Підручник Фізика 9 клас - Т.М. Засєкіна - Оріон 2017 рік

Розділ 1 МАГНІТНІ ЯВИЩА

Магнітні явища та їх практичне застосування є тим, про що можна сказати «гідне подиву». Передача електричних сигналів на відстань (по провідниках і в просторі), магнітотерапія, індукційні печі, левітація... Ці та багато інших технологічних досягнень слугують людині завдяки дослідженню магнітних явищ. Вивчаючи взаємодію магнітів, дію магнітного поля Землі, магнітну взаємодію провідників зі струмом, умови виникнення електричного струму внаслідок зміни магнітного поля ви пройдете шлях дослідників, які присвятили своє життя розгадці таємниць електромагнетизму.

§ 1. МАГНІТНІ ЯВИЩА. ДОСЛІД ЕРСТЕДА

Ви дізнаєтесь

- Про загальні особливості магнітних явищ

- Коли і як виникає магнітне поле

Пригадайте

- Що вам відомо про магнітні явища

- У чому полягає магнітна дія електричного струму

Магнітні явища. Кожен з вас у дитинстві, мабуть, грався магнітом, спостерігаючи притягання до нього предметів із заліза. Це одне з магнітних явищ, які були відомі людству ще в часи стародавнього світу. Уперше речовини, що притягували до себе залізні предмети, були знайдені, ймовірно, у стародавньому місті Магнесія на півострові Мала Азія, оскільки слово «магніт» у перекладі з грецької означає «камінь з Магнесії».

Сучасна назва цієї речовини — магнітний залізняк (магнетит) (мал. 1).

Мал. 1. Магнітний залізняк

За допомогою інтернет-ресурсів ви можете дослідити, де в Україні та світі є найбільші поклади магнітного залізняку; який його хімічний склад; які ще залізні руди існують.

Пригадаймо, що нам відомо про магнітні явища з уроків природознавства, фізики та життєвого досвіду. По-перше, магніти здатні притягувати до себе невеликі предмети із заліза (мал. 2, а), або навпаки — притягуватись до масивних залізних предметів (мал. 2, б).

По-друге, два магніти можуть притягуватись або відштовхуватись один від одного (мал. 3).

По-третє, наша планета Земля — це також величезний магніт (мал. 4). Усім відомий такий пристрій, як компас (мал. 5). Основна складова цього приладу — магнітна стрілка (тоненький магніт).

Мал. 2. Взаємодія магнітів і залізних тіл

Мал. 3. Взаємодія магнітів: а — відштовхування; б — притягання

Мал. 4. Земля — величезний магніт

Мал. 5. Компас

Вона розташована на вістрі голки й може вільно обертатися. Виявлено, що за будь-якої погоди стрілка встановлюється так, що один її кінець завжди вказує на північний географічний полюс, а інший — на південний. Завдяки цій властивості компас дає змогу визначати сторони горизонту, тому його обов’язково беруть із собою мореплавці, геологи, туристи. Кінці магнітної стрілки називають її полюсами, а лінію, що сполучає полюси, — віссю магнітної стрілки.

Ганс Крістіан Ерстед (1777-1851) Данський фізик і хімік

Природа магнітної взаємодії. Тривалий час магнітні й електричні взаємодії вважали явищами, що не пов’язані між собою. І лише в 1820 р. данський учений Ганс Крістіан Ерстед виявив дію електричного струму на магнітну стрілку, що змусило вчених замислитися про взаємозв’язок між електричними й магнітними явищами. Ганс Ерстед демонстрував своїм студентам теплову дію електричного струму.

Біля провідника, який нагрівався електричним струмом, поруч випадково опинився компас. Один зі студентів помітив, що в момент замикання кола стрілка компаса змінювала орієнтацію в просторі, а в разі розмикання кола — поверталася в початкове положення. Зацікавлений студент попросив Ерстеда пояснити це явище. Однак професор не зміг цього зробити, бо ніколи раніше нічого подібного не спостерігав. До честі Ерстеда, він не відмахнувся від допитливого юнака, а повторив дослід і... зробив відкриття.

Розглянемо детальніше цей дослід. Складемо електричне коло із джерела струму, досліджуваного провідника, реостата й вимикача. Розташуємо досліджуваний провідник над магнітною стрілкою так, як показано на малюнку 6, а.

Коли коло розімкнене, стрілка залишається паралельною провіднику.

У разі замикання кола магнітна стрілка відхиляється від свого початкового положення (мал. 6, б, с. 10). При розмиканні кола магнітна стрілка повертається в початкове положення. Це означає, що провідник зі струмом і магнітна стрілка (магніт) взаємодіють одне з одним. До того ж, як вам відомо, взаємодія між тілами може відбуватись або завдяки контакту між ними, або за допомогою поля. У 8 класі ми вивчали електричне поле, яке існує навколо електрично заряджених частинок. Але, як видно з досліду, пояснити взаємодію магнітної стрілки й провідника зі струмом існуванням електричного поля не можна, тому що електричне поле навколо провідника існує і в замкнутому, і в розімкнутому колі, а відхилення магнітної стрілки спостерігається лише в разі проходження через провідник електричного струму. Отже, навколо провідника зі струмом, окрім електричного поля, існує ще й магнітне.

Мал. 6. Дослід Ерстеда

Підбиваємо підсумки

- Прикладом магнітних явищ є: притягання магнітом предметів із заліза, взаємодія магнітів, магнітна дія Землі.

- Дослід Ерстеда доводить, що причиною існування магнітного поля є електричний струм.

- Навколо нерухомих електричних зарядів існує тільки електричне поле; навколо зарядів, що рухаються (електричного струму), існують одночасно й електричне, і магнітне поля.

ФОРМУЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Які явища є магнітними? Що вам відомо про магнітну взаємодію?

2. У чому полягає суть та історичне значення досліду Ерстеда?

Я вмію досліджувати й експериментувати

1. Якщо поліетиленовий файл потерти декілька разів об аркуш паперу, то при віддалені на невелику відстань (близько 10 см) вони притягуватимуться одне до одного. Електричне чи магнітне явище відбувається при цьому? Поясніть його.

2. У який спосіб можна дізнатися, чи є електричний струм у провіднику, не користуючись при цьому гальванометром або амперметром?



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити