Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec

Transkrypt

1 Pole magnetyczne

2 Igła magnetyczna

3 Pole magnetyczne

4 Magnetyzm ziemski kompas Biegun północny geogr. Oś obrotu deklinacja Pole magnetyczne Ziemi pochodzi od dipola magnetycznego. Kierunek magnetycznego momentu dipolowego tworzy kąt 11.5 o z osią obrotu Ziemi. linia pozioma Biegun północny magnetyczny Biegun południowy geograficzny D-kąt deklinacji I-kąt inklinacji

5 Magnetyzm ziemski Pola magnetyczne planet pochodzą od prądów płynących w ich wnętrzu. Pole magnetyczne Ziemi pochodzi prawdopodobnie od prądów ciekłego żelaza i niklu płynących w jądrze zewnętrznym.

6 Prawo Ampera

7 Doświadczenie potwierdzające prawo Ampera

8 Pole magnetyczne solenoidu

9 Oddziaływanie przewodników z prądem Równoległe prądy przyciągają się, antyrównoległe odpychają.

10 Strumień wektora pola E = E A = E A cosφ E > 0 Wykład LO Zgorzelec

11 Strumień wektora pola magnetycznego B = B A = B A cosφ N Dla magnesu strumień pola magnetycznego jest równy zeru. Liczba linii wchodzących i wychodzących jest taka sama.

12 Prawo Gaussa E Q 0 Strumień pola elektrycznego przez powierzchnię zamkniętą jest proporcjonalny do ładunku znajdującego się w objętości zamkniętej tą powierzchnią Φ B = 0 Strumień pola magnetycznego przez powierzchnię zamkniętą jest równy zero.

13 Prawo indukcji Faraday a ε i = d B dt

14 Prawo indukcji Faraday a

15 Prawo indukcji Faraday a Przykład: pole B rośnie zmiana (rosnące) induk.

16 Reguła Lenza Reguła Lenza: Prąd indukowany płynie w takim kierunku, że pole magnetyczne wytworzone przez ten prąd przeciwdziała zmianie strumienia magnetycznego, która ten prąd indukuje. ( Prąd indukowany przeciwdziała swojej przyczynie )

17 Transformator N 1 - uzwojenie pierwotne Siła elektromotoryczna indukowana w jednym zwoju: N 2 - uzwojenie wtórne Napięcie w uzwojeniu pierwotnym: Napięcie w uzwojeniu wtórnym: E z d dt B U 1 N1E z U 2 N2E z U 2 U 1 = N 2 N 1

18 Prąd elektryczny j = σe σ = qnμ I = j A

19 Wektor gęstości prądu i siła Lorentza Wektor gęstości prądu j = σe I = j A Siła Lorentza Jeśli cząstka porusza się w polu magnetycznym, to działa na nią siła: F qv B

20 Pasy radiacyjne Van Allena

21 Butelka magnetyczna Pole magnetyczne, które wytwarzają dwie cewki więzi naładowaną cząstkę. Tak uwięziona jest plazma (gaz o T ~ ) K

22 Siła Lorentza F qv B a v Ruch po okręgu! F = F dośr Spektrometr masowy Cyklotron Zakrzywienie wiązki elektronów w lampie oscyloskopowej Efekt Halla Plazma qvb = mv2 r

23 F qv Siła elektrodynamiczna B F = I( l B) F= I l B sinα

24 Prądnica Obrót ramki znajdującej się w polu magnetycznym, indukuje w ramce siłę elektromotoryczną. Przy stałej prędkości obrotu, SEM będzie miała przebieg sinusoidalny.

25 Moment magnetyczny elektronu

26 Magnetyczne własności materii Jeśli substancja zostanie umieszczona w polu magnetycznym, to jej cząsteczki uzyskają moment magnetyczny. Z tym momentem wiąże się powstanie dodatkowego pola magnetycznego wewnętrznego. B 0 B B B m B Paramagnetyki: > 0 Pt, Al, Na,O 2 Prawo Curie: B m = c T Diamagnetyki: < 0 Bi, Hg, Ag, C (diament), Pb, NaCl, Cu, woda

27 Paramagnetyki i diamagnetyki

28 Ferromagnetyki Ferromagnetyki to substancje, w których w zewnętrznym polu magnetycznym powstaje silne pole wewnętrzne, kolinearne z polem zewnętrznym ( >> 0). Fe, Co, Ni, Gd Powyżej temp. Curie, ferromagnetyki stają się paramagnetykami.

29 Ferromagnetyki Wewnętrzne pole magnetyczne pozostaje pomimo wyłączenia pola zewnętrznego (pamięć magnetyczna). Pozostałość magnetyczna Pole koercji Pętla histerezy

30 Fala elektromagnetyczna

31 Nadprzewodniki niskotemperaturowe Kamerlingh Onnes teoria BCS J.Bardeen, L.Cooper, J.Schrieffer (Nobel 1972)

32 Efekt Meissnera