Магнітні властивості речовини

(Учитель демонструє досліди, учні фіксують результати у робочих зошитах.)

Дослід 1. Замикається і розмикається коло первинної котушки трансформатора без осердя з джерелом живлення постійної напруги. Учні спостерігають незначні відхилення стрілки демонстраційного гальванометра, приєднаного до вторинної котушки. Після введення у котушки стального осердя дослід повторюється, і учні спостерігають значно більші відхилення стрілки.

Дослід 2. Залізний стержень (короткий шматок дроту), підвішений на тонкій капроновій нитці, розміщується у проміжку між полюсами електромагніту. Навіть за умови слабкого струму у колі обмоток залізний стержень повертається, розмішуючись вздовж магнітних силових ліній. Учні спостерігають, що вже за умови незначного струму залізний стержень притягується до одного з полюсів.

Дослід 3. На короткий кусок алюмінієвого стержня, підвішеного на нитці, постійний магніт не діє. Тоді цей стержень вміщується у проміжок між полюсами електромагніту. При вмиканні струму у колі та збільшенні його сили до 8-10 А кусок алюмінієвий стержень повертається і займає таке ж положення, як і залізний стержень. Відмінність від досліду 2 полягає у тому, що сила струму повинна бути значно більшою.

Дослід 4. Аналогічно до попереднього досліду, підвішується на нитці стержень із графіту або вісмуту. Цей стержень вноситься у магнітне поле і розташовують уздовж поля. Вмикають струм у колі обмоток. Якщо сила струму значна, учні спостерігають, що графіт повертається упоперек ліній магнітного поля і виштовхується із проміжку між полюсами.

Дослід 5. У проміжку між полюсами електромагніту запалюється свічка. Учні спостерігають, що полум'я свічки виштовхується магнітним полем.

Учитель. Отож, якого висновку можна дійти, враховуючи ці досліди?

Учні Речовини в магнітному полі намагнічуються, тобто створюють власне магнітне поле.

Учитель. Так. Результуюче магнітне поле у середовищі є сумою полів, створюваних струмом і намагніченим середовищем. Для характеристики магнітних властивостей речовини використовують поняття відносної магнітноїпроникності речовини. Ця фізична величина показує, у скільки разів індукція магнітного поля у речовині більша за індукцію магнітного поля, створювану тим самим струмом у вакуумі. Відносна магнітна проникність речовини є безрозмірною величиною.

Причину намагнічення речовин зрозуміти неважко. Уперше її пояснив французький учений Ампер. Спостерігаючи повертання магнітної стрілки поблизу провідника зі струмом у дослідах Ерстеда, Ампер припустив, що магнетизм Землі спричинений струмами, які течуть усередині земної кулі. Він

вказує на те, що магнітні властивості тіла можна пояснити замкнутими електричними струмами, що циркулюють усередині нього.

Згідно з гіпотезою Ампера, всередині молекул і атомів циркулюють елементарні електричні струми. Вони утворюються внаслідок руху електронів у атомах.

Якщо внаслідок теплового руху молекул площини, у яких циркулюють ці струми, розміщені хаотично одна відносно одної (рис. 1), то дія струмів взаємно компенсується і жодних магнітних властивостей тіло не виявляє. У намагніченому стані елементарні струми в тілі орієнтовані так, що їхні дії додаються (рис. 2).

Рис. 1 Рис. 2

Отож, знаючи причину магнітних властивостей речовини, з'ясуємо, чому ж у дослідах, які ми спостерігали, різні речовини поводили себе по-різному.

(Робота у базових групах: учитель формує групи за літерами AI, A2, ..., роздає картки із відповідними завданнями.)