Физика, 1 курс 1 семестр ТГМУ / Семинар 8. Магнитное поле

Семинар 8

Магнитное поле

1) Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции. Магнитный момент. Магнитный поток.

2) Закон Ампера. Энергия контура с током в магнитном поле.

3) Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Сила Лоренца.

4) Магнитные свойства вещества.

5) Магнитные свойства тканей организма. Физические основы магнитобиологии.

6) Электромагнитная индукция. Закон Фарадея.

7) Самоиндукция. Индуктивность контура.

8) Энергия магнитного поля.

1) Магнитное поле- это материя, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Магнитная индукция-вид материи посредствам которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами

Вектор магнитной индукции - направлен всегда так как сориентирована вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Является силовой характеристикой магнитного поля. Модуль вектора магнитной индукции равен:

Линия магнитной индукции - это линии,касательными к которой в любой ее точке является вектор индукции.

Магнитный момент-произведение силы тока на площадь контура. Pm =IS n=eV 2nr

Магнитный поток- физическая величина пропорциональна числу линий магнитной индукции пронизывающих площадь замкнутого контура. Ф= B *Scos£ / Ф=Bn*S Bn=Bcos£- проекция вектора.

2) Закон Ампера-это сила с которой м.п действует на проводник с током. Fa=B*I*L*sin£ B-магнитная индукции I-ток  L-длина Энергия с током в магнитном поле

Энергия контура с током в магнитном поле

3)Сила Лоренца Fл=q*v*B*sin£ Направление силы Лоренца ,действует на положительно заряженную частицу, так же как и направление силы Ампера, может быть найдена по правилу левой руки или по правилу левой руки Буравчека.

4) Магнитные св-ва в-ва: Сильные: ферромагнетика  Слабые: Парамагнетика, Диамагнетика 

Магнитные свойства вещества определяют по тому, как эти вещества реагируют на внешнее магнитное поле и каким образом упорядочена их внутренняя структура. Существует три основных класса веществ с резко различающимися магнитными свойствами: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.

Магнитная проницаемость вещества μ показывает, во сколько раз вектор магнитной индукции в веществе B→ больше, чем вектор магнитной индукции B0 в вакууме, то есть

B=μ⋅B0

Вещества, у которых, подобно железу, μ≫1, называются ферромагнетиками. Важнейшее свойство ферромагнетиков − существование у них остаточного магнетизма. Из ферромагнетиков изготавливают постоянные магниты. Однако при нагревании до достаточно высокой температуры ферромагнитные свойства у тел исчезают (точка Кюри).

Существуют вещества, которые ведут себя подобно железу, т. е. втягиваются в магнитное поле. Эти вещества называют парамагнитными. У них μ>1, но от единицы отличается на величину порядка 10−6. Магнитная проницаемость парамагнетиков зависит от температуры и уменьшается при ее увеличении. Без намагничивающего поля парамагнетики не создают собственного магнитного поля. Постоянных парамагнетиков нет.

Диамагнетики − вещества, которые выталкиваются из магнитного поля. У диамагнетиков μ<1, отличается от единицы на величину порядка 10−6. Магнитная проницаемость практически не зависит от индукции намагничивающего поля и от температуры. 

Сверхпроводники − идеальные диамагнетики. Магнитное поле вообще не проникает внутрь сверхпроводника. Это означает, что сверхпроводник является идеальным диамагнетиком. Так как магнитная индукция внутри проводника равна нулю, то по формуле B→=μ⋅B0→ магнитная проницаемость μ сверхпроводника также равна нулю.

5) Магнитные св-ва тканей человека- биологические ткани хар-ся низкой величиной магнитной проницаемости поскольку основные химические компоненты биосреды (белки,углеводы,пептиды,вода) от-ся к диомагнетиков. Биотоки ,возникающие в организме, яв-ся источником слабых магнитных полей.

ФИЗ.ОСНОВЫ МАГНИТОБИОЛОГИИ : •Процессы ориентации молекул, •изменении концентрации молекул или ионов в неоднородном магнитном поле; •силовое воздействие на ионы

6) Электромагнитная индукция- при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает ЭДС.Э.И где E-ЭДС источника

7) Самоиндукция- возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре в результате изменения в нем силы тока.

Индуктивность контура(L)- скалярная физическая величина ,равная отношению суммарного магнитного потока проходящего через все ветки контура , к силе тока I в замкнутом контуре L=NФm/I

8) Энергия магнитного поля

В- индукция магнитного поля Н- магнитная проницаемость среды Н0- магнитная постоянная