Розділ 4. Магнетизм
ІІ. Лекційний курс
Табаки Романа
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ № 2
З фізичної культури для учнів 5 класу
Студент 32 групи, ФФВ ЛДУФК
Завдання уроку:
1.Повторити передачу м’яча від грудей, та вивчити передачу м’яча однією рукою.
2.Сприяти розвитку швидкості, витривалості та координації
3.Сприяти вихованню взаємоповаги, взаємодопомоги та дружніх відносин між учнями
Місце проведення: Спортивний зал ЗОШ № 65
Дата проведення:17.02.2013
Час проведення:10:50
Інвентар: баскетбольні мячі
Література:
1. Гимнастика и методика преподавания.- Учебник для институтов физической культури/ред.М.В Самолевського.-М. Физкультура и спорт.-1987.-336с.:ил.
2. Шиян Б.М.
Теорія і методика фізичного виховання школярів.Ч.1. – тернопіль: Навчальна книга – Богдан,2004.-272с.
3. Е.Р. Яхонтова. Юнный баскетболист. – М: Физкультура и спорт., 1987.
Більше як 2000 років назад була відкрита властивість магнітної стрілки встановлюватись вздовж земного меридіана. Кінець стрілки, повернутий на північ, дістав назву північного магнітного полюса, а протилежний – південного. Було також відкрито взаємодію полюсів – притягання різнойменних та відштовхування однойменних. В 1820 році Ерстед відкрив явище відхилення магнітної стрілки електричним струмом, а Ампер – взаємодію паралельних струмів; він першим зрозумів, що магнетизм провідників зі струмом і магнетизм постійних магнітів мають однакову природу. Ампер висунув гіпотезу про існування молекулярних мікрострумів (за сучасними уявленнями обумовлених рухом електронів в атомах речовини). Саме мікроструми створюють магнітні поля постійних магнітів. Отже, магнітне поле – це особливий вид матерії, що створюється рухомими електричними зарядами (струмами) і діє на рухомі заряди, провідники зі струмом та постійні магніти.
|
|
Вивчають магнітне поле за його дією на контур зі струмом (пробний контур). Він може мати довільну форму, але за розмірами має бути достатньо малим, щоб поле в області контура можна було вважати однорідним. Пробний контур характеризується магнітним моментом
, (4.1)
де І – сила струму в контурі, S – його площа, - одиничний вектор позитивної нормалі до площини контура, напрямок якого визначається за правилом правого гвинта (свердлика): якщо обертати ручку свердлика за напрямком струму в контурі, то напрямок поступального руху його вістря вкаже напрямок позитивної нормалі. Досліди показують, що магнітне поле повертає вміщений в нього контур зі струмом, встановлюючи його в певному рівноважному положенні. При відхиленні контура на 90° від рівноважного положення момент сили, що діє на нього, буде максимальним.
|
|
Відношення максимального моменту сили до магнітного моменту контура не залежить від його форми, а характеризує магнітне поле в даному місці простору. Ця характеристика називається магнітною індукцією
. (4.2)
За напрямок приймається напрямок магнітного моменту контура в положенні рівноваги. Відмітимо, що у випадку довільної орієнтації контура на нього з боку поля діє момент сили
(4.3)
або у скалярній формі
, (4.4)
де α – кут між та (рис. 4.1).
В СІ магнітна індукція вимірюється в теслах:
.
Графічно магнітне поле зображають лініями магнітної індукції. Це такі лінії, дотичні до яких в кожній точці збігаються з напрямком в цій точці. Лінії магнітної індукції проводять з такою густиною, щоб число ліній, які перетинають нормальну до них площадку одиничної площі, дорівнювало в даному місці простору.
На відміну від ліній напруженості електростатичного поля (починаються на додатніх і закінчуються на від’ємних зарядах) лінії магнітної індукції не мають ні початку, ні кінця – вони або охоплюють провідники зі струмом, або ідуть із нескінченності у нескінченість (рис. 4.2; 4.3). Магнітне поле є вихровим, що фізично обумовлено відсутністю у природі «магнітних зарядів».
Магнітне поле називається однорідним, якщо у всіх його точках . Лінії індукції однорідного поля – паралельні прямі, проведені з однаковою густиною. Однорідним є поле всередині довгого соленоїда (рис. 4.3).
Досвід показує, що для магнітних полів справджується принцип суперпозиції: індукція магнітного поля, створеного кількома струмами, дорівнює векторній сумі індукцій полів, створених в даній точці простору кожним струмом окремо, тобто
. (4.5)
В магнетизмі всі струми поділяються на макроструми, що зумовлені напрямленим рухом вільних зарядів (електронів, дірок, іонів), і мікроструми, зумовлені рухом електронів в атомах (рис. 4.4).
У відсутності зовнішнього магнітного поля магнітні моменти мікрострумів, завдяки тепловому руху атомів, орієнтовані хаотично, і їхні магнітні поля в середньому скомпенсовані. В зовнішньому магнітному полі (полі макроструму) магнітні моменти атомів речовини набувають певної орієнтації, сумарне поле мікрострумів стає відмінним від нуля і за принципом суперпозиції, додається до поля макроструму. Фізична величина, яка показує у скільки разів індукція магнітного поля в середовищі (В) відрізняється від індукції поля макроструму , називається магнітною проникністю середовища
або , (4.6)
– величина безрозмірна; для вакууму . В залежності від величини всі речовини (магнетики) поділяються на:
діамагнетики () (Bi, H2)
парамагнетики () (Al, Mn, O2)
феромагнетики () (Fe, Co, Ni, Gd).
Більш детально магнітні властивості речовин обговорюються в §4.10 даного розділу.
Історично склалось так, що поле макрострумів характеризується одночасно з іншою силовою характеристикою – напруженістю поля . В СІ індукція і напруженість вимірюються в різних одиницях: , тому ці дві характеристики співпадають з точністю до постійного множника:
, (4.7)
де – магнітна стала.
Зв’язок між індукцією і напруженості магнітного поля в середовищі встановимо, підставляючи (4.7) у (4.6),
. (4.8)