1 Тл) определяется как напряженность поля, создающая один ньютон силы на ампер тока на метр проводника:

T = N · A -1 · м -1 = кг · с -2 · A -1

Некоторые другие единицы, не относящиеся к системе СИ, такие как Гаусс (G), все еще иногда используются.Некоторые из них важны для интерпретации старых научных текстов, но их использование не поощряется. Один гаусс (1 Гс) — это напряженность поля, создающая 0,1 дина силы на ампер тока на сантиметр проводника. Следовательно, разница между тесла и гауссом остается в единицах, используемых для их определения. Таким образом, одна тесла равна 10000 гаусс (1 Тл = 10000 Гс), или один гаусс равен 0,0001 тесла (1 Гс = 0,0001 Тл). Другими обычно используемыми единицами измерения являются микротесла (мкТл) и миллигаусс (мГс). В следующей таблице приведены коэффициенты пересчета из одних единиц в другие:

тесла (т) микротесла (мкТл) Гаусс (G) Милигаусс (мГ)
1 1000000 10000 10000000
0.000001 1 1000 10
0,0001 0,001 1 1000
0,0000001 0,1 0,001 1

Магнитное поле в одну тесла довольно сильное.Вот почему магнитные поля обычно выражаются в микротеслах (мкТл). Типичные значения напряженности поля для некоторых магнитных полей:

Поле мкТл
Самые сильные поля, доступные в лабораториях 20 000 000
Напряженность магнитного поля Земли на ее поверхности 50
Бытовые электроприборы 0.02-7
Межзвездное магнитное поле 0,000 000 3

Международное бюро мер и весов (BIPM) предоставляет дополнительную информацию о Международной системе единиц (SI) на сайте www.bipm.org/en/si/ и о префиксах Международной системы единиц (SI) на сайте www.bipm.fr/en/si/prefixes.html

Связанная публикация :

Другие рисунки и таблицы в этой публикации :

Единицы измерения напряженности магнитного поля

Магнитные поля, создаваемые бытовой техникой

Стандартная классификация IARC

Механизмы взаимодействия

Понимание восприятия магнитного поля акул на основе эмпирических наблюдений

  • 1.

    Вильчко Р. и Вильчко В. Магниторецепция. Биологические исследования 28,2 , 157–168 (2006).

    Артикул Google ученый

  • 2.

    Манн С., Спаркс Н. и Борд Р. Магнитотактические бактерии: микробиология, биоминерализация, палеомагнетизм и биотехнология. Adv. Microb. Physiol. 31 , 125–181 (1990).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 3.

    Блейкмор Р. Магнитотактические бактерии. Наука 190 , 377–379 (1975).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 4.

    Торрес Ф. Ф., Ботаника Д. и Пауло С. Магнетитовые водоросли с магнитотаксисом. Biophys. J. 50 , 375–378 (1986).

    Артикул Google ученый

  • 5.

    Браун, Ф., Уэбб, Х. и Барнуэлл, Ф. Феномен направления компаса у грязевых улиток и его связь с магнетизмом. Biol. Бык. 127 , 206–220 (1964).

    Артикул Google ученый

  • 6.

    Ломанн, К. и др. . Магнитная ориентация колючих омаров в океане: эксперименты с системами подводных катушек. J. Exp. Биол. 198 , 2041–8 (1995).

    CAS PubMed Google ученый

  • 7.

    Hsu, C.-Y., Ko, F.-Y., Li, C.-W., Fann, K. & Lue, J.-T. Система магниторецепции у медоносных пчел (Apis mellifera). PLoS One 2 , e395 (2007).

    ADS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 8.

    Бисон Р. и Николс Дж. Магнитная ориентация и магниточувствительный материал у трансэкваториальных перелетных птиц. Природа 309 , 151–153 (1984).

    ADS Статья Google ученый

  • 9.

    Вильчко В. и Вильчко Р. Магнитный компас европейских малиновок. Наука 176 , 62–64 (1972).

    ADS CAS Статья PubMed МАТЕМАТИКА Google ученый

  • 10.

    Thalau, P., Ритц, Т., Бурда, Х., Вегнер, Р. Э. и Вильчко, Р. Механизмы магнитного компаса птиц и грызунов основаны на различных физических принципах. J. R. Soc. Интерфейс 3 , 583–7 (2006).

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 11.

    Wiltschko, W., Dehe, L., Stapput, K., Thalau, P. & Wiltschko, R. Магниторецепция у птиц: нет окна интенсивности в ответах «фиксированного направления». Naturwissenschaften 97 , 37–42 (2010).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 12.

    Мархольд С., Вильчко В. и Бурда Х. Компас с магнитной полярностью для определения направления у подземных млекопитающих. Naturwissenschaften 423 , 421–423 (1997).

    ADS Статья Google ученый

  • 13.

    Deutschlander, M., Borland, S. & Phillips, J. Экстраокулярный магнитный компас у тритонов. Природа 400 , 324–325 (1999).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 14.

    Дойчландер, М. Э., Филипс, Дж. Б. и Борланд, С. С. Ориентация магнитного компаса у восточного тритона, Notophthalamus viridescens: быстрое освоение береговой оси. Копея 2000 , 413–419 (2000).

    Артикул Google ученый

  • 15.

    Фрик, М. и Филлипс, Дж. Светозависимый сдвиг в ориентации магнитного компаса головастика лягушки-быка: свидетельство общего механизма магниторецепции у бесхвостых и уродельских амфибий. Этология 254 , 241–254 (2005).

    Артикул Google ученый

  • 16.

    Ломанн К. и Ломанн К. Обнаружение угла магнитного наклона морскими черепахами: возможный механизм определения широты. J. Exp. Биол. 194 , 23–32 (1994).

    CAS PubMed Google ученый

  • 17.

    Лайт, П., Салмон, М. и Ломанн, К. Геомагнитная ориентация морских черепах логгерхедов: свидетельство в пользу наклонного компаса. J. Exp. Биол. 182 , 1–10 (1993).

    Google ученый

  • 18.

    Киршвинк, Дж. Л., Дизон, А. Э. и Вестфаль, Дж. А. Свидетельства геомагнитной чувствительности китообразных, полученные при поиске на мель. J. Exp. Биол. 120 , 1–24 (1986).

    Google ученый

  • 19.

    Дуриф, К. М. Ф. и др. . Ориентация магнитного компаса у европейского угря. PLoS One 8 , 1–7 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 20.

    Мора, К. В. и др. . Модификация поведения лимонных акул (Negaprion brevirostris), лишенных зрения, в отношении магнитных полей. J. Navig. 115 , 346–353 (2014).

    Google ученый

  • 21.

    Мора, К. В., Дэвисон, М. и Уокер, М. М. Кондиционирование как метод изучения сенсорных систем, участвующих в ориентации, поиске и навигации животных — обзор. J. Navig. 62 , 571 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 22.

    Уокер М. Научился распознавать магнитное поле у ​​желтоперого тунца Thunnus albacares. J. Comp. Physiol. A , 155, , 673–679 (1984).

    Артикул Google ученый

  • 23.

    Diebel, C.E., Proksch, R., Грин, К. Р., Нейлсон, П. и Уокер, М. М. Магнетит определяет магниторецептор позвоночных. Природа 406 , 299–302 (2000).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 24.

    Уокер М. М. и др. . Структура и функция магнитного чутья позвоночных. Природа 390 , 371–6 (1997).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 25.

    Уокер, М. М., Дибель, К. Э. и Киршвинк, Дж. Л. In Обработка сенсорной информации в водной среде 53–74 (Springer-Verlag, 2004).

  • 26.

    Куинн, Т. П. Доказательства ориентации астрономического и магнитного компаса у мигрирующих по озеру мальков нерки. J. Comp. Physiol. A 137 , 243–248 (1980).

    Артикул Google ученый

  • 27.

    Куинн Т.П. и Брэннон, Э. Л. Использование небесных и магнитных сигналов при ориентировании смолтов нерки. J. Comp. Physiol. A 147 , 547–552 (1982).

    Артикул Google ученый

  • 28.

    Паулин М. Электрорецепция и компас акул. J. Theor. Биол. 174 , 325–339 (1995).

    Артикул Google ученый

  • 29.

    Акоев Г., Ильинский О. и Задан П. Реакции электрорецепторов (ампул Лоренцини) коньков на электрические и магнитные поля. J. Comp. Physiol. A 106 , 127–136 (1976).

    Артикул Google ученый

  • 30.

    Браун Х. и Ильинский О. Ампулы Лоренцини в магнитном поле. J. Comp. Physiol. 126 , 333–341 (1978).

    Артикул Google ученый

  • 31.

    Калмийн А. Биофизика обнаружения геомагнитного поля. IEEE Trans. Magn. 17 , 1113–1124 (1981).

    ADS Статья Google ученый

  • 32.

    Мейер, К. Г., Холланд, К. Н. и Папастаматиу, Ю. П. Акулы могут обнаруживать изменения в геомагнитном поле. Дж. Р.Soc. Интерфейс 2 , 129–30 (2005).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 33.

    Кальмийн А. Обнаружение электрического и магнитного поля у пластиножаберных рыб. Наука 218 , 916–918 (1982).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 34.

    Андрианов Г.Н., Браун, Х. Р. и Ильинский, О. Б. Ответы центральных нейронов на электрические и магнитные раздражители ампул lorenzini в черноморском коньке. J. Comp. Physiol. A 93 , 287–299 (1974).

    Артикул Google ученый

  • 35.

    Bonfil, R. et al. . Трансокеанская миграция, пространственная динамика и связи популяций белых акул. Наука 310 , 100–3 (2005).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 36.

    Weng, K. C. et al. . Миграция и среда обитания белых акул (Carcharodon carcharias) в восточной части Тихого океана. Mar. Biol. 152 , 877–894 (2007).

    Артикул Google ученый

  • 37.

    Папастаматиу Ю. П. и др. .Шкалы ориентации, направленные прогулки и структура траектории движения акул. J. Anim. Ecol. 80 , 864–74 (2011).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 38.

    Папастаматиу Ю. П. и др. . Модели телеметрии и случайного блуждания выявляют сложные закономерности частичной миграции крупного морского хищника. Экология 94 , 2595–606 (2013).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 39.

    Калмийн А. Обнаружение и обработка электромагнитных и ближнепольных акустических сигналов у пластиножаберных рыб. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B. Biol. Sci. 355 , 1135–41 (2000).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 40.

    Montgomery, J.C. Система горизонтальных каналов Dogfish: ответы первичных афферентных, вестибулярных и мозжечковых нейронов на вращательную стимуляцию. Неврология 5 , 1761–9 (1980).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 41.

    Монтгомери, Дж. И Бодзник, Д. Схема заднего мозга, обеспечивающая подавление общего режима дыхательной рефлексии в электросенсорной системе маленького ската Raja erinacea. J. Exp. Биол. 215 , 203–215 (1993).

    Google ученый

  • 42.

    Монтгомери, Дж. И Бодзник, Д. Сигналы и шум в электросенсорной системе пластинчатых жабр. J. Exp. Биол. 202 , 1349–55 (1999).

    CAS PubMed Google ученый

  • 43.

    Molteno, T.К. А. и Кеннеди, У. Л. Навигация с помощью индукционной магниторецепции у пластиножаберных рыб. J. Biophys. 2009 , 380976 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 44.

    Йонсен, С. & Ломанн, К. Дж. Физика и нейробиология магниторецепции. Nat. Rev. Neurosci. 6 , 703–12 (2005).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 45.

    Йонсен, С. и Ломанн, К. Дж. Магниторецепция у животных. (2008).

  • 46.

    Walker, M., Diebel, CE & Kirschvink, JL In Fi sh Physiol og y: Se nsory Systems Neuroscience (ред. Hara, TJ & Zielinski, B.) 25 , 335–374 (Academic Press, 2006).

  • 47.

    Brill, R. et al. .Отталкивающее и сдерживающее действие электроположительных металлов на молодь песчаных акул (Carcharhinus plumbeus). Рыба. Бык 107 , 298–307 (2009).

    ADS Google ученый

  • 48.

    Роббинс, В. Д., Педдеморс, В. М. и Кеннелли, С. Дж. Оценка постоянных магнитов и электроположительных металлов для уменьшения отлова галапагосских акул Carcharhinus galapagensis с привязки к линиям. Рыба. Res. 109 , 100–106 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 49.

    О’Коннелл, К. П., Абель, Д. К., Грубер, С. Х., Страуд, Э. М. и Райс, П. Х. Реакция молодых лимонных акул Negaprion brevirostris на магнитный барьер, имитирующий пляжную сеть. Побережье океана. Manag. 54 , 225–230 (2011).

    Артикул Google ученый

  • 50.

    О’Коннелл, К., Абель, Д., Страуд, Э. и Райс, П. Анализ постоянных магнитов в качестве устройств для уменьшения прилова упругожаберных жабер при испытаниях на крючок и ярус. Рыба. Бык . 394–402 (2011).

  • 51.

    Hutchinson, M. et al. . Влияние металлического сплава лантаноидов на коэффициент вылова акул. Рыба. Res. 131 , 45–51 (2012).

    Артикул Google ученый

  • 52.

    McCutcheon, S.M. & Kajiura, S.M. Электрохимические свойства металлов-лантаноидов в связи с их применением в качестве репеллентов от акул. Рыба. Res. 147 , 47–54 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 53.

    Ньютон К. и Каджиура С. М. Распознавание магнитного поля, обучение и память у желтого ската (Urobatis jamaicensis). Anim. Cogn .DOI: 10.1007 / s10071-017-1084-8 1–12 (2017).

  • 54.

    Siegenthaler, A., Niemantsverdriet, P. R. W., Laterveer, M. & Heitkönig, I. M. A. Отрицательная реакция содержащихся в неволе песчаных акул Carcharhinus plumbeus на сильные магнитные поля. J. Fish Biol. 89 , 1603–1611 (2016).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 55.

    Мора, К., Дэвисон, М., Уайлд, Дж.И Уокер, М. Магниторецепция и ее тройничное опосредование у почтового голубя. Природа 432 , 508–511 (2004).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 56.

    Каджиура, С. М. и Холланд, К. Н. Электрорецепция у молодых зубчатых акул-молотов и песчаных акул. J. Exp. Биол. 205 , 3609–21 (2002).

    PubMed Google ученый

  • 57.

    Бедор, К. Н. и Каджиура, С. М. Биоэлектрические поля морских организмов: вклад напряжения и частоты в обнаруживаемость электрорецептивных хищников. Physiol. Biochem. Zool. 86 , 298–311 (2013).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 58.

    Трикас, Т.К. & Нью, Дж. Г. Чувствительность и динамика ответа электросенсорных первичных афферентных нейронов эластожаберных ветвей на поля, близкие к пороговым. J. Comp. Physiol. А. 182 , 89–101 (1998).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 59.

    Климли, А. П. Плавание в высоконаправленном направлении зубчатыми акулами-молотами, Sphryna lewini, а также подповерхностная освещенность, температура, батиметрия и геомагнитное поле. Mar. Biol. 22 , 1–22 (1993).

    Артикул Google ученый

  • 60.

    Бисон, Р. и Семм, П. Несет ли птичий глазной нерв магнитную навигационную информацию? J. Exp. Биол. 199 , 1241–4 (1996).

    CAS PubMed Google ученый

  • 61.

    Киршвинк, Дж.Л., Уокер М. и Дибель К. Э. Магниторецепция на основе магнетита. Curr. Opin. Neurobiol. 11 , 462–7 (2001).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 62.

    Мора, К. В., Дэвисон, М., Уайлд, Дж. М. и Уокер, М. М. Магниторецепция и ее тройничное опосредование у домашнего голубя. Природа 432 , (2004).

  • 63.

    Гулд, Дж. Л. Магниторецепция. Curr. Биол. 18 , R482 – R484 (2008).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 64.

    Schulten, K. & Swenberg, C.E. Биомагнитный сенсорный механизм, основанный на модулированном магнитным полем когерентном движении спина электронов. для Phys . Chemie 111 , 1–5 (1978).

    Google ученый

  • 65.

    Ритц, Т., Адем, С. и Шультен, К. Модель магниторецепции на основе фоторецепторов у птиц. Biophys. J. 78 , 707–18 (2000).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 66.

    Mouritsen, H. & Ritz, T. Магниторецепция и ее использование в навигации по птицам. Curr. Opin. Neurobiol. 15 , 406–14 (2005).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 67.

    Грубер С., Хамасаки Д. и Дэвис Б. Окно в эпифиз у акул. Копея 1975 , 378–380 (1975).

    Артикул Google ученый

  • 68.

    Семм, П.& Demaine, C. Нейрофизиологические свойства магнитных клеток зрительной системы голубей. J. Comp. Physiol. A 159 , 619–625 (1986).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 69.

    Филлипс, Дж. Б., Дойчландер, М. Е., Фрик, М. Дж. И Борланд, С. С. Роль экстраокулярных фоторецепторов в ориентации магнитного компаса тритона: параллели между светозависимым магниторецепцией и обнаружением поляризованного света у позвоночных. J. Exp. Биол. 204 , 2543–52 (2001).

    CAS PubMed Google ученый

  • 70.

    Вильчко В. и Вильчко Р. Магнитная ориентация и магниторецепция у птиц и других животных. J. Comp. Physiol. А. 191 , 675–93 (2005).

    Артикул МАТЕМАТИКА Google ученый

  • 71.

    Novales Flamarique, I. & Hawryshyn, C. W. Ограничено ли использование подводного поляризованного света рыбами сумеречными периодами времени? Vision Res. 37 , 975–89 (1997).

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 72.

    Guttridge, T. L. et al. . Социальное обучение молодых лимонных акул, Negaprion brevirostris. Anim. Cogn. 16 , 55–64 (2013).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 73.

    Гаттридж, Т. Л. и Браун, К. Обучение и память у акулы Порт-Джексона, Heterodontus portusjacksoni. Anim. Cogn. 17 , 415–425 (2014).

    Артикул PubMed Google ученый

  • 74.

    Уиллер, Х. Формулы индуктивности для круглых и квадратных катушек. Proc. IEEE 70 , 1449–1450 (1982).

    Артикул Google ученый

  • 75.

    Нагаока Х. Коэффициенты индуктивности соленоидов. Журнал Колледжа наук Имперского университета 27 , 1–33 (1909).

    Google ученый

  • 76.

    Баумгартнер, Дж. и др. .Магнитотактические бактерии образуют магнетит из богатого фосфатом гидроксида трехвалентного железа через нанометрические промежуточные соединения оксида железа (оксигидра). Proc. Natl. Акад. Sci. США 110 , 14883–8 (2013).

    ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 77.

    Прато, Ф. С. и Кавальерс, М. Поведенческие реакции наземных улиток на магнитные поля зависят как от направления магнитного поля, так и от света. Proc. Биол. Sci. 263 , 1437–1442 (1996).

    Артикул Google ученый

  • 78.

    Филлипс Дж. Два пути магниторецепции у мигрирующей саламандры. Наука 233 , 765–767 (1986).

    ADS CAS Статья PubMed Google ученый

  • 79.

    Филлипс, Дж., Хорхе П. и Мухейм Р. Ориентация магнитного компаса в зависимости от света у земноводных и насекомых: кандидаты в рецепторы и потенциальные молекулярные механизмы. J. R. Soc. Интерфейс 7 , 241–256 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Температуры перехода в сверхпроводимость и критические поля

    Li

    Be
    0.026
    Параметры сверхпроводимости для элементов
    Температура перехода в Кельвинах
    Критическое магнитное поле в гауссах (10 -4 тесла)
    B

    C

    . ..
    N

    O

    F

    Ne

    Na

    Mg

    Al
    1.140
    105
    Si *
    7
    P *
    5
    S *

    Класс

    Ar

    K

    Ca

    Sc

    Ti
    0,39
    100
    В
    5,38
    1420
    Cr *

    Mn

    Fe

    Co

    Ni

    Cu

    Zn
    0,875
    53
    Ga
    1,091
    51
    Ge *
    5
    . ..
    As *
    0,5
    Se *
    7
    Br

    Kr

    Rb

    Sr

    Y *

    Zr
    0,546
    47
    Nb
    9.50
    1980
    Mo
    0,90
    95
    Tc
    7,77
    1410
    Ru
    0,51
    70
    Rh
    0,0003
    0,049
    Pd

    Ag

    Cd
    0,56
    30
    In
    3,4035
    293
    Sn (w)
    3,722
    309
    Sb *
    3,5
    Te *
    4
    I

    Xe

    CS *
    1.5
    Ba *
    5
    La (fcc)
    6,00
    1100
    Hf
    0,12
    Ta
    4,483
    830
    W
    0,012
    1,07
    Re
    1,4
    198
    Os
    0,655
    65
    Ir
    0,14
    19
    Pt

    Au

    Hg
    4,153
    412
    Tl
    2,39
    171
    Pb
    7,193
    803
    Bi *
    8
    Po

    At

    Rn

    Fr

    Ra

    Ac

    Ce *
    2
    Pr

    Nd

    Pm

    Sm

    Eu

    Gd

    Tb

    Dy

    Ho

    Er

    Tm

    Yb

    Lu
    0,1
    Th
    1,368
    1,62
    Па
    1,4
    U *
    2
    Np

    Pu

    Am

    Cm

    Bk

    Cf

    Es

    Fm

    Md



    Lr

    Данные Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th Ed., Ch 12
    * Сверхпроводимость только в тонких пленках или под высоким давлением в кристаллической модификации, обычно нестабильной.Критические температуры для этих элементов из Myers, Ch 13.

    Примечательно, что в диапазоне данных, охваченных этой таблицей, лучшие проводники, такие как Cu, вообще не становятся сверхпроводящими. Ни благородные металлы, ни магнитные материалы не становятся сверхпроводящими. Это не следует воспринимать как утверждение, что их нельзя сделать сверхпроводящими, просто переходы в сверхпроводимость должны происходить при таких низких температурах и требовать такой высокой чистоты материала, что они не были окончательно продемонстрированы.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *