Pole magnetyczne — stan (własność) przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu.
Własności pola magnetycznego
Pole magnetyczne jest polem wektorowym. Wielkościami fizycznymi używanymi do opisu pola magnetycznego są: indukcja magnetyczna B oraz natężenie pola magnetycznego H. Między tymi wielkościami zachodzi związek
gdzie μ – przenikalność magnetyczna ośrodka.
Obrazowo pole magnetyczne przedstawia się jako linie pola magnetycznego. Kierunek pola określa ustawienie igły magnetycznej lub obwodu, w którym płynie prąd elektryczny.
Pole magnetyczne kołowe jest to pole, którego linie układają się we współśrodkowe okręgi. Pole takie jest wytwarzane przez nieskończenie długi prostoliniowy przewodnik. Indukcja magnetyczna takiego pola maleje odwrotnie proporcjonalnie do odległości od przewodnika.
Pole magnetyczne definiuje się przez siłę, jaka działa na poruszający się ładunek w tym polu. W układzie SI siła ta wyraża się wzorem:
gdzie α to kąt pomiędzy wektorem prędkości a indukcji magnetycznej
Doświadczenie Oersteda
- Przyrządy
prostoliniowy przewodnik wykonany z miedzi lub aluminium, bateria 4,5 V, igła magnetyczna
- Przebieg doświadczenia
Czekamy aż igiełka wskaże kierunek pólnoc - południe, następnie umieszczamy nad nią przewodnik, który na krótką chwilę łaczymy z bateryjką. Obserwujemy zachowanie igły magnetycznej w momencie zamknięcia obwodu.
- Obserwacje
W chwili zamknięcia obwodu igła magnetyczna ustawia się pod pewnym kątem w stosunku do swojego pierwotnego położenia.
- Wnioski
Zwrot związany z rotacją
Reguła prawej dłoni
W fizyce druga forma reguły prawej dłoni określa regułę, w myśl której jeśli prawą dłonią obejmiemy przewodnik elektryczny tak, że kciuk wskazuje kierunek przepływu prądu elektrycznego w przewodniku, to zgięte pozostałe palce wskażą zwrot wektora indukcji elektromagnetycznej (zwrot linii sił pola magnetycznego).
Zasada lewej ręki
Jeżeli lewą rękę ustawimy w polu magnetycznym w taki sposób, że linie pola magnetycznego (od N do S) są skierowane do jej wewnętrznej strony, a wyp
rostowane palce wskazują kierunek przepływu prądu (od + do -), to odchylony kciuk wskaże kie
runek działania siły elektrodynamicznej.
Wartość siły elektrodynamicznej jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu płynącego w przewodniku i do długości odcinka przewodnika znajdującego się w polu magnetycznym.
F = B I L sinα
F - siła elektrodynamiczna
B - indukcja magnetyczna
I - natężenie prądu w przewodniku
l - długość przewodnika, która znajduje się w polu magnetycznym
α - kąt pomiędzy kierunkiem prądu w przewo
dniku a kierunkiem linii pola magnetycznego
Cyklotron
Budowa i zasada działania cyklotronu.
Cyklotron służy do przyspieszania naładowanych cząstek elementarnych.
Zbudowany jest ze skrzyżowanych ze sobą prostopadle połów: elektrycznego i magnetycznego. Obszar, w którym panuje pole magnetyczne nazywamy duantami. Między duantami panuje pole elektryczne, którego zwrot zmienia się na przeciwny, gdy cząstka „zawraca” w
Widoczny u dołu system pomp dyfuzyjnych (po lewej). Komora próżniowa wymontowana z obudowy z nawiniętą na powie
rzchni boczn
ej cewką miedzianą oraz widocznymi wewnątrz czterema blokami elektrod do wytwarzania pola elektryczne-go o częstotliwości radiowej (po prawej)
