магнитное поле - объяснено просто и понятно (новое)

Описание: Всем привет! Это видео о магнитном поле. Давайте сначала рассмотрим эксперимент. Стержневой магнит подвешен на нити. Он может свободно вращаться. Перед началом эксперимента южный полюс стержневого магнита направлен вправо, а северный — влево, если смотреть от нас. Давайте посмотрим, можно ли изменить это направление. Для этого я поворачиваю стержневой магнит так, чтобы южный и северный полюса были направлены в разные стороны. После того, как я отпускаю стержневой магнит, он начинает вращаться туда-сюда. Это занимает так много времени, что я покажу вам это в ускоренном режиме. Только после того, как я возвращаю стержневой магнит в положение так, чтобы южный полюс был направлен вправо, он перестает вращаться. Это единственное устойчивое положение. Но почему?
Я убрал стержневой магнит и положил под прищепку компас. Компас показывает нам, где находятся северный и южный полюса Земли. Мы помним, что южный полюс стержневого магнита был направлен вправо, где, согласно компасу, находится южный полюс Земли. Странно. В ходе эксперимента мы обнаружили, что два одинаковых магнитных полюса отталкиваются друг от друга.
Чтобы объяснить это, давайте взглянем на Землю. Как вы, вероятно, знаете, Земля вращается вокруг своей оси. Давайте поместим на Землю огромный компас. Стрелка компаса — это не что иное, как стержневой магнит с северным и южным полюсами. Северный полюс стрелки компаса указывает в сторону северного полюса Земли. А южный полюс стрелки компаса указывает в сторону южного полюса Земли. Как это объяснить?
У Земли есть два магнитных полюса, как у стержневого магнита. Представим, что Земля вращается вокруг огромного стержневого магнита. Решающим фактором является то, что стержневой магнит на географическом северном полюсе имеет южный магнитный полюс. На географическом южном полюсе у него есть северный магнитный полюс.
Это объясняет, почему наш свободно вращающийся стержневой магнит был направлен своим северным полюсом к географическому северному полюсу, поскольку он притягивался южным магнитным полюсом. Однако наш магнит находится очень далеко от магнитных полюсов Земли. Как магнит определяет, где север, а где юг? Это связано с магнитным полем вокруг магнита. Давайте шаг за шагом рассмотрим, как выглядит форма магнитного поля стержневого магнита. Для этого я сначала поместил компас вокруг стержневого магнита. Стрелка компаса ориентируется относительно стержневого магнита в зависимости от его положения. Кончик стрелки компаса – это северный магнитный полюс. Он указывает в направлении южного магнитного полюса стержневого магнита, а плоский конец стрелки компаса указывает в направлении северного полюса стержневого магнита.
Если взять много маленьких стрелок компаса вместо одной, получится следующая картина. Вы увидите линии, направленные от северного полюса к южному. Если изменить положение стержневого магнита, ориентация маленьких стрелок компаса также изменится, так что мы снова увидим линии, направленные от северного к южному. Форму магнитного поля можно ещё лучше проиллюстрировать, положив белый картон на стержневой магнит и насыпав на него мелкие железные опилки. Вы видите две точки, в которых расположено множество железных опилок. Ниже этих двух точек находятся концы стержневого магнита. Там магнитная сила самая большая.
Начиная с двух полюсов магнита, железные опилки расположены по прямым и изогнутым линиям. Давайте ещё раз посмотрим на анимацию, где рассматривается стержневой магнит с помощью нескольких компасов. Если теперь соединить линии, соответствующие положениям отдельных компасов, то получится следующая картина. Здесь вы видите форму магнитного поля вокруг стержневого магнита. Отдельные линии называются линиями магнитного поля. Эти линии магнитного поля никогда не пересекаются. Направление каждой линии магнитного поля показано маленькой стрелкой. Ученые во всём мире пришли к единому мнению, что линии магнитного поля направлены от Северного полюса к Южному. Направление линий магнитного поля на данном этапе не так важно, но его полезно знать на последующих уроках, например, если вы захотите определить направление силы Лоренца. Плотность линий магнитного поля, то есть количество линий магнитного поля в определённой области, показывает, насколько велика магнитная сила в этой точке. На концах стержневого магнита линии магнитного поля расположены очень близко друг к другу, поскольку все линии магнитного поля выходят из северного полюса и входят в южный. Соответственно, магнитная сила там максимальна.