Однородное и неоднородное магнитное поле. Физика, 9 класс: уроки, тесты, задания.

1.	Способы обнаружения магнитного поля Сложность: лёгкое	1
2.	Магнитные линии Сложность: лёгкое	1
3.	Свойства однородного и неоднородного магнитных полей Сложность: лёгкое	1
4.	Магнитные свойства веществ Сложность: лёгкое	1
5.	Разрезание магнита Сложность: лёгкое	1
6.	Магнитные полюса Сложность: среднее	2
7.	Расположение магнитной стрелки Сложность: среднее	2
8.	Направление магнитных линий Сложность: среднее	2
9.	Картина магнитного поля Сложность: сложное	3

Однородное и неоднородное магнитное поле

Магнитное поле

Эмпирически показано, что перемещающиеся заряды действуют друг на друга иначе, чем стационарные. Помимо взаимодействия при помощи электрического поля, движущиеся заряды оказывают действия друг на друга магнитным полем.

Прежде чем говорить об однородности или неоднородности магнитного поля следует определить с помощью каких основных физических величин можно количественно описывать магнитное поле. Рассмотрим такие характеристики магнитного поля как:

• Вектор магнитной индукции поля.
• Вектор напряженности магнитного поля.
• Индукция магнитного поля

Магнитная сила ($\vec{F}_{m})$), которая оказывает воздействие на элементарный заряд q, может быть найдена как:

$\vec{F}_{m}=q\left[ \vec{v}\vec{B} \right]\left( 1 \right)$

где $\vec{v}$– скорость перемещения частицы. Величину силы (1) определим:

$F_{m}=qvB\sin {\alpha \, \left( 2 \right),}$

где $\alpha =\hat{\vec{v}\vec{B}}$.

Уравнение (1) указывает нам на то, что магнитная сила всегда нормальна к вектору скорости и вектору магнитной индукции $\vec{B} $ Если движется положительный заряд, то векторы $\vec{F}_{m}$, $\vec{v}$, $\vec{B}$ связывает правило правого винта.

Вектор магнитной индукции ($\vec{B}$) является характеристикой силового действия магнитного поля. Величина магнитной индукции численно равна максимальной магнитной силе, которая действует на частицу с зарядом 1 Кл, которая движется со скоростью 1 м/с в вакууме, нормально вектору магнитной индукции.

Для магнитных полей выполняется принцип суперпозиции: магнитное поле, которое создается системой перемещающихся зарядов или рядом токов, находят как векторную сумму магнитных полей, которые созданы каждым отдельным источником поля.

Величина магнитной индукции поля зависит от магнитных свойств вещества, в котором поле локализовано. В веществе магнитное поле является суперпозицией внешнего магнитного поля и магнитных полей, создаваемых молекулярными токами.

Готовые работы на аналогичную тему

Определение 1

Магнитное поле называют постоянным, если оно неизменно во времени.

Магнитные поля можно классифицировать, разделяя поля на:

• однородные;
• неоднородные.

Определение 2

Магнитное поле называют однородным, если векторы магнитной индукции во всех точках этого поля одинаковы:

$\vec{B}$=const.

Если $\vec{B}$≠const, то такое магнитное поле называется неоднородным.

Магнитное поле, как и электрическое можно изобразить графически при помощи силовых линий. Это делают для наглядности.

Линии магнитной индукции

Силовые линии магнитного поля называются линиями магнитной индукции. Касательные к этим линиям в любых точках имеют направления аналогичные направлениям векторов магнитной индукции в этих же точках.

Например, силовые линии прямого тока – это окружности с центрами на оси тока (рис.1).

Рисунок 1. Силовые линии прямого тока. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

У всех постоянных магнитных полей силовые линии замкнутые (или начинаются и заканчиваются в бесконечности). Это свойство качественного отличия постоянного электрического поля от магнитного.

Направление силовых линий магнитного поля связано с правилом буравчика.

Силовые линии постоянных магнитов начинаются на его северных полюсах и приходят к южным полюсам. Внутри постоянных магнитов силовые линии замыкаются.

Представление магнитных полей при помощи линий индукции говорит не только о направлении $\vec{B}$, но и модуле магнитной индукции. Линии магнитной индукции магнитного поля наносят на чертеж, изображая поле, такой густоты, что количество их, пронизывающих единичную площадку, нормальную к этим линиям, было пропорционально модулю магнитной индукции. На таких чертежах там, где магнитная индукция увеличивается по модулю, силовые линии сгущаются. Там, где модуль магнитной индукции уменьшается, силовые линии разрежаются.

Определение 3

Количество силовых линий, которые пересекают поверхность, называют магнитным потоком:

$Ф=\int\limits_S {\vec{B}d\vec{S}\left( 3 \right).}$

В однородном магнитном поле силовые линии изображаются как система параллельных прямых, находящихся на равных расстояниях (рис.2).

Рисунок 2. Однородное магнитное поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Отличительные черты однородного магнитного поля:

1. Силовые линии магнитного поля — это параллельные прямые.
2. Плотность линий магнитной индукции везде одна.
3. Сила воздействия поля на магнитную стрелку в любой точке поля одинакова по модулю и направлению.

Неоднородное магнитное поле изображено на рис.3.

Рисунок 3. Неоднородное магнитное поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Отличительные черты неоднородного магнитного поля:

1. Искривленность линий магнитной индукции.
2. В различных точках поля густота силовых линий различны.
3. Сила воздействия магнитного поля на магнитную стрелку является разной в разных точках поля по модулю и направлению.

Напряженность магнитного поля

Если магнитное поле находится в веществе (магнитная проницаемость $\mu \ne 1)$;), то в таком веществе происходит процесс намагничивания. В этом случае во всем объеме вещества возникают молекулярные токи, порождающие свое магнитное поле. Магнитное поле в веществе получается равным сумме внешнего поля (или поля в вакууме) $\vec{B}_{0}$ и поля молекулярных токов $\vec{B}_{mol}$:

$\vec{B}=\vec{B}_{0}+\vec{B}_{mol}\left( 4 \right)$

Магнитные свойства вещества характеризует такая физическая величина, как магнитная проницаемость $\mu$:

$\mu =\frac{B}{B_{0}}\left( 5 \right)$.

Вектор напряженности магнитного поля ($\vec{H}$) — это комбинация разных физических величин, которые относятся к полю и веществу, и, следовательно, физического смысла не имеет:

$\vec{H}=\frac{\vec{B}}{\mu_{0}}-\vec{P}_{m}\left( 6 \right)$

где $\vec{P}_{m}$ – вектор намагниченности (вектор интенсивности намагничения вещества). Однако вектор напряженности является количественной характеристикой магнитного поля, которая не зависит от магнитных свойств вещества, в котором его рассматривают. Применение $\vec{H}$ упрощает количественные описания магнитного поля в веществе.

Связь между $\vec{B}$ и $\vec{H}$ является линейной, если вещество считают изотропным:

$\vec{B}=\mu \mu_{0}\vec{H}\left( 7 \right)$.

Для магнитного поля в однородном изотропном магнетике напряженность магнитного поля не зависит от магнитной проницаемости вещества и равна напряженности в избранной точке поля для вакуума, если поле создают те же источники.

Для однородного магнитного поля имеем:

$\vec{H}=const (8)$.

Относительно неоднородного магнитного поля можно сказать, что:

$\vec{H}$≠const (9).

Примеры однородных магнитных полей

Однородных магнитных полей встречается совсем немного. К однородным магнитным полям относят:

• магнитное поле внутри полосового магнита,
• внутри длинного соленоида, если его длину можно считать намного большей, чем его диаметр.

Примеры неоднородных магнитных полей

К неоднородным магнитным полям относится большинство магнитных полей, например:

• магнитное поле проводника с током,
• вокруг постоянного магнита,
• поле тороида,
• магнитное поле витка с током и т.д.

Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле

 «…Камень притягивать может железо,

камень же этот по имени месторождения

 магнитом назван был греками,

так как он найден в пределах магнетов».

Лукреций.

Магнитные явления известны людям с глубокой древности. Еще древние греки знали, что существует особый минерал, способный притягивать железные предметы. Это был один из минералов железной руды, который сейчас известен как магнетит. Его залежи находились возле города Магнесии на севере Турции. Слово «магнит» в переводе с греческого означает «камень из Магнесии».

Впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае. Именно там более 4000 лет назад был сконструирован первый компас, и толькок XII веку он стал известен в Европе.

Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явление взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов. Однако многочисленные попытки ученых установить связь между электрическими и магнитными явлениями на протяжении многих столетий оставались безрезультатными.

Первыми экспериментами, показавшими, что между электрическими и магнитными явлениями имеется связь, были опыты датского физика Ханса Кристиана Эрстеда. В своём знаменитом опыте, описываемом ныне во всех школьных учебниках физики и проведённом в 1820 году, он обнаружил, что провод, по которому идёт ток, действует на магнитную стрелку.

Эрстед не только провёл свой опыт, но и сделал правильный вывод: «электрический конфликт не ограничен проводящей проволокой, а имеет довольно обширную сферу активности вокруг этой проволоки». Переводя на современный язык, это можно понимать так: «действие тока есть не только внутри провода (его нагревание), но и вокруг (магнитное поле)».

Открытие Эрстеда вызвало необычайный интерес его современников-физиков и послужило началом ряда исследований, показавших сходство магнитного действия тока и действия постоянного магнита.

У многих возникал вопрос: а существует ли обратное действие, то есть постоянного магнита на проводник с током? Для поиска ответа проделаем опыт.

Положим на стол полосовой магнит, а над ним подвесим прямой жёсткий проводник на гибких проводах, подводящих ток, но дающих вместе с тем возможность проводнику поворачиваться. Как только мы подключим источник тока, проводник развернётся перпендикулярно к магниту. Другой вариант этого же опыта. Гибкий провод подвешен рядом с вертикально закреплённым магнитом. Когда по проводу идёт ток, то на каждый участок провода действует сила, разворачивающая его перпендикулярно к магниту. Поэтому провод и обвивается вокруг магнита, указывая на «круговой» характер магнитного поля.

Французский физик Доминик Франсуа Жан Араго провёл серию своих опытов. Он обмотал медной проволокой стеклянную трубку, в которую вставил железный стержень. Как только был включён ток, стержень сильно намагнитился и к его концу крепко прилипли железные ключи; когда выключили ток, ключи отпали. Так был изобретён электромагнит — устройство, создающее сильное магнитное поле.

Открытие АрагО заинтересовало его соотечественника Андре-Мари Ампера, и он провёл опыты с параллельными проводниками с токами и обнаружил их взаимодействие. Ампер показал, что если в проводниках идут токи одинаковых направлений, то такие проводники притягиваются друг к другу. В случае же токов противоположных направлений, их проводники отталкиваются.

Напомним, что согласно гипотезе Ампера в атомах и молекулах вещества в результате движения электронов возникают кольцевые токи. На рисунке показано, что в магнитах эти элементарные кольцевые токи ориентированы одинаково. Поэтому магнитные поля, образующиеся вокруг каждого такого тока, имеют одинаковые направления. Эти поля усиливают друг друга, создавая поле внутри и вокруг магнита.

Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями (их называют также линиями магнитного поля). Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

Магнитные линии являются замкнутыми. Например, картина магнитных линий прямого проводника с током представляет собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику.

Замкнутость линий магнитного поля представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно свидетельствует о том, что магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет. Источником магнитного поля являются движущиеся заряды и переменные электрические поля.

За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку.

В тех областях пространства, где магнитное поле более сильное, магнитные линии изображают ближе друг к другу, т.е. гуще, чем в тех местах, где поле слабее. Например, поле, изображенное на рисунке, слева сильнее, чем справа.

Рассмотрим картину линий магнитного поля постоянного полосового магнита. Из курса физики 8 класса известно, что 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. Значит, 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.

Таким образом, 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.

Такое поле называется неоднородным. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

Для изображения магнитного поля пользуются следующим приемом. Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками, а если из-за чертежа к нам — то 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.

Из этого рисунка видно, что магнитные линии поля, созданного прямолинейным проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расстояние между которыми увеличивается по мере удаления от проводника.

В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т. е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.

На рисунке показано однородное поле, возникающее внутри так называемого 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). Из этого рисунка видно, что магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Однородным является также поле внутри постоянного полосового магнита в центральной его части.

Основные выводы:

– Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды.

– Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями. Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

– Замкнутость линий магнитного поля представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно свидетельствует о том, что магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет.

– За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку.

– 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. Такое поле называется неоднородным.

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

1.2 Однородное и неоднородное МП

Действие магнитного поля будет тем сильнее, чем ближе к проводнику. По мере удаления от проводника действие и, соответственно, сила магнитного поля будут уменьшаться.В случае постоянного магнита мы имеем линии, выходящие из южного полюса магнита, проходящие вдоль самого тела магнита и входящие в его северный полюс.

Зарисовав такой магнит и магнитные линии образованного им магнитного поля графически, мы увидим, что сильнее всего действие магнитного поля будет возле полюсов, где магнитные линии расположены наиболее густо. Рисунок слева с двумя магнитами как раз изображает магнитное поле постоянных магнитов.

Похожую картину расположения магнитных линий мы увидим в случае соленоида или катушки с током. Наибольшую интенсивность магнитные линии будут иметь у двух концов или торцов катушки. Во всех вышеприведенных случаях мы имели неоднородное магнитное поле. Магнитные линии имели разное направление, и их густота была различна.

Может ли магнитное поле быть однородным?

Если мы рассмотрим внимательно графическое изображение соленоида, то увидим, что магнитные линии расположены параллельно и имеют одинаковую густоту расположения только в одном месте внутри соленоида.

Такая же картина будет наблюдаться внутри тела постоянного магнита. И если в случае постоянного магнита мы не можем «забраться» внутрь его тела, не разрушив его при этом, то в случае катушки без сердечника или соленоида, мы получаем внутри них однородное магнитное поле.

Такое поле может потребоваться человеку, поэтому можно сконструировать соленоиды достаточного размера, чтобы можно было проводить необходимые процессы внутри них.

Графически мы привыкли изображать магнитные линии окружностями или отрезками, то есть мы как бы видим их сбоку или вдоль. 

А как быть в случае, если рисунок создан так, что эти линии направлены на нас или в обратную сторону от нас? Тогда их рисуют в виде точки или крестика.

Если они направлены на нас, то их изображают в виде точки, как будто это острие летящей на нас стрелы. В противоположном случае, когда они направлены от нас, их рисуют в виде крестика, как будто это хвостовое оперение удаляющейся от нас стрелы.Таким образом, графическое изображение однородного магнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению магнитных линий, будет представлять собой равномерную матрицу точек или крестиков, в зависимости от направления магнитных линий от нас или же к нам.

Для более наглядного изображения магнитного поля силовые линии располагают реже или гуще. В тех местах, где магнитное роле сильнее, силовые линии располагают ближе друг к другу, там же, где оно слабее,— дальше друг от друга. Силовые линии нигде не пересекаются.

Во многих случаях удобно рассматривать магнитные силовые линии как некоторые упругие растянутые нити, которые стремятся сократиться, а также взаимно отталкиваются друг от друга. Такое механическое представление о силовых линиях позволяет наглядно объяснить возникновение электромагнитных сил при взаимодействии магнитного поля и проводника с током, а также двух магнитных полей.

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция, магнитный поток, магнитная проницаемость и напряженность магнитного поля.

Магнитное поле однородное и неоднородное: характеристика и определение

Одним из основных понятий, используемых в физике, является магнитное поле. Оно воздействует на перемещающиеся электрические заряды. Незаметно и не ощущается человеком, однако его наличие можно выявить с помощью магнита или железа. Также достаточно легко понять, какое магнитное поле называется однородным и неоднородным.

Определение и способы обнаружения магнитного поля

Когда мы сталкиваемся с понятием магнитного поля, у нас возникает вопрос касательно того, какое это магнитное поле, однородное или неоднородное оно. Прежде чем дать ответ на такой вопрос, следует дать начальные определения терминам.

Магнитное поле полагается считать особым видом материи, существующим возле перемещающихся электрических зарядов, в особенности возле проводников с током. Обнаружить можно, используя магнитную стрелку или железные опилки.

Однородное поле

Встречается внутри полосового магнита и в соленоиде, когда его длина намного больше диаметра. В таком случае по правилу буравчика контуры магнитного поля будут направляться против часовой стрелки.

Магнитные линии параллельны и прямые, пустота между ними всегда одинакова, сила влияния на магнитную стрелку не различается во всех точках по своей величине и направлению.

Неоднородное поле

В случае с неоднородным полем магнитные линии будут искривляться, пустота между ними различается по величине, сила воздействия на магнитную стрелку различается в разных точках поля по своей величине и направлению. Также сила, действующая на помещённую в поле полосового магнита стрелку, действует в различные точки с разными по модулю и направлению силами. Это называют неоднородным полем. Линии такого поля искривлены, частота меняется от точки к точке.

Обнаружить такого рода поле возможно возле прямого проводника с током, полосового магнита и соленоида.

Что такое магнитные линии

В первую очередь при возникновении задачи следует определить, какое магнитное поле, однородное или неоднородное, образуется, следует узнать о магнитных линиях, по форме которых становится понятна характеристика поля.

Чтобы изобразить магнитное поле, стали использовать магнитные линии. Они являются воображаемыми полосами, расположенными вдоль магнитной стрелки и размещенными в магнитном поле. Провести магнитную линию возможно сквозь любую точку поля, она будет иметь направление и всегда замыкаться.

Направление

Выходят из северного полюса магнита и направляются в южный. Изнутри самого магнита все строго наоборот. Сами линии не обладают началом или концом, сомкнуты или проходят из бесконечности в бесконечность.

За пределами магнита линии располагаются максимально густо возле полюсов. Из этого становится ясно, что наиболее сильно воздействие поля вблизи полюсов, и по мере удаления от низа оно слабеет. Учитывая, что магнитные полосы искривлены, то направление силы, которая действует на магнитную стрелку, тоже изменяется.

Как изобразить

Чтобы понять, чем отличаются однородные магнитные поля от неоднородных, необходимо их научиться изображать, используя магнитные линии.

Следует рассмотреть названный выше пример возникновения однородного магнитного поля в так называемом соленоиде, который представляет собой проволочную цилиндрическую катушку, через какую пускают ток. Внутри него магнитное поле может считаться однородным, при условии что длина намного больше диаметра (вне катушки поле будет неоднородным, магнитные линии будут располагаться так же, как и у полосового магнита).

Однородное поле также располагается в центре постоянного полосового магнита. В какой-либо ограниченной области в пространстве возможно воспроизвести и однородное магнитное поле, в котором силы воздействия на намагниченную стрелку будут одинаковы по модулю и направлению.

Чтобы изобразить магнитное поле, используют следующий пример. Если линии расположатся перпендикулярно к чертежной плоскости и направляются от смотрящего, то их изображают крестиками, если на смотрящего — точками. Как и с током, каждый крестик является как бы видимым хвостовым оперением летящей от смотрящего стрелы, а точка — острее стрелы, которая летит к нам.

Также требование «Изобразите однородное и неоднородное магнитное поле» легко выполнимо. Попросту нарисуйте эти магнитные линии, учитывая характеристики поля (однородность и неоднородность).

Однако существование неоднородных полей сильно усложняет задачу. В таком варианте получение какого-либо физического результата с использованием общего уравнения маловероятно.

Отличия

Ответ на вопрос о том, чем отличаются однородные магнитные поля от неоднородных, достаточно легко дать. В первую очередь это зависит от магнитных линий. В случае с однородным полем расстояние между ними будет одинаково, и они будут равномерно располагаться, с одной и той же силой действуя на приборы в любой точке. Для неоднородных полей все строго наоборот. Линии неравномерно расположены, в различных местах действуют с неодинаковой силой на приборы.

На практике достаточно часто встречается неоднородное поле, о чем также следует помнить, поскольку однородные поля могут встречаться разве что внутри предмета, вроде магнита или соленоида. Наружные же наблюдения зафиксируют неоднородность.

Обнаружение поля

Поняв, что такое однородные и неоднородные магнитные поля, и определения их разобрав, следует узнать, каким способом можно обнаружить их.

Наиболее простым для этого является опыт, проведенный Эрстедом. Заключается он в использовании магнитной стрелки, которая помогает определить существование электрического тока. Как только ток будет передвигаться по проводнику, расположенная рядом стрелка придет в движение, за счет того что существуют однородные и неоднородные магнитные поля.

Взаимодействие проводников с током

У каждого проводника с током наблюдается свое магнитное поле, воздействующее с определенной силой на ближайший. В зависимости от направления тока, проводники будут притягиваться или отталкиваться друг от друга. Поля, возникшие от различных источников, будут складываться и образовывать единое результирующее поле.

Как создаются и для чего

Примеры однородного и неоднородного магнитного поля, применяемые в электронно-лучевых приборах, создаются катушками, которые пропускают ток. Для получения необходимой формы магнитного поля применяют полочные наконечники и магнитные экраны, сделанные из материй, имеющих сильную магнитную проницаемость.

Влияние неоднородных магнитных полей способно изменить протекание необратимых явлений физико-химического характера, в основном гетерогенного процесса. Появление турбулентной диффузии ведет к увеличению на несколько порядков скорости перемещения газа из какой-либо жидкости к поверхности в виде микропузырьков. Эффект локальной дегидратации ионов и частиц обусловлен интенсификацией процесса микрокристаллизации. В проточных средах высокоэнергетические реакции способны создавать свободные радикалы, атомарный кислород, перекиси и азотистые соединения. Случается коагуляция, и в жидкости оказываются продукты, вызванные эрозионным разрушением.

Во время гидродинамической кавитации большая величина возникающих пузырьков и каверн усложняет их унос жидкостью из территории пониженного давления в зону большего давления, где ведется коллапсирование пузырьков. Во время коллапса пузырька малой величины имеется малое содержание воздуха и возникает сильная химическая реакция, схожая с плазменным разрядом. Присутствие неоднородных магнитных полей ведет к неустойчивости каверн, их распаду и возникновению мелкомасштабных вихрей и пузырьков. Учитывая, что давление в центре такого вихря понижено, он конверсирует газовые пузырьки незначительного размера.

Во время измерения индукции в неоднородном магнитном поле следует помнить, что напряжение Холла пропорционально усредненной величине индукции поля в пределах территории, ограниченной поверхностью преобразователя.

Чтобы сфокусировать параксиальные пучки, также используют неоднородные магнитные поля, образовываемые короткими катушками, являющимся многослойными соленоидами, длина коих соизмерима с их диаметром. На электрон, попадающий в такое поле, действуют силы, меняющие его направление. Электрон под влиянием такой силы приближается к оси линзы, при том плоскость, в которой находится его траектория, искривляется. Электрон продвигается по спиралевидному отрезку, который пересекает оси линзы в заданной точке.

Пространственный фактор увеличения вызван пространственным рассредотачиванием неоднородных полей на территории гетерогенной системы, запиленной жидкостью. Чтобы получить инверсию населенности уровней методом разделения, применяют неоднородные поля, созданные многополосным магнитом. Форма полюсов подобна стержням в квадрупольном конденсаторе молекулярного генератора на аммиаке.

Способы использования

Магнитно-порядковый способ дефектоскопии базируется на тяге магнитных частиц силами неоднородных полей, появляющихся над дефектами. По скоплению такого порошка выясняют присутствие дефекта, его величину и положение на проверяемой детали.

Немалым недостатком метода молекулярных пучков с применением сильных неоднородных магнитных полей считается малый эффект расщепления. Имеется простой и кажущийся неправдоподобным метод увеличения этого эффекта. Заключается он в применении легкого наружного магнитного поля. Последнее даст возможность увеличить область использования ядерных прецессионных магнитометров в сторону неоднородных магнитных полей.

Преимуществом такого метода является высокая разрешающая способность, дающая возможность фиксировать неоднородные магнитные поля, соразмерные с величиной частиц магнитного слоя ленты, а также возможность нахождения повреждений на сложных поверхностях и в тесных проемах.

Недостатками являются необходимость вторичной обработки информации, фиксируются лишь частицы магнитных полей вдоль ленты, сложность размагничивания и сохранения ленты, и необходимо предотвращать влияние внешних магнитных полей.

Магнитное поле однородное и неоднородное встречаются достаточно часто, несмотря на то, что незаметны простому обывателю. Примеры однородного и неоднородного магнитного поля можно обнаружить в полосовых магнитах и соленоидах. При этом заметить их можно, используя простейшую магнитную стрелку или железные опилки.

Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле.

Физика 9 класс Волик Н.Н.

Цели (ожидаемый результат):

Образовательная:

• закрепить понятие постоянного и электрического магнита, магнитного поля;

• исследовать зависимость величины магнитного поля магнита от расстояния до него;

• исследовать взаимодействие полюсов двух магнитов;

• исследовать взаимодействие соленоида и постоянного магнита;

• познакомиться со свойствами магнитного поля.

Развивающая:

• развивать умение анализировать, сравнивать, систематизировать информацию;

• устанавливать причинно-следственные связи;

• делать выводы.

Воспитательная:

• формировать навыки работы в группах;

• прививать интерес к предмету через различные компоненты воспитательного процесса.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы урока: словесный, наглядный.

Литература: физика 9 класс А.В. Перышкин, Е.М.Гутник

Оборудование: магниты полосовые и дугообразные (по кол-ву детей в классе), железные опилки, магнитная стрелка, источник тока, соленоид, соединительные провода.

Ход урока

1. Орг. момент.

Приветствует учащихся, создает доброжелательный настрой. Отмечает отсутствующих

2. Анализ контрольной работы. Работа над ошибками.

1. Звуковая волна распространяется в стали со скоростью 5000 м/с. Определить частоту этой волны, если ее длина 6,16 м.

Решение задачи:

№1

Дано:

υ = 5000м/c

λ = 6,16м

Формула:

= υ/ λ

Решение:

= 5000м/с / 6,16м = 811,6 Гц

Найти:

– ?

Ответ: 811,6 Гц

2. Длина волны равна 2м, а скорость ее распространения 400 м/с. Определить сколько полных колебаний совершает эта волна за 0,1 с.

Решение задачи:

№2

Дано:

υ = 400м/c

λ = 2м

t = 0,1 с

Формула:

λ = * T;

T=λ/

N = t/T = / λ * t

Решение:

N = (400м/с * 0,1c) / 2м = 20

Найти:

N – ?

Ответ: 20 колебаний

3. Определить промежуток времени, в течение которого тело массой 3,6 кг совершит 20 колебаний на пружине жесткостью 10 Н/м.

Решение задачи:

№3

Дано:

m = 3,6 кг

N = 20

k = 10 Н/м

Формула:

T = 2 π√m⁄k

N=t/T

t=N*T

Решение:

T = 2 * 3,14√3.6кг/10Н/м = 6,28 * 0,6 = 3,7с

t= 20 * 3,7с = 75,36с

Найти:

t – ?

Ответ: 75,36с

4. По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. Каковы период и частота колебаний бакена, если длина волны 3м.

Решение задачи:

№4

Дано:

υ = 6 м/c

λ = 3м

Формула:

λ = * T;

T=λ/

T=1/

= υ/ λ

Решение:

T = 3м / 6м/c = 0,5 c

= 6м/с / 3м = 2 Гц

Найти:

T – ?

– ?

Ответ: 0,5 с; 2Гц

3. Историческая справка

Ребята мы начинаем изучение нового раздела физики “Электромагнитное поле”. Этот раздел вы будете изучать на протяжении нескольких уроков. А сегодня цель нашего урока узнать, что такое электромагнитное поле, определить его свойства.

Рассказывает об истории магнита:

Магнетизм, как явление, известен, по крайней мере, с пятого века до нашей эры, но изучение его сущности продвигалось очень медленно. Однако впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 году. А первой крупной работой, посвященной исследованию магнитных явлений, является книга Вильяма Гильберта “О магните”, вышедшая в 1600 году. В древние времена свойства магнита пытались объяснить приписыванием ему “живой души”. Теперь мы знаем, что все дело в особом поле, создаваемом магнитом – магнитном поле.В 1820 году Эрстед обнаружил, что магнитное поле порождается электрическим током.

4. Изучение нового материала

Запишите тему урока себе в тетрадь: “Магнитное поле. Неоднородное и однородное магнитное поле”.

Учитель демонстрирует движение проводника с током в магнитном поле. В 1820 году Ампер предположил, что магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел.

Свойства магнитного поля:

• Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.

• В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (движущиеся заряженные тела).

• Магнитное поле, как и электрическое поле, материально, т.к. оно действует на тела, и следовательно, обладает энергией.

• Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.

Для графического изображения магнитного поля используют магнитные силовые линии. Магнитные силовые линии всегда являются замкнутыми.

5. Эксперимент

Предлагает выполнить учащимся исследовательскую работу (работа в группах). Обнаружение магнитного поля, используя мелкие железные опилки.

Приборы и материалы:

Полосовой магнит, лист бумаги, коробочка с железными опилками.

Порядок выполнения работы:

1. Положите на стол полосовой магнит. Сверху на него положите лист бумаги.

2. Осторожно насыпьте на бумагу ровным слоем железные опилки и слегка встряхните бумагу.

3. Внимательно рассмотрите полученную картину.

4. В магнитном поле железные опилки намагничиваются и становятся маленькими магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль магнитных линий магнитного поля.

5. Сделайте вывод.

Поместите магнит под листом картона или плотной бумаги и рассыпьте на бумагу железные опилки. Видно, что в некоторых местах опилки располагаются гуще – там поле сильнее. Там где опилки, ложатся реже, поле слабее. По такой картине на бумаге можно судить не только о величине, но и о направлении магнитного поля. Силовые линии магнитного поля прямолинейного тока представляют собой окружности, охватывающие этот ток.

Учащиеся выполняют работу в группах.

Делают вывод:

Магнитные линии или линии магнитной индукции – это воображаемые линии, вдоль которых располагаются магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

Магнитные линии можно провести через любую точку магнитного поля, они имеют направление и всегда замкнуты.

Вы выяснили, как располагается магнитное поле рядом с постоянным магнитом, а теперь посмотрим какие виды магнитных полей бывают.

НЕОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – 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.

Характеристика неоднородного магнитного поля: магнитные линии искривлены; густота магнитных линий различна; сила, с которой магнитное поле действует на магнитную стрелку, различна в разных точках этого поля по величине и направлению.

— вокруг прямого проводника с током;

— вокруг полосового магнита;
— вокруг соленоида (катушки с током).

ОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.

Характеристика однородного магнитного поля: магнитные линии параллельные прямые;густота магнитных линий везде одинакова; сила, с которой магнитное поле действует на магнитную стрелку, одинакова во всех точках этого поля по величине и направлению.

Задает вопрос:

Где существует однородное магнитное поле?

Учащиеся отвечают на вопрос:

— внутри полосового магнита и внутри соленоида, если его длина много больше, чем диаметр.

6. Рефлексия

Задает вопросы учащимся:

• Все ли было понятно на уроке?

• Что вызвало трудности?

• Что нового мы сегодня узнали?

• Какое магнитное поле – однородное или неоднородное – образуется вокруг плоского магнита? Вокруг прямолинейного проводника с током? Внутри соленоида, длина которого значительно больше диаметра?

• Что можно сказать о модуле и направлении силы, действующей на магнитную стрелку в различных точках неоднородного магнитного поля?

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

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

Давайте подведем итоги сегодняшнего урока (учащиеся сами формулируют вопросы и дают ответы на них).

Ответы учащихся по итогам урока:

1. Вокруг постоянного магнита, а также вокруг проводника с током существует магнитное поле, действующее на любой магнит, который в нем находится.

2. Линии магнитного поля замкнуты. Там,  где они выходят из магнита, — его северный полюс, там, где они входят в магнит,  — южный.

3. «Правило буравчика» — если поступательное движение буравчика сонаправлено с током в проводнике, то направление вращения буравчика совпадает с направлением магнитных линий.

4. Устройство, состоящее из железного сердечника, обмотанного изолированным проводом, по которому течет ток, называют электромагнитом.

7. Оценивание

Выставляет оценки за урок, с комментариями

Домашнее задание: прочитать §43-44 и выучить основные понятия, выполнить упр.34(1).

что это, чем отличается от неоднородного, как выглядят линии, создание

Что такое однородное и неоднородное магнитное поле

Однородное магнитное поле — это магнитное поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.

В однородном магнитном поле заряженная частица, движущаяся со скоростью \( \overrightarrow v\) перпендикулярно линиям индукции, подвергается воздействию силы \(\overrightarrow{F_л}\), постоянной по модулю и направленной перпендикулярно вектору скорости \(\overrightarrow v\). В таком поле магнитная индукция B во всех точках одинакова по модулю и направлению.

Благодаря силе Лоренца в однородном поле частицы движутся равномерно по окружности с центростремительным ускорением.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Сила Лоренца \(\overrightarrow{F_л}\) — электромагнитная сила со стороны магнитного поля, действующая на движущийся заряд q:

\(F=qE+q\left[vB\right]\)

Неизменность по модулю центростремительного ускорения частицы, движущейся с постоянной по модулю скоростью, означает, что частица равномерно движется по окружности с радиусом r.

Радиус r окружности определяется как частное произведения массы m со скоростью v и произведения электрического заряда q с индукцией B.

Радиус траектории движения частицы с постоянной массой и ее скорость не влияют на период ее обращения в однородном поле.

В однородном магнитном поле максимальный вращающий момент \(M_{max}\) при воздействии замкнутых проводников, изготовленных из очень тонкой проволоки разных размеров и форм, с током приобретает свойства:

1. Он пропорционален силе тока в контуре I.
2. Пропорционален площади контура.
3. Для контуров с одинаковой площадью не зависит от их формы.

Таким образом, максимальный вращающий момент становится пропорциональным магнитному моменту \(P_{m}\) контура с током:

\(P_m=I\ast S.\)

Величина магнитного момента \(P_{m}\) характеризует действие магнитного поля на плоский контур с током.

В данном случае значение вращающего момента \(M_{max}\), действующего на контур с магнитным моментом \(P_{m}\), принимают равным единице.

Следовательно, формула для определения индукции B в однородном магнитном поле приобретает вид:

\(B=\frac{M_{max}}{P_m}.\)

 Примеры однородных магнитных полей:

1. Магнитное поле внутри соленоида. Соленоид — длинная цилиндрическая катушка, состоящая из нескольких витков плотно намотанной по винтовой лестнице проволоки. Каждый виток создает свое магнитное поле, которое складывается с другими в общее поле. Оно является однородным при условии, что длина катушки значительно превосходит ее диаметр. Тогда внутри соленоида линии поля будут параллельными его оси и прямыми.
2. Магнитное поле внутри тороидальной катушки. Здесь линии замыкаются внутри самой катушки. Представлены в виде окружностей, параллельных оси тора. Токи в обмотке тороидальной катушки текут равномерно по часовой стрелке.

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.

В неоднородном магнитном поле магнитная индукция в разных местах имеет различные модули и направления. Для вычисления значения вектора \(\overrightarrow B\) в неоднородном поле необходимо определить вращающий момент, действующий на него. Для этого в некую точку помещают контур размеров, меньших в сравнении с расстояниями, на которых поле заметно меняется.

Примеры неоднородных магнитных полей:

1. Снаружи соленоида. Линии на концах катушки соленоида не являются параллельными друг другу и тянутся от одного конца к другому. А снаружи вблизи боковой поверхности катушки поле практически отсутствует.
2. Снаружи полосового магнита. Магнитное поле полосового магнита подобно полю вокруг соленоида. Магнитные линии тянутся от одного конца магнита к другому по направлению от северного полюса к южному. Имеется нейтральная зона.

Отличия однородного и неоднородного магнитных полей

1. Однородное поле находится внутри проводника или магнита, неоднородное — снаружи.
2. В однородном поле сила, действующая в разных точках, одинакова. В неоднородном — различна.
3. Линии однородного магнитного поля являются одинаковыми по густоте и параллельными друг другу. В неоднородном поле линии отличаются по густоте и искривлены.
4. Линии магнитной индукции однородного поля находятся на равном расстоянии друг от друга.

Что такое силовые линии, как расположены

Силовые линии магнитного поля или линии магнитной индукции — линии, касательные к которым в каждой точке имеют направление вектора индукции в этой точке. Данные линии аналогичны линиям вектора напряженности электростатического поля.

Если представить, что в некой точке магнитного поля находится маленькая магнитная стрелка, то под его действием она расположится по направлению касательной к линии поля в этой точке. Северный конец стрелки укажет направление линии магнитного поля.

Примечание

Линии магнитной индукции всегда не имеют ни начала, ни конца, то есть они всегда замкнуты. Магнитные линии соответствуют направлению вектора в каждой точки поля. Направления вектора указываются стрелками. 

Поля с замкнутыми векторными линиями называют вихревыми.

В однородном магнитном поле все линии параллельны и равны друг другу.

В прямом проводнике линии магнитной индукции расположены в виде окружностей, лежащих в плоскостях, перпендикулярных проводнику. Центры окружностей находятся на оси проводника.

Для того чтобы определить вектор индукции в этом случае, необходимо смотреть вдоль проводника по направлению движения положительных зарядов, то есть по направлению тока. Вектор магнитной индукции будет направлен по ходу часовой стрелки. Если ток направлен к наблюдателю, то вектор индукции направлен против хода часовой стрелки.

Способы обнаружения магнитного поля

Схема опыта для обнаружения магнитного поля:

1. Закрепить параллельно и вертикально два гибких проводника. Для опыта можно взять проводники, состоящие из проволоки различной толщины и изготовленных из разных видов метала. Можно применить стальную, медную, алюминиевую, нихромовую проволоку.
2. Присоединить полюса источников тока к их нижним концам. Проводники при этом не должны отталкиваться или приближаться друг к другу, поскольку кулоновские силы не проявляются при незначительной разности потенциалов зарядов проводников.
3. Необходимо соединить проводники так, чтобы по ним пошел электрический ток.
4. В первом варианте необходимо замкнуть концы проводников для возникновения в них токов противоположного направления. Проводники должны отталкиваться друг от друга.
5. Во втором варианте необходимо замкнуть концы проводников для создания токов одного направления. Они должны притягиваться друг к другу.

Опыт позволяет обнаружить магнитное взаимодействие, то есть взаимодействие между электрическими зарядами, движущимися направленно.

Магнитное поле можно обнаружить по действию на электрический ток, то есть по действию на движущиеся заряды.

Опыт для определения характера действия магнитного поля на контур с током:

1. Подвесить маленькую плоскую рамку, состоящую из нескольких витков проволоки, на сплетенные друг с другом тонкие гибкие проводники.
2. Расположить вертикально провод на значительно большем расстоянии, чем размеры рамки.
3. Рамку необходимо расположить так, чтобы при пропускании электрического тока через нее провод оказался в плоскости рамки.
4. При изменении направления тока рамка должна поворачиваться на 180⁰.

Опыт показывает, что магнитное поле создается не только токами в проводниках, но так же его создает и любое направленное движение электрических зарядов.

Магнитное поле можно обнаружить по отклонению рядом находящейся магнитной стрелки на компасе, при пропускании через проводник электрического тока.

Магнитное поле также создается постоянными магнитами. Для его обнаружения необходимо на гибких проводниках подвесить между полюсами магнита плоскую рамку с током. Рамка должна поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не станет перпендикулярной линии, соединяющей полюсы магнита. Опыты позволяют увидеть ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током.

Определить однородное и неоднородное магнитное поле

Однородное магнитное поле: Магнитное поле считается однородным, если магнитная индукция имеет одинаковую величину и одинаковое направление во всех точках области. Однородное магнитное поле можно получить, сделав сравнительно длинную цилиндрическую катушку. Когда ток течет по катушке, однородное магнитное поле будет существовать по всей длине катушки. Это не так на самых концах катушки.Катушки Гельмгольца можно купить как раз для создания однородного магнитного поля. В любом случае однородные магнитные поля позволяют проводить калибровку.

Представляется проведением параллельных линий (рисунок).

Рис: однородное магнитное поле

Примером однородного магнитного поля на большой площади является магнитное поле Земли.

Однородное магнитное поле — это обстоятельство, при котором силовые линии магнитного поля движутся от северного к южному полюсу магнита с равномерным разделением, и они перемещаются по прямой линии, это маловероятно для одного стабильного магнита.Прежде всего, вы должны знать, что такое магнитный поток. Магнитный поток — это количество линий магнитного поля, выходящих из магнита на единицу площади. Если число велико, магнитное поле сильное, если число меньше — магнитное поле слабое.

Неоднородное магнитное поле: Если магнитная индукция изменяется по величине и направлению в разных точках области, магнитное поле считается неоднородным. Магнитное поле стержневого магнита неоднородно.

Магнитное поле в области является неоднородным, если оно имеет разную магнитную напряженность в разных точках области.Сходящиеся, расходящиеся, магнитные поля большинства магнитов и т. Д. Являются примерами неоднородных магнитных полей.

Мы называем магнитное поле однородным в определенной области пространства, если магнитное поле в этом пространстве имеет стабильную величину и всегда указывает одинаковым образом. Каждый раз, когда поле имеет переменную величину или направление, поле неоднородно. Несомненно, все магнитные поля неоднородны, но в определенных ситуациях мы оценивали поля как однородные (например, в центре длинной катушки с проводом, через которую проходит ток).

Рис: неоднородное магнитное поле

Представлено сходящимися или расходящимися линиями.

Итак, линии однородного магнитного поля — это линии звездного света, в то время как линии неоднородного магнитного поля искривлены. Силовые линии однородного магнитного поля будут параллельны друг другу; линии неоднородного магнитного поля не параллельны

Что подразумевается под неоднородным полем? — AnswersToAll

Что подразумевается под неравномерным полем?

Если электрическое поле имеет одинаковую величину и одинаковое направление повсюду в данном пространстве, то это электрическое поле однородно, и если его величина или направление, или оба изменяются, то это неоднородное электрическое поле в этом заданном пространстве.

Что такое однородное поле и неоднородное поле?

Поле, в котором значение напряженности поля одинаково во всех точках. Например, между двумя параллельно заряженными пластинами существует однородное электрическое поле. На концах пластин поле неравномерное. Однородные магнитные поля могут создаваться катушками Гельмгольца.

Что произойдет, если поле неоднородно?

Итак, для неоднородного электрического поля на диполь будет крутящий момент, а также результирующая сила.Как только диполь становится параллельным вектору электрического поля, на диполь действует сила в направлении увеличения поля.

В чем разница между однородным и неоднородным электрическим полем?

Представлен параллельными и равномерно расположенными линиями. Например, мы находим однородное электрическое поле между параллельными пластинами конденсатора. Неоднородное электрическое поле — это поле, которое не является однородным, то есть имеет либо разные величины, либо разные направления, либо оба разных в данной области пространства.

Как узнать, однородно ли поле?

Если в определенной области пространства напряженность электрического поля одинакова (как по величине, так и по направлению) в каждой точке, то говорят, что электрическое поле в этой области имеет однородную природу. Другими словами, если вектор электрического поля не меняется с положением; это однородное электрическое поле.

Когда электрическое поле неоднородно?

С другой стороны, если электрическое поле неоднородно, сила на каждом из двух полюсов диполя неодинакова; следовательно, результирующая сила не равна нулю и есть движение частицы.Кроме того, когда поляризуемый объект подвергается воздействию электрического поля, индуцируется дипольный момент.

Возможно ли однородное магнитное поле?

Однородное магнитное поле можно получить, сделав относительно длинную цилиндрическую катушку. Когда через катушку течет ток, внутри катушки будет существовать однородное магнитное поле. Катушки Гельмгольца можно купить именно потому, что они создают однородное магнитное поле.

Что происходит, когда диполь помещается в неоднородное поле?

Если электрический диполь поместить в неоднородное электрическое поле, то положительный и отрицательный заряды диполя будут испытывать результирующую силу.И поскольку один конец диполя испытывает силу в одном направлении, а другой конец — в противоположном, диполь также будет иметь чистый крутящий момент.

Что происходит с крутящим моментом, если поле неоднородно?

Электрический диполь всегда испытывает крутящий момент как в однородном, так и в неоднородном электрическом поле. Но в неоднородном электрическом поле диполь также испытывает чистую силу притяжения. Таким образом, электрический диполь в неоднородном электрическом поле испытывает как крутящий момент, так и силу.

Как создать неоднородное электрическое поле?

Два метода создания неоднородного электрического поля: пара асимметричных электродов и асимметричный микроканал b

1. Surasak Kasetsirikul.
2. Джирают Буранапонг.
3. Werayut Srituravanich.
4. Алонгкорн Пимпин.

Где электрическое поле наиболее однородно Как узнать?

Относительная величина электрического поля пропорциональна плотности силовых линий.Там, где силовые линии расположены близко друг к другу, поле наиболее сильное; там, где силовые линии далеко друг от друга, поле наиболее слабое. Если линии равномерно расположены и параллельны, поле однородное.

Как создать неоднородное электрическое поле?

Возможно ли однородное электрическое поле?

Они расположены на одинаковом расстоянии. Однородные поля обычно можно создать, установив разность потенциалов между двумя заряженными или проводящими пластинами, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга.Если у нас более высокая разность потенциалов или напряжение, это приведет к сильному электрическому полю.

Как узнать, однородно ли магнитное поле?

Однородное магнитное поле: Магнитное поле называется однородным, если магнитная индукция имеет одинаковую величину и одинаковое направление во всех точках области. Однородное магнитное поле можно получить, сделав сравнительно длинную цилиндрическую катушку.

Магнитное поле вокруг стержневого магнита однородно?

Ответ: стержневой магнит также создает неоднородное магнитное поле (это можно увидеть по магнитным силовым линиям, идущим от северного полюса магнита к южному полюсу магнита).

Что происходит с крутящим моментом, если поле неоднородно?

Когда однородное поле диполь ощущается?

крутящий момент
Электрический диполь, помещенный в однородное электрическое поле, испытывает крутящий момент, который выравнивает диполь параллельно направлению электрического поля с нулевой результирующей силой.

Что происходит, когда диполь находится в неоднородном электрическом поле?

Что происходит, когда диполь помещается в неоднородное электрическое поле?

Что происходит, когда диполь помещается в неоднородное электрическое поле? — Мворганизация.org

Что происходит, когда диполь помещается в неоднородное электрическое поле?

Если электрический диполь поместить в неоднородное электрическое поле, то положительный и отрицательный заряды диполя будут испытывать результирующую силу. И поскольку один конец диполя испытывает силу в одном направлении, а другой конец — в противоположном, диполь также будет иметь чистый крутящий момент.

Что происходит, когда диполь помещается в однородное электрическое поле?

Когда электрический диполь помещен в однородное электрическое поле, он испытывает.Электрический диполь, помещенный в однородное электрическое поле, испытывает крутящий момент, который выравнивает диполь параллельно направлению электрического поля с нулевой результирующей силой.

Где нулевое электрическое поле в диполе?

В средней точке зарядов электрического диполя электрическое поле, создаваемое зарядами, не равно нулю, но электрический потенциал равен нулю.

В каком положении находится электрический диполь в однородном электрическом поле?

Диполь во внешнем электрическом поле: Когда диполь находится в однородном электрическом поле.Суммарная сила, испытываемая диполем, равна нулю, как показано на рис. Следовательно, из-за создаваемого крутящего момента диполь выстраивается в направлении электрического поля. Это положение устойчивого равновесия диполя.

В какой точке электрическое поле самое слабое?

Напряженность электрического поля максимальна там, где линии находятся ближе всего друг к другу, и меньше всего там, где линии находятся дальше всего друг от друга. 5.

Что такое диполь в электрическом поле?

Пара электрических зарядов одинаковой величины, но противоположных зарядов, разделенных расстоянием d, известна как электрический диполь.Электрический дипольный момент — это вектор, имеющий определенное направление от отрицательного заряда к положительному. …

В каком положении находится электрический диполь в однородном электрическом поле, когда он наиболее устойчиво находится в положении равновесия?

Диполь находится в постоянном равновесии, если θ = 00. Диполь в устойчивом равновесии, когда электрическое поле и дипольный момент перпендикулярны друг другу, т.е. угол между ними равен нулю градусов, а крутящий момент будет максимальным.

Что такое диполь в однородном внешнем поле?

Диполь в однородном электрическом поле.Диполь в однородном электрическом поле. Когда два заряда в диполе разделены некоторым расстоянием, силы, действующие в разных точках, приводят к возникновению крутящего момента на диполе. • Крутящий момент пытается выровнять диполь с электрическим полем.

Почему диполь вращается в электрическом поле?

1: диполь во внешнем электрическом поле. (a) Чистая сила на диполе равна нулю, а чистый крутящий момент — нет. В результате диполь вращается, выравниваясь с внешним полем. Силы, действующие на два заряда, равны и противоположны, поэтому на диполь нет результирующей силы.

Какая формула крутящего момента в электрическом поле?

Покажите, что крутящий момент на электрическом диполе, помещенном в однородное электрическое поле, равен. τ = P. × E.

Когда электрический диполь держится под углом?

Ответ. Ответ: силы, испытываемые двумя зарядами, составляющими электрический диполь, когда они помещены в однородное внешнее электрическое поле, равны и противоположны по своей природе, итоговая сила на диполе равна нулю. На диполь не действует крутящий момент, когда момент электрического диполя параллелен электрическому полю.

Когда электрический диполь удерживается под углом в неоднородном электрическом поле, результирующая сила F и крутящий момент на диполе равны?

Электрический диполь всегда испытывает крутящий момент как в однородном, так и в неоднородном электрическом поле. Но в неоднородном электрическом поле диполь также испытывает чистую силу притяжения. Таким образом, электрический диполь в неоднородном электрическом поле испытывает как крутящий момент, так и силу.

Какой крутящий момент действует на электрический диполь под углом в однородном электрическом поле?

whoch означает, что максимальное значение равно 1, а минимальное — -1… Таким образом, крутящий момент является максимальным, только если угол между P и E равен максимальному значению i.e, [защищенный адрес электронной почты] должен быть максимальным… и [защищенный адрес электронной почты] максимальным, только если @ = 90 градусов… Таким образом, крутящий момент на диполе является максимальным, если угол между P и E составляет 90 градусов…. Надеюсь на эту помощь…

Каким образом электрический диполь выводит выражение для крутящего момента на электрическом диполе, помещенном под углом с однородным электрическим полем B⃗?

Крутящий момент (Т) диполя равен (qE × 2dsinθ, где d — длина диполя, а θ — угол между диполем и направлением поля.

Как крутящий момент влияет на диполь в электрическом поле?

Электрические сборы и поля.Как крутящий момент влияет на диполь в электрическом поле? Крутящий момент стремится выровнять диполь в направлении электрического поля. «Зернистость» заряда теряется и кажется непрерывной, и поэтому квантование заряда становится незначительным.

Каков крутящий момент на диполе в максимальном поле?

Когда электрический дипольный момент сохраняется в электрическом поле, сила действует на оба заряда в диполе. Сила, действующая на заряды, действует как пара, и диполь испытывает крутящий момент.Крутящий момент максимален, когда он составляет 90o с электрическим полем, что является наиболее нестабильным положением.

Что произойдет, если внешнее поле E будет расти параллельно P?

Если внешнее поле E увеличивается, дипольный момент P будет иметь результирующую силу, действующую по направлению к возрастающему полю, а когда E остается антипараллельным, суммарный дипольный момент будет иметь силу над уменьшающимся полем. Пояснение: Когда электрическое поле неоднородно, суммарный дипольный момент будет равен нулю.

Что произойдет, если электрическое поле будет расти параллельно P?

Система двух зарядов, разделенных некоторым расстоянием, называется электрическим диполем. Полный пошаговый ответ: в первом случае электрическое поле увеличивается параллельно «p». Таким образом, это означает, что электрическое поле на положительном заряде будет больше, чем на отрицательном.

Где максимальное электрическое поле в диполе?

(I). Когда угол между дипольным моментом и электрическим полем составляет 180 °, тогда потенциальная энергия электрического диполя максимальна.

Что произойдет, если поле неоднородно?

➡️Крутящий момент не равен нулю, когда диполь находится в однородном, а также в неоднородном электрическом поле, но в неоднородном электрическом поле диполь испытывает чистую силу притяжения, тогда как в однородном магнитном поле этого не происходит.

Что происходит с крутящим моментом, если поле неравномерно?

Что подразумевается под неоднородным электрическим полем?

Если электрическое поле имеет одинаковую величину и одинаковое направление повсюду в данном пространстве, то это электрическое поле однородно, и если его величина или направление, или оба изменяются, то это неоднородное электрическое поле в этом заданном пространстве.

Что вызывает неоднородное электрическое поле?

С другой стороны, если электрическое поле неоднородно, сила на каждом из двух полюсов диполя неодинакова; следовательно, результирующая сила не равна нулю и есть движение частицы. Кроме того, когда поляризуемый объект подвергается воздействию электрического поля, индуцируется дипольный момент.

Как узнать, однородно ли электрическое поле?

Сила, действующая на заряд, одинакова независимо от того, где находится заряд между пластинами.Это потому, что электрическое поле между пластинами однородно. E = −ΔVΔs, где Δs — расстояние, на котором происходит изменение потенциала ΔV.

Что вызывает однородное электрическое поле?

Электрические поля возникают из-за электрических зарядов или изменяющихся во времени магнитных полей. Электрическое поле математически определяется как векторное поле, которое связывает с каждой точкой в ​​пространстве (электростатическую или кулоновскую) силу на единицу заряда, приложенную к бесконечно малому положительному пробному заряду, покоящемуся в этой точке.

Что будет при отсутствии электрического поля?

Электроны в металлах беспорядочно движутся во всех направлениях. При приложении электрического поля каждый свободный электрон приобретает дрейфовую скорость. Есть чистый поток заряда, который составляет ток. В отсутствие электрического поля это невозможно и, следовательно, нет тока.

заряженных частиц в неоднородном радиочастотном поле

AN был проведен анализ движения заряженной частицы в неоднородном радиочастотном поле, который показал, что при определенных условиях частицы любого знака будут испытывать ускорение в направлении положения наименьшей напряженности электрического поля.

Принимая во внимание силы Лоренца, действующие на свободные электроны, сила второго порядка возникает из-за пространственного изменения напряженности электрического поля, которое имеет тот же порядок, что и обычные силы, обусловленные движением в магнитном поле и флуктуациями плотности заряда. В непрерывном, но не обязательно однородном распределении электронов, которое, как мы предполагаем, существует в бесстолкновительной и нейтральной плазме, теория малого сигнала показывает, что усредненная по времени сила на единицу объема, действующая на электроны, равна, / — — \ ( pe / co2w) \ 7 (E -E), где p — средняя плотность заряда электрона, o> = 2? rx частота, EE — усредненный по времени квадрат электрического поля в рационализированном M.К.С. единицы.

Полная сила, действующая на изолированное тело электронов, такая же, как та, которую дает традиционная теория1 из уравнений поля; поэтому сила согласуется с концепцией радиационного давления. Однако внутренние напряжения или давление в жидкости отличаются от общепринятой теории и, по-видимому, увеличивают возможность удержания нагретой плазмы внутри резонансной полости за счет давления излучения2.

Есть надежда, что вскоре появится возможность опубликовать детали приведенных нами расчетов.

Существование такой силы на электронах было продемонстрировано на расстоянии 10 см. магнетрон с щелевым анодом, не имеющий магнитного поля и холодный катод. Импульсы 10-см. Радиочастотная энергия подавалась в этот магнетрон и создавала электромагнитные поля, которые уменьшались по направлению к катоду. Эффект мультипактора приводил к обильному поступлению электронов в щели и ограничивал высокочастотное напряжение в них примерно до 5 кВ.

На катод приходили импульсы электронов с энергией до 250 вольт и током до 0-1 ампер.на см. длина катода может быть протянута с анодом и катодом с одинаковым потенциалом. Диаметры анода и катода составляли 1-25 и 0-59 дюймов соответственно. Небольшое повышение температуры катода наблюдалось с помощью термопары, что доказывает, что ток был вызван отрицательными частицами, бомбардирующими катод.

Благодарность Адмиралтейства на разрешение опубликовать это сообщение.

Информация об авторе

Принадлежности

1. Services Electronics Research Laboratory, Baldock, Herts.30 октября

   Х. А. Х. БУТ и Р. Б. Р.-С.-Харви

Автор, ответственный за переписку

Для корреспонденции H. A. H. BOOT.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

BOOT, H., R.-S.-HARVIE, R. Заряженные частицы в неоднородном радиочастотном поле. Nature 180, 1187 (1957). https://doi.org/10.1038/1801187a0

Ссылка для скачивания

Поделиться статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать это содержание:

Получить ссылку для совместного использования

К сожалению, в настоящее время ссылка для совместного использования недоступна доступно для этой статьи.

Предоставлено инициативой по обмену контентом Springer Nature SharedIt

Дополнительная литература

• Влияние градиента интенсивности на ГВГ от свободных электронов, рассеянных интенсивным лазерным лучом

  • Ankang Li
  • , Jiaxiang Wang
  • , Na Ren
  • , Pingxiao Wang
  • , Wenjun Zhu
  • , Xiaoya Li
  • , Ross Hoehn
  • и Sabre Kais

  Прикладная физика B (2014)

• Ускорение нейтральных атомов в сильных короткоимпульсных лазерных полях

  • U.Эйхманн
  • , Т. Нуббемейер
  • , Х. Роттке
  • и В. Санднер

  Природа (2009)

• Наблюдение эффекта Капицы – Дирака.

  • Даниэль Л. Фреймунд
  • , Кайван Афлатуни
  • и Герман Бателаан

  Природа (2001)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и принципы сообщества.Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Использование неоднородного электрического поля в 2D для повышения эффективности биоремедиации in situ почвы, загрязненной 2,4-дихлорфенолом

Биоремедиация на месте — это безопасная и экономичная технология очистки почвы, загрязненной органическими веществами, но скорость ее восстановления обычно очень низкая, что в первую очередь является результатом ограниченного массопереноса загрязняющих веществ в почвенные бактерии, вызывающие разложение.В этом исследовании изучалась возможность использования двухмерного неоднородного электрического поля для улучшения процесса биоремедиации in situ путем стимулирования массопереноса органических веществ к разлагающимся бактериям в условиях in situ. С этой целью была разработана и испытана в лабораторных условиях двухмерная неоднородная электрокинетическая система с супесей в качестве модельного грунта и 2,4-дихлорфенолом (2,4-ДХФ) в качестве модельного органического загрязнителя в двух общих режимах работы. (двунаправленный и вращательный). Периодически электрическое поле меняет свое направление в двунаправленном режиме и вращается на заданный угол в режиме вращения.Результаты показали, что неоднородное электрическое поле может эффективно стимулировать десорбцию и перемещение 2,4-DCP в почве. 2,4-ДХП был перемещен через почвенную среду к аноду со скоростью около 1,0 смд (-1) В (-1). Результаты также показали, что биодеградация 2,4-ДХП в почве на месте значительно усиливается за счет приложенного 2D электрического поля в рабочем режиме. В двунаправленном режиме среднее удаление 2,4-DCP 73,4% было достигнуто за 15 дней, а биоразложение 2,4-DCP in situ увеличилось примерно в три раза по сравнению с процессом, не связанным с электрическим полем, тогда как, 34.В среднем за тот же период времени при ротационном режиме удалялось 8% 2,4-DCP. С точки зрения поддержания однородности рекультивации почвы, ротационная операция заметно превзошла двунаправленную операцию. В области гексагональной обработки эффективность удаления 2,4-DCP отрицательно увеличивается с увеличением расстояния до центрального электрода в двунаправленном режиме, в то время как в режиме вращения происходит почти равномерное удаление в почвенном слое.

Что происходит, когда электрический диполь находится в неоднородном электрическом поле?

Если диполь поместить в неоднородное электрическое поле , на него будет действовать крутящий момент и результирующая сила.следовательно, в неоднородном электрическом поле движение диполя будет сочетанием поступательного, а также вращательного движения. Диполь присутствует в неоднородном электрическом поле .

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ

Точно так же спрашивают, что произойдет, если электрическое поле будет неоднородным?

Когда электрическое поле не является однородным , результирующая сила будет иметь значение , а не -ноль, будет также крутящим моментом в системе.Сила зависит от ориентации дипольного момента относительно на внешнего поля . Следовательно, электрический диполь , помещенный в однородное электрическое поле , а не —, испытывает как крутящий момент, так и результирующую силу.

Кроме того, будет ли электрический диполь совершать поступательное движение в неоднородном электрическом поле? Когда диполь помещен в в неоднородное электрическое поле , он будет испытывать как результирующую силу, так и крутящий момент.Таким образом, будет выполнять как вращательное, так и поступательное движение . Следовательно, можно распознать однородное электрическое поле . Это физическое значение крутящего момента, испытываемого диполем в электрическом поле .

Также вопрос, что происходит, когда диполь помещается в электрическое поле?

Когда диполь помещен в однородное электрическое поле и направление вектора диполя не параллельно направлению поля , каждая зарядка диполя испытывает силу.Как только диполь выровнен с электрическим полем , результирующая сила будет равна нулю, потому что они находятся в противоположном направлении.

Что такое неоднородное поле?

Если электрическое поле имеет одинаковую величину и одинаковое направление повсюду в данном пространстве, то это электрическое поле является однородным , и если либо величина, либо направление, либо оба меняются, то это не — однородное электрическое поле в указанном пространстве.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.