Магнитное поле. Магнитное поле Земли

Магнит не касается компаса, но стрелка поворачивается. Как действие передаётся через пространство?

Поле обнаруживают по действию

Магнитное поле — форма материи, связанная с магнитом. Оно действует на магнитную стрелку и другие магнитные тела.

Поле нельзя увидеть непосредственно. Мы наблюдаем его действие:

• магнитная стрелка поворачивается;
• железные опилки ориентируются определённым образом;
• магнитное тело испытывает притяжение или отталкивание.

Наблюдение подтверждает существование поля, а линия поля помогает построить модель направления.

Опилки — индикаторы, а не поле

Железные опилки в герметичной кассете временно намагничиваются и выстраиваются в характерную картину.

Опилки не являются самим полем и не показывают траектории летящих частиц. Они лишь делают действие поля заметным.

Как построить направление

1. Помести маленький компас в выбранную точку около магнита.
2. Отметь направление северного конца стрелки.
3. Перемести компас в соседнюю точку.
4. Соедини отметки плавной линией и поставь стрелки.

Магнитная линия — воображаемая линия, касательная к которой в каждой точке показывает направление магнитного поля.

Направление и замкнутость линий

Вне полосового магнита линии направлены от северного полюса к южному:

$$N\longrightarrow S.$$

Внутри магнита они продолжаются от $S$ к $N$. Поэтому магнитные линии замкнуты.

Линии не пересекаются: если бы две линии пересеклись, в одной точке пришлось бы указать два разных направления поля.

Что означает густота линий

На качественном рисунке около полюсов линии проводят гуще, потому что действие поля там сильнее. Вдали от магнита линии разрежают.

Это модель: количество нарисованных линий не является показанием прибора и не измеряет поле само по себе.

Задание: карта поля

Нарисуй полосовой магнит и не менее трёх замкнутых линий.

1. Поставь стрелки снаружи от $N$ к $S$.
2. Продолжи линии внутри магнита от $S$ к $N$.
3. Не допускай пересечений.
4. Покажи более густую картину у полюсов.

После рисунка напиши: какое наблюдение свидетельствует о существовании поля?

Магнитное поле Земли

Земля обладает магнитным полем. Магнитная стрелка компаса ориентируется под его действием. Поле Земли также помогает отклонять поток заряженных частиц, приходящих от Солнца.

Масштаб, форма и число линий на иллюстрации условны. Это учебная модель, а не снимок магнитного поля.

Почему компас показывает не идеально

Магнитные и географические полюса Земли не совпадают. Кроме того, на компас влияют местные помехи:

• постоянные магниты;
• стальные предметы;
• электрические устройства и проводники с током;
• особенности местного магнитного поля.

Поэтому компас показывает магнитное направление, а не гарантированно точную линию на географический Северный полюс.

Безопасная работа

• используй опилки только в герметичной кассете;
• не подноси магниты к телефону и носителям данных;
• убери лишние стальные предметы от компаса;
• отмечай направление именно северного конца стрелки;
• не встряхивай открытую ёмкость с опилками.

Найди ошибки

1. «Железные опилки и есть магнитное поле».
2. «Линия показывает путь частицы».
3. «Две линии могут пересечься».
4. «Чем больше линий нарисовано, тем сильнее реальное поле».
5. «Компас всегда показывает точно на географический север».

Проверь себя

1. Как обнаружить магнитное поле?
2. Что показывает северный конец магнитной стрелки?
3. Почему линии поля не пересекаются?
4. В каком направлении идут линии вне полосового магнита?
5. Что качественно показывает густота линий?
6. Почему рядом со стальным предметом показание компаса может измениться?

Ответы

1. По действию на магнитную стрелку или другое магнитное тело.
2. Локальное направление магнитного поля.
3. В каждой точке поле имеет одно определённое направление.
4. От $N$ к $S$.
5. Относительную силу действия поля на модельном рисунке.
6. Стальной предмет может изменить местную картину магнитного поля.

Ошибки: опилки — индикаторы; линии — модель направления, а не траектории; пересечение означало бы два направления в одной точке; число линий выбирает автор схемы; компас ориентируется по магнитному полю и чувствителен к помехам.