Соронзон орон ба түүний үүрэг. Соронзон орон ба түүний параметрүүд, соронзон хэлхээ

Босоо тэнхлэгийн эргэн тойронд чөлөөтэй эргэдэг соронзон зүү нь дэлхийн тодорхой газарт тодорхой чиглэлд (хэрэв түүний ойролцоо соронзон, гүйдэл дамжуулагч, төмөр зүйл байхгүй бол) үргэлж суулгадаг болохыг эрт дээр үеэс мэддэг байсан. ). Энэ баримтыг үүнтэй холбон тайлбарлаж байна дэлхийн эргэн тойронд соронзон орон байдагмөн соронзон зүү нь түүний соронзон шугамын дагуу суурилагдсан. Энэ нь тэнхлэг дээр чөлөөтэй эргэлддэг соронзон зүү болох луужин (Зураг 115) ашиглах үндэс суурь юм.

Цагаан будаа. 115. Луужин

Ажиглалтаас харахад дэлхийн газарзүйн хойд туйлд ойртох үед соронзон шугамууд үүсдэг соронзон оронДэлхий тэнгэрийн хаяанд илүү их өнцгөөр хазайсан бөгөөд хойд өргөргийн 75°, 99° орчим байна. баруун уртрагбосоо тэнхлэгт орж, дэлхий рүү орох (Зураг 116). Одоогоор энд байрладаг Дэлхийн өмнөд соронзон туйл, энэ нь газарзүйн хойд туйлаас ойролцоогоор 2100 км зайд оршдог.

Цагаан будаа. 116. Дэлхийн соронзон орны соронзон шугамууд

Дэлхийн соронзон хойд туйлӨмнөд газарзүйн туйлын ойролцоо, тухайлбал өмнөд өргөргийн 66.5°, зүүн уртрагийн 140°-д байрладаг. Эндээс дэлхийн соронзон орны соронзон шугамууд дэлхийгээс гарч ирдэг.

Тиймээс, Дэлхийн соронзон туйлууд газарзүйн туйлуудтай давхцдаггүй. Үүнтэй холбоотойгоор соронзон зүүний чиглэл нь газарзүйн голчидын чиглэлтэй давхцдаггүй. Тиймээс соронзон луужингийн зүү нь зөвхөн хойд зүг рүү чиглэсэн чиглэлийг харуулдаг.

Заримдаа гэж нэрлэгддэг соронзон шуурга, луужингийн зүүнд ихээхэн нөлөөлдөг дэлхийн соронзон орны богино хугацааны өөрчлөлт. Соронзон шуурга үүсэх нь нарны идэвхжилтэй холбоотой болохыг ажиглалт харуулж байна.

a - наран дээр; б - Дэлхий дээр

Нарны идэвхжил нэмэгдэж байх үед нарны гадаргуугаас сансарт цэнэглэгдсэн бөөмс, электрон, протоны урсгалууд ялгардаг. Хөдөлгөөнт цэнэглэгдсэн бөөмсөөс үүссэн соронзон орон нь дэлхийн соронзон орныг өөрчилж, соронзон шуурга үүсгэдэг. Соронзон шуурга бол богино хугацааны үзэгдэл юм.

Дэлхий дээр соронзон зүүний чиглэл нь дэлхийн соронзон шугамын чиглэлээс байнга хазайдаг хэсгүүд байдаг. Ийм газрыг талбай гэж нэрлэдэг соронзон аномали(Латин хэлнээс орчуулбал "хазайлт, хэвийн бус байдал").

Хамгийн том соронзон гажиг бол Курскийн соронзон аномали юм. Ийм гажиг үүсэх шалтгаан нь харьцангуй бага гүнд төмрийн хүдрийн асар том ордууд юм.

Газрын соронзлолыг бүрэн тайлбарлаагүй байна. Дэлхийн соронзон орныг өөрчлөхөд агаар мандалд (ялангуяа түүний дээд давхаргад) болон дэлхийн царцдасын аль алинд нь урсдаг янз бүрийн цахилгаан гүйдэл ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг тогтоожээ.

Нислэгийн үеэр дэлхийн соронзон орныг судлахад ихээхэн анхаарал хандуулдаг. хиймэл дагуулуудТэгээд сансрын хөлөг.

Дэлхийн соронзон орон нь дэлхийн гадаргууг сансар огторгуйн цацрагаас найдвартай хамгаалж, амьд организмд үзүүлэх нөлөө нь тогтоогдсон. Сансрын цацрагт электрон, протоноос гадна сансар огторгуйд асар хурдтай хөдөлж буй бусад бөөмсүүд ч багтана.

Гараг хоорондын сансрын станцууд болон сансрын хөлгүүдийн сар руу болон сар руу ниссэн нь соронзон орон байхгүйг тогтоох боломжтой болсон. Дэлхийд хүргэгдсэн сарны хөрсний чулуулгийн хүчтэй соронзлол нь эрдэмтэд хэдэн тэрбум жилийн өмнө Сар соронзон оронтой байж болох юм гэсэн дүгнэлтийг гаргах боломжийг олгож байна.

Асуултууд

1. Соронзон зүү нь дэлхийн тодорхой газар тодорхой чиглэлд байрладаг гэдгийг бид хэрхэн тайлбарлах вэ?
2. Дэлхийн соронзон туйлууд хаана байдаг вэ?
3. Дэлхийн соронзон өмнөд туйл хойд зүгт, хойд соронзон туйл өмнөд хэсэгт байгааг хэрхэн харуулах вэ?
4. Соронзон шуурганы дүр төрхийг юу тайлбарладаг вэ?
5. Соронзон аномалийн бүсүүд юу вэ?
6. Том соронзон гажиг байгаа газар хаана байдаг вэ?

Дасгал 43

1. Агуулахад удаан байдаг ган төмөр хэсэг хугацааны дараа яагаад соронзлогддог вэ?
2. Яагаад хуурай газрын соронзлолыг судлах экспедицийн хөлөг онгоцонд соронзлогдсон материалыг ашиглахыг хориглодог вэ?

Дасгал хийх

1. "Луужин, түүний нээлтийн түүх" сэдвээр илтгэл бэлтгэ.
2. Бөмбөрцөг дотор туузан соронз байрлуул. Үүссэн загварыг ашиглан дэлхийн соронзон орны соронзон шинж чанаруудтай танилцана уу.
3. Интернет ашиглан "Курскийн соронзон аномалийн нээлтийн түүх" сэдвээр илтгэл бэлтгэ.

Энэ сонирхолтой...

Яагаад гаригуудад соронзон орон хэрэгтэй вэ?

Дэлхий хүчтэй соронзон оронтой гэдгийг мэддэг. Дэлхийн соронзон орон нь дэлхийн ойролцоох орон зайг бүрхдэг. Энэ бүсийг соронзон мандал гэж нэрлэдэг боловч түүний хэлбэр нь бөмбөрцөг биш юм. Соронзон мандал бол дэлхийн хамгийн гаднах бөгөөд хамгийн өргөн цар хүрээтэй бүрхүүл юм.

Дэлхий нарны салхины нөлөөнд байнга байдаг - маш жижиг хэсгүүдийн урсгал (протон, электрон, түүнчлэн гелийн цөм, ион гэх мэт). Нарны гал асаах үед эдгээр бөөмсийн хурд огцом нэмэгдэж, асар хурдтайгаар тархдаг. гадаад орон зай. Хэрэв наран дээр гал авалцвал энэ нь хэдхэн хоногийн дараа дэлхийн соронзон орон эвдрэх болно гэсэн үг юм. Дэлхийн соронзон орон нь манай гараг болон түүн дээрх бүх амьдралыг нарны салхи, сансар огторгуйн цацрагийн нөлөөллөөс хамгаалж, нэг төрлийн бамбай болдог. Соронзон мандал нь эдгээр бөөмсийн чиглэлийг өөрчилж, гаригийн туйл руу чиглүүлэх чадвартай. Туйлын бүс нутагт бөөмсүүд агаар мандлын дээд давхаргад хуримтлагдаж, хойд болон өмнөд зүгийн гайхалтай сайхан гэрлийг үүсгэдэг. Эндээс л соронзон шуурга үүсдэг.

Нарны салхины тоосонцор соронзон мандалд ороход агаар мандал халж, дээд давхаргын ионжилт нэмэгдэж, цахилгаан соронзон шуугиан үүсдэг. Энэ тохиолдолд радио дохио болон хүчдэлийн өсөлтөд хөндлөнгийн оролцоо үүсч, цахилгаан тоног төхөөрөмжийг гэмтээж болно.

Соронзон шуурга ч цаг агаарт нөлөөлдөг. Тэд циклон үүсэх, үүлэрхэг байдлыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.

Соронзон нөлөөлөл нь амьд организм, ургамал, хүн төрөлхтөнд нөлөөлдөг болохыг олон орны эрдэмтэд нотолсон. Зүрх судасны өвчинд өртөмтгий хүмүүст нарны идэвхжил өөрчлөгдөхөд хурцадмал байдал үүсч болзошгүйг судалгаагаар тогтоожээ. Өөрчлөлт гарч болзошгүй цусны даралт, зүрхний цохилт хурдан, аялгуу буурсан.

Хамгийн хүчтэй соронзон шуурга, соронзон бөмбөрцгийн эвдрэл нь нарны идэвхжил нэмэгдэж байгаа үед тохиолддог.

Гаригуудад соронзон орон байдаг уу? нарны систем? Гаригийн соронзон орон байгаа эсэх нь тэдгээрийн дотоод бүтцээр тодорхойлогддог.

Аварга гаригуудын хамгийн хүчтэй соронзон орон Бархасбадь нь хамгийн том гариг ​​төдийгүй дэлхийн соронзон орны хэмжээнээс 12000 дахин давсан хамгийн том соронзон оронтой юм. Бархасбадийн соронзон орон нь түүнийг бүрхэж, гарагийн 15 радиус хүртэлх зайд (Бархасбадийн радиус 69,911 км) хүрдэг. Санчир гариг ​​нь Бархасбадийн нэгэн адил Санчир гаригийн гүнд шингэн төлөвт орших металл устөрөгчөөс үүссэн хүчирхэг соронзон мандалтай. Санчир гариг ​​бол дэлхийн эргэлтийн тэнхлэг нь соронзон орны тэнхлэгтэй бараг давхцдаг цорын ганц гараг гэдэг нь сонин юм.

Эрдэмтэд Тэнгэрийн ван, Далай ван хоёр хоёулаа хүчтэй соронзон оронтой гэж үздэг. Гэхдээ хамгийн сонирхолтой нь: Тэнгэрийн ван гарагийн соронзон тэнхлэг нь гаригийн эргэлтийн тэнхлэгээс 59°, Далай ван 47°-аар хазайсан байна. Соронзон тэнхлэгийн эргэлтийн тэнхлэгтэй харьцуулахад энэ чиглэл нь Далай вангийн соронзон бөмбөрцгийг нэлээд өвөрмөц, өвөрмөц хэлбэртэй болгодог. Гараг тэнхлэгээ тойрон эргэлдэх үед энэ нь байнга өөрчлөгддөг. Гэвч Тэнгэрийн ван гарагийн соронзон мандал нь гарагаас холдох тусам урт спираль хэлбэртэй эргэлддэг. Эрдэмтэд гаригийн соронзон орон нь хойд, өмнөд хоёр соронзон туйлтай гэж үздэг.

Мөнгөн усны соронзон орон дэлхийнхээс 100 дахин бага, харин Сугар гаригийн соронзон орон өчүүхэн гэдгийг судалгаагаар тогтоожээ. Ангараг гаригийг судлах явцад Ангараг-3 болон Ангараг-5 сансрын хөлөг нь гадаа төвлөрсөн соронзон орон байгааг илрүүлжээ. бөмбөрцгийн өмнөд хагасгаригууд. Энэ талбайн хэлбэр нь гаригийн аварга мөргөлдөөнөөс үүдэлтэй байж магадгүй гэж эрдэмтэд үзэж байна.

Дэлхийтэй адил нарны аймгийн бусад гаригуудын соронзон орон нь нарны салхины тусгалаас хамгаалж, хор хөнөөлтэй нөлөөнарны цацраг идэвхт цацраг.

Соронзон орон ба түүний шинж чанар

Лекцийн тойм:

Соронзон орон, түүний шинж чанар, шинж чанар.

Соронзон орон- хөдөлж буй цахилгаан цэнэгийг (гүйдэл дамжуулах дамжуулагч, байнгын соронз) тойрсон материйн оршин тогтнох хэлбэр.

Энэ нэр нь Данийн физикч Ханс Эрстэдийн 1820 онд олж мэдсэнээр соронзон зүүг чиглүүлэх нөлөөтэй байдагтай холбоотой юм. Oersted-ийн туршилт: соронзон зүүг зүү дээр эргэдэг гүйдэл дамжуулах утасны доор байрлуулсан. Гүйдэл асаалттай үед утастай перпендикуляр суурилуулсан; гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөхөд энэ нь эсрэг чиглэлд эргэв.

Соронзон орны үндсэн шинж чанарууд:

хөдөлгөөнт цахилгаан цэнэг, гүйдэл дамжуулагч, байнгын соронз, хувьсах цахилгаан орон зэргээс үүссэн;

хөдөлж буй цахилгаан цэнэг, гүйдэл дамжуулагч, соронзлогдсон биед хүчээр үйлчилдэг;

хувьсах соронзон орон нь ээлжит соронзон орон үүсгэдэг цахилгаан орон.

Oersted-ийн туршлагаас харахад соронзон орон нь чиглэлтэй бөгөөд вектор хүчний шинж чанартай байх ёстой. Үүнийг соронзон индукц гэж нэрлэдэг.

Соронзон орон нь соронзон орны шугам эсвэл соронзон индукцийн шугамыг ашиглан графикаар дүрслэгддэг. Соронзон хүч шугамуудЭдгээр нь соронзон орон дахь төмрийн үртэс эсвэл жижиг соронзон зүүний тэнхлэгүүдийн дагуух шугамууд юм. Ийм шугамын цэг бүрт вектор нь шүргэгчийн дагуу чиглэнэ.

Соронзон индукцийн шугамууд үргэлж хаалттай байдаг бөгөөд энэ нь байгальд соронзон цэнэг байхгүй, соронзон орны эргэлтийн шинж чанарыг илтгэнэ.

Уламжлал ёсоор тэд соронзны хойд туйлыг орхиж, өмнө зүг рүү ордог. Шугамын нягтыг соронзон орны перпендикуляр нэгж талбайд ногдох шугамын тоо нь соронзон индукцийн хэмжээтэй пропорциональ байхаар сонгосон.

Н

Гүйдэл бүхий соронзон соленоид

Шугамын чиглэлийг шурагны зөв дүрмээр тодорхойлно. Соленоид нь гүйдэл бүхий ороомог бөгөөд тэдгээрийн эргэлтүүд нь хоорондоо ойрхон байрладаг бөгөөд эргэлтийн диаметр нь ороомгийн уртаас хамаагүй бага байдаг.

Соленоидын доторх соронзон орон нь жигд байна. Хэрэв вектор аль ч цэг дээр тогтмол байвал соронзон орон нь жигд гэж нэрлэгддэг.

Соленоидын соронзон орон нь баар соронзны соронзон оронтой төстэй.

ХАМТ
Гүйдэл дамжуулах соленоид нь цахилгаан соронзон юм.

Туршлагаас харахад соронзон орны хувьд цахилгаан орны хувьд суперпозиция зарчим: хэд хэдэн гүйдэл эсвэл хөдөлж буй цэнэгийн улмаас үүссэн соронзон орны индукц нь гүйдэл эсвэл цэнэг тус бүрийн үүсгэсэн соронзон орны индукцийн вектор нийлбэртэй тэнцүү байна.

Векторыг 3 аргын аль нэгээр оруулна.

a) Амперын хуулиас;

б) гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөөгөөр;

в) Лоренцын хүчний илэрхийллээс.

А Соронзон талбарт байрлах I гүйдэл бүхий дамжуулагчийн элементэд соронзон орон үйлчлэх хүч нь хүчтэй шууд пропорциональ болохыг туршилтаар тогтоосон.

гүйдэл I ба урт ба соронзон индукцийн элементийн вектор үржвэр:

- Амперын хууль

Н
векторын чиглэлийг векторын бүтээгдэхүүний ерөнхий дүрмийн дагуу олж болно, үүнээс зүүн гарын дүрмийг дагаж мөрддөг: хэрэв зүүн гарын алга нь соронзон шугамууд руу орохоор байрлуулсан бол, мөн 4 сунгасан хурууг гүйдлийн дагуу чиглүүлж, дараа нь нугалав эрхий хуруухүчний чиглэлийг харуулах болно.

Хязгаарлагдмал урттай утсанд үйлчлэх хүчийг бүхэл бүтэн уртыг нэгтгэх замаар олж болно.

I = const, B=const, F = BIlsin үед

 =90 0 бол F = BIl

Соронзон орны индукц- хүчний соронзон шугамд перпендикуляр байрлах нэгж гүйдэл бүхий нэгж урттай дамжуулагч дээр жигд соронзон орны нөлөөгөөр үйлчилж буй хүчинтэй тоогоор тэнцүү вектор физик хэмжигдэхүүн.

1T нь жигд соронзон орны индукц бөгөөд 1м урттай 1А гүйдэл бүхий дамжуулагч дээр 1N хүч үйлчлэх ба соронзон шугамд перпендикуляр байрладаг.

Одоогийн байдлаар бид дамжуулагчид урсаж буй макро гүйдлийг авч үзсэн. Гэсэн хэдий ч Амперын таамаглалаар аливаа биед атом дахь электронуудын хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй бичил харуурын гүйдэл байдаг. Эдгээр бичил харуурын молекулын гүйдэл нь өөрийн соронзон орныг бий болгож, макро гүйдлийн талбарт эргэлдэж, биед нэмэлт соронзон орон үүсгэдэг. Вектор нь бүх макро болон микро гүйдлийн үүсгэсэн соронзон орныг тодорхойлдог. ижил макро гүйдлийн үед өөр өөр орчин дахь вектор өөр өөр утгатай байна.

Макро гүйдлийн соронзон орон нь соронзон эрчмийн вектороор тодорхойлогддог.

Нэг төрлийн изотроп орчны хувьд

,

 0 = 410 -7 H/m - соронзон тогтмол,  0 = 410 -7 N/A 2,

 нь орчны соронзон нэвчилт бөгөөд орчны бичил гүйдлийн талбайн нөлөөгөөр макро гүйдлийн соронзон орон хэдэн удаа өөрчлөгдөж байгааг харуулдаг.

Соронзон урсгал. Соронзон урсгалын Гауссын теорем.

Вектор урсгал(соронзон урсгал) платформоор дамжин dS-тэй тэнцүү скаляр хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг

талбайн хэвийн чиглэлийн проекц хаана байна;

 нь ба векторуудын хоорондох өнцөг юм.

Чиглэлийн гадаргуугийн элемент,

Вектор урсгал нь алгебрийн хэмжигдэхүүн юм.

Хэрэв - гадаргуугаас гарах үед;

Хэрэв - гадаргуу руу ороход.

Дурын гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон индукцийн векторын урсгал S-тэй тэнцүү байна

Нэг төрлийн соронзон орны хувьд =const,

1 Вб - жигд соронзон оронтой перпендикуляр байрладаг 1 м 2 талбай бүхий хавтгай гадаргуугаар дамждаг соронзон урсгал, индукц нь 1 Т.

S гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал нь энэ гадаргууг огтолж буй соронзон орны шугамын тоотой тэнцүү байна.

Соронзон индукцийн шугамууд үргэлж хаалттай байдаг тул хаалттай гадаргуугийн хувьд гадаргуу руу орох шугамын тоо (Ф 0) байдаг тул хаалттай гадаргуугаар дамжих соронзон индукцийн нийт урсгал тэг байна.

- Гауссын теорем: Аливаа битүү гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон индукцийн векторын урсгал тэг байна.

Энэ теорем нь байгальд соронзон индукцийн шугам эхэлж, төгсдөг соронзон цэнэг байхгүй байдгийн математик илэрхийлэл юм.

Биот-Саварт-Лапласын хууль ба түүнийг соронзон орны тооцоонд хэрэглэх.

Янз бүрийн хэлбэрийн шууд гүйдлийн соронзон орныг Fr нар нарийвчлан судалсан. эрдэмтэд Биот, Савард нар. Тэд бүх тохиолдолд дурын цэг дээрх соронзон индукц нь одоогийн хүч чадалтай пропорциональ бөгөөд дамжуулагчийн хэлбэр, хэмжээ, дамжуулагчтай харьцуулахад энэ цэгийн байршил, хүрээлэн буй орчин зэргээс хамаардаг болохыг олж мэдэв.

Эдгээр туршилтуудын үр дүнг Fr. Математикч Лаплас, соронзон индукцийн вектор шинж чанарыг харгалзан үзсэн бөгөөд цэг тус бүрийн индукц нь суперпозицийн зарчмын дагуу энэ дамжуулагчийн хэсэг тус бүрээр үүсгэгдсэн энгийн соронзон орны индукцийн векторын нийлбэр гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн.

Лаплас 1820 онд Биот-Саварт-Лапласын хууль гэж нэрлэгддэг хуулийг боловсруулсан: гүйдэл дамжуулагчийн элемент бүр соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд түүний индукцийн векторыг дурын K цэг дээр дараахь томъёогоор тодорхойлно.

- Биот-Саварт-Лапласын хууль.

Биот-Саувар-Лапласын хуулиас үзэхэд векторын чиглэл нь вектор бүтээгдэхүүний чиглэлтэй давхцаж байна. Үүнтэй ижил чиглэлийг баруун шураг (gimlet) дүрмээр өгдөг.

Үүнийг харгалзан үзвэл,

Дамжуулагч элемент нь гүйдэлтэй хамт чиглэгддэг;

K цэгт холбогдох радиус вектор;

Био-Саварт-Лапласын хууль нь практик ач холбогдолтой учраас Сансар огторгуйн өгөгдсөн цэг дээр хязгаарлагдмал хэмжээс, дурын хэлбэрийн дамжуулагчаар урсах гүйдлийн соронзон орны индукцийг олох боломжийг танд олгоно.

Дурын хэлбэрийн гүйдлийн хувьд ийм тооцоо нь нарийн төвөгтэй математикийн асуудал юм. Гэсэн хэдий ч хэрэв одоогийн тархалт нь тодорхой тэгш хэмтэй бол суперпозиция зарчмыг Био-Саварт-Лаплас хуулийн хамт хэрэглэх нь тодорхой соронзон орныг харьцангуй хялбар тооцоолох боломжтой болгодог.

Зарим жишээг харцгаая.

A. Гүйдэл дамжуулах шулуун дамжуулагчийн соронзон орон.

хязгаарлагдмал урттай дамжуулагчийн хувьд:

хязгааргүй урттай дамжуулагчийн хувьд:  1 = 0,  2 = 

B. Тойрог гүйдлийн төв дэх соронзон орон:

=90 0, нүгэл=1,

Эрстед 1820 онд туршилтаар макро гүйдлийн системийг тойрсон битүү гогцооны эргэлт нь эдгээр гүйдлийн алгебрийн нийлбэртэй пропорциональ байдгийг олж мэдсэн. Пропорциональ коэффициент нь нэгжийн системийн сонголтоос хамаардаг бөгөөд SI-д 1-тэй тэнцүү байна.

C
Векторын эргэлтийг хаалттай давталтын интеграл гэнэ.

Энэ томъёог гэж нэрлэдэг эргэлтийн теорем буюу нийт одоогийн хууль:

дурын хаалттай хэлхээний дагуух соронзон орны хүч чадлын векторын эргэлт нь энэ хэлхээнд хамрагдсан макро гүйдлийн (эсвэл нийт гүйдлийн) алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү байна. түүний шинж чанаруудГүйдэл ба байнгын соронзыг тойрсон орон зайд хүч үүсдэг талбар, дуудсан соронзон. Бэлэн байдал соронзон талбайнуудилчлэгдсэн...

Цахилгаан соронзонгийн бодит бүтцийн тухай талбайнуудТэгээд түүний шинж чанаруудхавтгай долгион хэлбэрээр тархах.

Нийтлэл >> Физик

ЦАХИЛГААН СОРОЙНГИЙН БОДИТ БҮТЭЦИЙН ТУХАЙ ТАЛААРБА ТҮҮНИЙ ОНЦЛОГХавтгай ДОЛГОО ХЭЛБЭРИЙН ТҮРЭЛТ... дангийн бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд талбайнууд: цахилгаан соронзон талбарвектор бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй ба цахилгаан талбарбүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамт ба соронзон талбарбүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй ...

Соронзон талбар, хэлхээ ба индукц

Хураангуй >> Физик

... талбайнууд). Үндсэн онцлог соронзон талбайнуудбайна түүнийвектороор тодорхойлогддог хүч соронзониндукц (индукцийн вектор соронзон талбайнууд). SI-д соронзон... байгаа соронзонмөч. Соронзон талбарТэгээд түүнийПараметрийн чиглэл соронзоншугам ба...

Соронзон талбар (2)

Хураангуй >> Физик

Дотор гүйдэл бүхий AB дамжуулагчийн хэсэг соронзон талбарперпендикуляр түүний соронзоншугамууд. Зурагт үзүүлсэн үед ... утга нь зөвхөн хамаарна соронзон талбайнуудмөн үйлчилж болно түүнийтоон онцлог. Энэ утгыг хүлээн зөвшөөрч байна ...

Соронзонматериал (2)

Хураангуй >> Эдийн засаг

Холбоо барих материал соронзон талбар, хэлбэрээр илэрхийлсэн түүнийөөрчлөлт, түүнчлэн бусад ... мөн өртөлтийг зогсоосны дараа соронзон талбайнууд.1. Үндсэн шинж чанарууд соронзонматериал Материалын соронзон шинж чанарыг...

Энэ нь хөдөлгөөний төлөв байдлаас үл хамааран хөдөлгөөнд байгаа, соронзон момент бүхий цахилгаан цэнэг болон биетүүдэд нөлөөлдөг хүчний орон юм. Соронзон оронхэсэг юм цахилгаан соронзон орон.

Цэнэглэгдсэн бөөмсийн гүйдэл эсвэл атом дахь электронуудын соронзон момент нь соронзон орон үүсгэдэг. Мөн цахилгаан орон дахь тодорхой түр зуурын өөрчлөлтийн үр дүнд соронзон орон үүсдэг.

Соронзон орны индукцийн вектор В нь соронзон орны гол хүчний шинж чанар юм. Математикийн хувьд B = B (X,Y,Z) нь вектор талбар гэж тодорхойлогддог. Энэ ойлголт нь физик соронзон орныг тодорхойлох, тодорхойлоход үйлчилдэг. Шинжлэх ухаанд соронзон индукцийн векторыг ихэвчлэн соронзон орон гэж нэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, ийм програм нь энэ ойлголтыг үнэ төлбөргүй тайлбарлах боломжийг олгодог.

Гүйдлийн соронзон орны өөр нэг шинж чанар бол вектор потенциал юм.

IN шинжлэх ухааны уран зохиолСоронзон орчин (вакуум) байхгүй нөхцөлд соронзон орны хүч чадлын векторыг соронзон орны гол шинж чанар гэж үздэг болохыг та олонтаа олж болно. Вакуум орчинд соронзон орны хүч чадлын вектор H ба соронзон индукцийн В вектор нь давхцдаг тул албан ёсоор энэ нөхцөл байдлыг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой. Үүний зэрэгцээ соронзон орчин дахь соронзон орны хүч чадлын векторыг ижил хэмжээгээр дүүргэдэггүй физик утга, мөн хоёрдогч хэмжигдэхүүн юм. Үүний үндсэн дээр вакуумд зориулсан эдгээр аргуудын албан ёсны тэгш байдлыг харгалзан системчилсэн үзэл баримтлалыг авч үздэг. соронзон индукцийн вектор нь гүйдлийн соронзон орны гол шинж чанар юм.

Соронзон орон бол мэдээжийн хэрэг, материйн онцгой төрөл юм. Энэ бодисын тусламжтайгаар соронзон момент болон хөдөлж буй цэнэгтэй бөөмс эсвэл биетүүдийн хооронд харилцан үйлчлэл үүсдэг.

Харьцангуйн тусгай онол нь соронзон орон нь өөрөө цахилгаан орон байсны үр дагавар гэж үздэг.

Хамтдаа соронзон ба цахилгаан оронцахилгаан соронзон орон үүсгэдэг. Цахилгаан соронзон орны илрэл нь гэрэл ба цахилгаан соронзон долгион юм.

Квантын соронзон орны онол нь соронзон харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тусдаа тохиолдол гэж үздэг. Энэ нь массгүй бозоноор дамждаг. Бозон бол фотон, цахилгаан соронзон орны квант өдөөлт гэж үзэж болох бөөмс юм.

Соронзон орон нь цэнэгтэй бөөмсийн гүйдэл, цаг хугацааны орон зайд хувирах цахилгаан орон эсвэл бөөмсийн өөрийн соронзон моментоор үүсгэгддэг. Нэгдмэл ойлголттой байхын тулд бөөмсийн соронзон моментуудыг албан ёсоор цахилгаан гүйдэл болгон бууруулдаг.

Соронзон орны утгыг тооцоолох.

Энгийн тохиолдлууд нь Биот-Саварт-Лапласын хууль эсвэл эргэлтийн теоремыг ашиглан гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орны утгыг тооцоолох боломжтой болгодог. Үүний нэгэн адил эзэлхүүн эсвэл орон зайд дур мэдэн тархсан гүйдлийн хувьд соронзон орны утгыг олж болно. Эдгээр хуулиуд нь тогтмол эсвэл харьцангуй удаан өөрчлөгддөг соронзон болон цахилгаан талбайнуудад хамаарах нь ойлгомжтой. Энэ нь соронзон статикийн тохиолдолд. Илүү нарийн төвөгтэй тохиолдлуудүнэ цэнийн тооцоог шаарддаг соронзон орны гүйдэлМаксвеллийн тэгшитгэлийн дагуу.

Соронзон орон байгаагийн илрэл.

Соронзон орны гол илрэл нь бөөмс, биетүүдийн соронзон моментууд, хөдөлгөөнд байгаа цэнэгтэй хэсгүүдэд үзүүлэх нөлөө юм. Лоренцын хүчээрсоронзон орон дотор хөдөлж буй цахилгаан цэнэгтэй бөөмд үйлчлэх хүч юм. Энэ хүч нь v ба В векторуудад тогтмол илэрхийлэгдсэн перпендикуляр чиглэлтэй. Мөн соронзон орны В векторын чиглэлд перпендикуляр v хурдны бүрэлдэхүүн хэсэг болох q бөөмийн цэнэгтэй пропорциональ утгатай байна. Олон улсын нэгжийн системийн дагуу соронзон орны B. Lorentz-ийн хүчний индукцийг илэрхийлэх хэмжээ нь дараах илэрхийлэлтэй байна. F = q, GHS нэгжийн системд: F=q/c

Хөндлөн бүтээгдэхүүнийг дөрвөлжин хаалтанд харуулав.

Дамжуулагчийн дагуу хөдөлж буй цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд Лоренцын хүчний нөлөөллийн үр дүнд соронзон орон нь гүйдэл дамжуулагч дамжуулагч дээр ажиллах боломжтой. Амперын хүч нь гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр үйлчлэх хүч юм. Энэ хүчний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь дамжуулагчийн дотор хөдөлж буй бие даасан цэнэгүүд дээр ажилладаг хүч гэж тооцогддог.

Хоёр соронзны харилцан үйлчлэлийн үзэгдэл.

Бидний тулгарч болох соронзон орны үзэгдэл өдөр тутмын амьдрал, хоёр соронзны харилцан үйлчлэл гэж нэрлэдэг. Энэ нь адил туйлуудыг бие биенээсээ түлхэх, эсрэг туйлуудыг татах зэргээр илэрхийлэгддэг. Албан ёсны үүднээс авч үзвэл хоёр соронзны харилцан үйлчлэлийг хоёр монополийн харилцан үйлчлэл гэж тайлбарлах нь нэлээд хэрэгтэй, хэрэгжих боломжтой, тохиромжтой санаа юм. Үүний зэрэгцээ нарийвчилсан дүн шинжилгээ нь бодит байдал дээр энэ нь үзэгдлийн бүрэн зөв тайлбар биш гэдгийг харуулж байна. Ийм загварт хариултгүй үлдсэн гол асуулт бол яагаад монополуудыг салгаж болохгүй вэ гэсэн асуулт юм. Үнэндээ ямар ч тусгаарлагдсан бие соронзон цэнэггүй байдаг нь туршилтаар батлагдсан. Мөн макроскопийн гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орон дээр энэ загварыг хэрэглэх боломжгүй.

Бидний үзэж байгаагаар нэгэн төрлийн бус талбарт байрлах соронзон дипольд үйлчлэх хүч нь диполийн соронзон момент нь соронзон оронтой ижил чиглэлтэй байхаар түүнийг эргүүлэх хандлагатай байдаг гэж үзэх нь зөв юм. Гэсэн хэдий ч нийт хүчинд хамаарах соронз байдаггүй жигд соронзон орны гүйдэл. Соронзон момент бүхий соронзон диполь дээр үйлчлэх хүч мдараах томъёогоор илэрхийлнэ.

.

Нэг жигд бус соронзон орны соронзонд үйлчлэх хүчийг энэ томьёогоор тодорхойлсон ба соронзыг бүрдүүлэгч элементар диполуудад үйлчлэх бүх хүчний нийлбэрээр илэрхийлнэ.

Цахилгаан соронзон индукц.

Хэрэв урсгал нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдвөл соронзон индукцийн векторхаалттай хэлхээгээр дамжуулан энэ хэлхээнд цахилгаан соронзон индукцийн EMF үүсдэг. Хэрэв хэлхээ нь хөдөлгөөнгүй бол энэ нь цаг хугацааны явцад соронзон орны өөрчлөлтийн үр дүнд бий болсон эргүүлэг цахилгаан талбайгаар үүсгэгддэг. Соронзон орон цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөөгүй бөгөөд дамжуулагчийн гогцооны хөдөлгөөний улмаас урсгалын өөрчлөлт байхгүй бол EMF нь Лоренцын хүчээр үүсдэг.

Соронзон орон ба түүний шинж чанар. Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд a соронзон орон. Соронзон орон материйн төрлүүдийн нэгийг төлөөлдөг. Энэ нь бие даасан хөдөлгөөнт цахилгаан цэнэг (электрон ба ион) болон тэдгээрийн урсгал дээр ажилладаг цахилгаан соронзон хүчний хэлбэрээр илэрдэг энергитэй байдаг. цахилгаан гүйдэл. Цахилгаан соронзон хүчний нөлөөн дор хөдөлж буй цэнэгтэй бөөмс нь талбайн перпендикуляр чиглэлд анхны замаасаа хазайдаг (Зураг 34). Соронзон орон үүсдэгзөвхөн хөдөлж буй цахилгаан цэнэгийн эргэн тойронд, түүний үйлдэл нь зөвхөн хөдөлж буй цэнэгүүдэд хамаарна. Соронзон ба цахилгаан оронсалшгүй, нийлээд ганц биеийг бүрдүүлнэ цахилгаан соронзон орон. Аливаа өөрчлөлт цахилгаан оронсоронзон орон гарч ирэхэд хүргэдэг бөгөөд эсрэгээр соронзон орны аливаа өөрчлөлт нь цахилгаан талбайн харагдах байдал дагалддаг. Цахилгаан соронзон оронгэрлийн хурдаар, өөрөөр хэлбэл 300,000 км / с тархдаг.

Соронзон орны график дүрслэл.Графикаар соронзон орон нь соронзон хүчний шугамаар дүрслэгдсэн бөгөөд энэ нь талбайн цэг бүрийн талбайн шугамын чиглэл нь талбайн хүчний чиглэлтэй давхцаж байхаар зурсан болно; соронзон орны шугамууд үргэлж тасралтгүй, хаалттай байдаг. Цэг бүрийн соронзон орны чиглэлийг соронзон зүү ашиглан тодорхойлж болно. Сумны хойд туйл нь хээрийн хүчний чиглэлд үргэлж байрладаг. Талбайн шугамууд гарч ирдэг байнгын соронзны төгсгөлийг (Зураг 35, а) хойд туйл гэж үздэг ба хээрийн шугамууд орох эсрэг талын төгсгөл нь өмнөд туйл (талын шугамууд дотор дамждаг) юм. соронзыг харуулаагүй болно). Хавтгай соронзны туйлуудын хоорондох талбайн шугамын тархалтыг шон дээр байрлуулсан цаасан дээр цацсан ган үртэс ашиглан илрүүлж болно (Зураг 35, б). Доторх соронзон орны хувьд агаарын цоорхойбайнгын соронзны хоёр зэрэгцээ эсрэг туйлын хооронд соронзон хүчний шугамын жигд тархалт байдаг (Зураг 36) (соронзон дотор өнгөрөх талбайн шугамыг харуулаагүй).

Цагаан будаа. 37. Хүчний соронзон шугамын чиглэлтэй харьцуулахад байрлал нь перпендикуляр (а) ба налуу (б) үед ороомог руу орох соронзон урсгал.

Соронзон орныг илүү нүдээр харуулахын тулд талбайн шугамыг бага давтамжтай эсвэл илүү нягт байрлуулна. Соронзон орон илүү хүчтэй байгаа газруудад талбайн шугамууд бие биенээсээ илүү ойрхон байрладаг ба сул газар нь хоорондоо хол зайд байрладаг. Хүчний шугамууд хаана ч огтлолцохгүй.

Ихэнх тохиолдолд соронзон шугамыг уян хатан сунгасан утас гэж үзэх нь тохиромжтой байдаг бөгөөд тэдгээр нь агшиж, бие биенээ түлхэж байдаг (харилцан хажуугийн түлхэлттэй). Хүчний шугамын тухай энэхүү механик ойлголт нь соронзон орон ба дамжуулагчийн гүйдэл, түүнчлэн хоёр соронзон орны харилцан үйлчлэлийн үед цахилгаан соронзон хүч үүсэхийг тодорхой тайлбарлах боломжийг олгодог.

Соронзон орны үндсэн шинж чанарууд нь соронзон индукц, соронзон урсгал, соронзон нэвчилт, соронзон орны хүч юм.

Соронзон индукц ба соронзон урсгал.Соронзон орны эрч хүч, өөрөөр хэлбэл түүний ажил үүсгэх чадварыг соронзон индукц гэж нэрлэдэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлно. Соронзон орон улам хүчтэй болж байна байнгын соронзэсвэл цахилгаан соронзон байх тусам индукц их байх болно. Соронзон индукц B нь соронзон орны шугамын нягтралаар тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл соронзон оронтой перпендикуляр байрладаг 1 м 2 эсвэл 1 см 2 талбайг дайран өнгөрөх талбайн шугамын тоогоор тодорхойлогддог. Нэг төрлийн ба нэг төрлийн бус соронзон орон байдаг. Нэг төрлийн соронзон орны хувьд талбайн цэг бүрийн соронзон индукц ижил утгатай, чиглэлтэй байна. Соронзон эсвэл цахилгаан соронзон (36-р зургийг үз) эсрэг талын туйлуудын хоорондох агаарын завсар дахь талбайг түүний ирмэгээс тодорхой зайд нэгэн төрлийн гэж үзэж болно. Ямар ч гадаргуугаар дамжин өнгөрөх Ф соронзон урсгалыг тодорхойлно нийт тооЭнэ гадаргууг нэвтлэх хүчний соронзон шугамууд, жишээлбэл ороомог 1 (Зураг 37, а), тиймээс жигд соронзон орон

F = BS (40)

Энд S нь талбай юм хөндлөн огтлолсоронзон орны шугам дамжих гадаргуу. Ийм талбарт соронзон индукц нь хөндлөн огтлолын S-д хуваагдсан урсгалтай тэнцүү байна.

Б = Ф/С (41)

Хэрэв ямар нэгэн гадаргуу нь соронзон орны шугамын чиглэлтэй харьцуулахад ташуу байрлалтай байвал (Зураг 37, б) түүнийг нэвтлэх урсгал нь түүний байрлалд перпендикуляр байхаас бага байх болно, өөрөөр хэлбэл Ф 2 нь Ф 1-ээс бага байх болно. .

SI нэгжийн системд соронзон урсгалыг вэберээр (Wb) хэмждэг бөгөөд энэ нэгж нь V*s (вольт-секунд) хэмжээтэй байна. SI нэгж дэх соронзон индукцийг teslas (T) -ээр хэмждэг; 1 Т = 1 Вб/м2.

Соронзон нэвчилт.Соронзон индукц нь зөвхөн шулуун дамжуулагч эсвэл ороомогоор дамжин өнгөрөх гүйдлийн хүчнээс гадна соронзон орон үүсэх орчны шинж чанараас хамаарна. Орчуулагчийн соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүн нь үнэмлэхүй соронзон нэвчилт үү? А. Түүний хэмжилтийн нэгж нь метр тутамд henry (1 H/m = 1 Ohm*s/m) юм.
Илүү их соронзон нэвчилттэй орчинд тодорхой хүч чадлын цахилгаан гүйдэл нь илүү их индукц бүхий соронзон орон үүсгэдэг. Ферросоронзон материалыг эс тооцвол агаар ба бүх бодисын соронзон нэвчилт (§ 18-ыг үзнэ үү) нь вакуум соронзон нэвчилттэй ойролцоогоор ижил утгатай болохыг тогтоосон. Вакуумын үнэмлэхүй соронзон нэвчилтийг соронзон тогтмол, ? o = 4?*10 -7 H/m. Ферросоронзон материалын соронзон нэвчилт нь төмөр соронзон бус бодисын соронзон нэвчилтээс хэдэн мянга, бүр хэдэн арван мянга дахин их байдаг. Соронзон нэвчилтийн харьцаа? мөн вакуум соронзон нэвчилтэнд ямар нэгэн бодис? o харьцангуй соронзон нэвчилт гэж нэрлэдэг:

? = ? А /? О (42)

Соронзон орны хүч. Эрчим хүч нь орчны соронзон шинж чанараас хамаардаггүй боловч орон зайн өгөгдсөн цэг дэх соронзон орны эрчмэд одоогийн хүч ба дамжуулагчийн хэлбэрийн нөлөөллийг харгалзан үздэг. Соронзон индукц ба хурцадмал байдал нь харилцан хамааралтай байдаг

H = B/? a = B/(?? o) (43)

Иймээс тогтмол соронзон нэвчилттэй орчинд соронзон орны индукц нь түүний хүч чадалтай пропорциональ байна.
Соронзон орны хүчийг метр тутамд ампераар (А/м) эсвэл сантиметр тутамд ампераар (А/см) хэмждэг.