Опыты Эрстеда и Ампера. Понятие магнитного поля. Закон гаусса для магнитного поля. Закон Био – Савара - Лапласа. Примеры применения закона Био - Савара - Лапласа.

Раздел 2. Магнитостатика в вакууме

С древних времён человеку было знакомо наряду с

электрическим и «магнитное» взаимодействие (в Китае 3000 лет назад), в котором проявлялись особенные свойства камешков, найденных вблизи древнего города Магнесия. Сейчас их назвали бы

постоянными магнитами. В средние века в научном изучении

магнитных свойств немало преуспел английский учёный

Гильберт. В частности, ему удалось далеко продвинуться в

понимании земного магнетизма.

Гильберт создал первую теорию магнитных

явлений. Установил, что любой

магнит имеет два полюса, разделить которые невозможно! Гильберт первым

выдвинул гипотезу о том, что стрелка компаса ориентируется по сторонам

горизонта, поскольку сама Земля является гигантским магнитом. Он сумел

подтвердить эту догадку экспериментально, проводя опыты с намагниченным железным шаром – «тереллой» (маленькая Земля).Есть сведения что китайцы использовали компас много раньше европейцев)

Уильям Гильберт (William Gilbert, 1544 – 1603) – придворный врач английской королевы

Елизаветы I. Первым ввел термин «электрический» (от лат. ēlectricus – «янтарный»).

Однако вплоть до начала XIX века была не ясна связь

магнетизма и электричества. В 1820 Г.Х. Эрстед в своём

знаменитом теперь эксперименте («опыт Эрстеда») обнаружил

такую взаимосвязь.

 

 

 

 

Рис1.Опыт Эрстеда

 

Магнитная стрелка компаса, располагалась

вблизи длинного проводника. В отсутствии тока стрелка была

ориентирована в направлении с юга на север. При замыкании

ключа в проводнике появлялся электрический ток, и стрелка

компаса сразу же поворачивалась, располагаясь в поперечном к

проводнику направлении. Таким образом, стало ясно, что

электрический ток действует на постоянные магниты.

Эрстед изложил результаты своих опытов, в том числе и французскому физику Амперу, который тут же повторил эти опыты и продолжил их.

В этом же1820 году А.Ампер обнаружил магнитное взаимодействие токов.

Рис. 2. Опыт Ампера

 

Проводники, по которым идет ток в одном направлении притягиваются, а проводники, по которым идет ток в противоположных направлениях, отталкиваются.

Таким образом в начале XIX века стало отчётливо ясно, что

магнетизм порождается электрическими токами – движущимися

электрически заряженными частицами, и проявляет себя

действием на движущиеся электрически заряженные частицы. Магнитное действие постоянных магнитов также обусловлено существованием в них микротоков.

Впервые в курсе общей физики мы сталкиваемся с

силами, зависящими от состояния движения тел!

Магнитное взаимодействие возникает лишь при движении зарядов, то есть при наличии токов, и зависит от величины этих токов. Посредником магнитных взаимодействий является магнитное поле.