Постоянные магниты и магнитное поле

Слайд 1. Постоянные магниты и магнитное поле

Физика, 11 класс: Природа магнетизма и силовые характеристики

Слайд 2. Что такое постоянные магниты?

Постоянные магниты — это изделия из ферромагнитных материалов, способные сохранять состояние намагниченности в течение длительного времени.

Они создают в окружающем пространстве магнитное поле без использования внешнего источника тока. Основные материалы: железо, никель, кобальт и их сплавы.

Слайд 3. Основные свойства магнитов

У любого магнита есть два полюса: северный ($N$) и южный ($S$)

Магнитные свойства максимально выражены на полюсах и минимальны в центре

Разноименные полюса притягиваются, одноименные — отталкиваются

Невозможно получить отдельный магнитный полюс (монополь) при делении магнита

При нагревании до температуры Кюри магнит теряет свои свойства

Слайд 4. Взаимодействие полюсов

Возникает между северным ($N$) и южным ($S$) полюсами. Сила взаимодействия зависит от расстояния: $F\sim 1/r^2$.

Наблюдается при сближении двух одинаковых полюсов ($N$ и $N$ или $S$ и $S$).

Слайд 5. Магнитное поле и его характеристики

Слайд 6. Природа магнитного поля

Магнитное поле — это особая форма материи, существующая вокруг движущихся электрических зарядов (токов) и магнитов.

Главное отличие от электрического поля: магнитное поле действует только на движущиеся заряды и является вихревым (его линии всегда замкнуты).

Слайд 7. Вектор магнитной индукции $\vec{B}$

Силовая характеристика магнитного поля в данной точке

Направление совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки

Единица измерения в системе СИ: Тесла (Тл)

1 Тл — это индукция поля, действующего на проводник длиной 1 м с током 1 А с силой 1 Н

Слайд 8. Линии магнитной индукции

Слайд 9. Свойства линий индукции

Линии всегда замкнуты (нет источников — магнитных зарядов)

Вне магнита линии выходят из $N$ и входят в $S$

Внутри магнита линии направлены от $S$ к $N$

Густота линий определяет величину модуля индукции $B$

Линии никогда не пересекаются

Слайд 10. История изучения магнетизма

1600

1820

1820

1831

Уильям Гильберт издает труд «О магните», доказывая, что Земля — большой магнит

Ханс Кристиан Эрстед обнаружил отклонение магнитной стрелки вблизи тока

Андре-Мари Ампер выдвинул гипотезу о молекулярных токах

Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции

Слайд 11. Магнитное поле Земли

Земля представляет собой гигантский магнит. Магнитные полюса не совпадают с географическими: вблизи северного географического полюса находится южный магнитный полюс.

Магнитное поле защищает биосферу от губительного воздействия космической радиации.

Слайд 12. Применение магнитов

Компасы используют ориентацию стрелки вдоль линий земного магнетизма.

Жесткие диски (HDD), динамики, микрофоны и электродвигатели.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) для детального сканирования органов.

Слайд 13. Проверь себя

Можно ли получить магнит с одним полюсом, разломив его пополам?

Как направлены линии индукции внутри постоянного магнита?

В каких единицах измеряется магнитная индукция в системе СИ?

Что произойдет с магнитом, если его сильно нагреть?

Слайд 14. Итоги темы

Магнитное поле порождается движущимися зарядами и спинами электронов

Вектор $\vec{B}$ — основная характеристика силы поля

Магнитные линии всегда замкнуты, что говорит о вихревом характере поля

Постоянные магниты всегда имеют два полюса: $N$ и $S$