今天的這個實驗,也就是著名的奧斯特實驗。 1820年4月的一天,丹麥科學家奧斯特在上課時,無意中讓通電的導線靠近指南針,他突然發現指南針發生了偏轉。 這個現象並沒有引起在場其他人的注意,而奧斯特卻非常興奮,緊緊抓住這個現象,接連三個月深入地研究,反覆做了幾十次實驗,最終證明在通電導線附近會產生磁場,也即電生磁現象。 安培定則 在奧斯特通過著名的“奧斯特實驗”發現電流的磁效應後,法國物理學家安培又進一步做了大量實驗,研究了磁場方向與電流方向之間的關係,並總結出安培定則,也叫做右手螺旋… 奧斯特的發現轟動了整個歐洲,對法國學術界的震動尤大,法國物理學家阿拉果在瑞士聽到了奧斯特發現電流磁效應的訊息,十分敏銳地感到這一成果的重要性,隨即於1820年9月初從瑞士趕回法國。 9月11日即向法國科學院報告了奧斯特的這一最新發現,他詳細地向科學院的同事們描述了電流磁效應的實驗。
- “開始時小磁針不移動”隱含了一個條件就是開始時是南北指向的.旋轉了180度後還是南北,跟電流方向是垂直的所以,電流是東西走向的.
- 事實上沈括指出的四種方法已經歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針。
- 安培以極精巧的實驗和相當高超的數學技巧結合起來,做了四個實驗。
- 利用右手定則,判斷電流磁場的方向,那麼小磁針的n極指向和電流磁場方向一致。
- 他認為電流衝擊是沿著以導線為軸線的螺旋線方向傳播,螺紋方向與軸線保持垂直。
但沈括並不知道這個道理,他真實的記錄了這個現象並坦白承認自己沒有做深入思考。 指南針的發明是我國勞動人民,在長期的實踐中對物體磁性認識的結果。 由於生產勞動,人們接觸了磁鐵礦,開始了對磁性質的瞭解。
磁針在導線上方: 磁性物質
但是電與磁是否有一定的聯繫的疑問一直縈繞在一些有志探索的科學家的心頭。 小磁針轉動,幅度不定,小磁針將以最小的角度旋轉,直至磁針的磁力線與電線感生磁力線的方向相反。 可以根據 安培定則(也叫右手螺旋定則,通電直導線中的安培定則之一,是表示電流和電流激發磁場的磁力線方向間關係的定則)來判定旋轉的方向。 奧斯特當時把電流對磁體的作用稱為“電流碰撞”,他總結出了兩個特點:一是電流碰撞存在於載流導線的周圍;二是電流碰撞“沿著螺紋方向垂直於導線的螺紋線傳播”。
由於增添了位移電流,電場與磁場能夠以電磁波的形式傳播於空間(詳盡細節,請參閱電磁波條目)。 磁針在導線上方 由於正電荷移動的方向相反於負電荷移動的方向,但都會形成同樣方向的電流,只靠著測量產生的磁場,並不能分辨出到底是正電荷在移動還是負電荷在以相反方向移動。 若要分辨出電荷載子的種類,必須施加外磁場,這外磁場垂直於電荷移動方向,使得電荷因感受到勞侖茲力而偏向一邊,從測量兩邊之間的電壓,可以偵測出到底是哪種電荷在移動。
磁針在導線上方: 電流磁效應電流磁效應的現象
磁性更強的磁石,能吸引十多根鐵針,甚至能吸住一、二斤刀器。 陶弘景不僅提出了磁性有強弱之分,而且指出了測量方法。 指南針一經發明很快就被應用到軍事、生產、日常生活、地形測量等方面,特別是航海上。 指南針在航海上的應用有一個逐漸發展過程。
- 電流的磁場 指閉合電路中產生電流,電流通過導體時在導體(即電流)周圍產生一定範圍大小的磁場,這種由電流產生的磁場叫電流的磁場。
- 由電流的磁場可知,電流不僅具有熱效應,還具有磁…
- 此後安培又創造性地發展了實驗內容,研究了電流對電流的作用,這比奧斯特實驗大大前進了一步。
- 指南針的發明是古代先民對磁現象的觀察和研究的結果。
- 這令人覺得極光是由地球的磁場塑造成形的。
東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。 司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型,勺柄指南極,並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置於光滑的地盤之中,地盤外方內圓,四周刻有干支四維,合成二十四向。 這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象,積累了大量的知識和經驗,經過長期的研究才完成的。 司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。 磁針在導線上方 但司南也有許多缺陷,天然磁體不易找到,在加工時容易因打擊、受熱而失磁。
磁針在導線上方: 為什麼奧斯特實驗小磁針的方向和電流方向垂直
東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”。 這根導線可以理解成在地球這個u型磁鐵中,當然地球磁場的角度、力度和一個強力u型磁鐵放在旁邊對比還是有差距的,地球磁場也不是直上直下的,但是可以近似理解成上n下s。 在甲迴路右邊造成穿入紙面的磁場,因此當乙向東拉離時,乙迴路內穿入 紙面的磁場變少,乙迴圈會產生順時針電流,以形成迴圈內穿入紙面的磁場抵 抗磁場變化。 那一題另一個概念—磁極是磁鐵上磁力最強之處,而一根棒狀磁鐵,若兩端是磁極,那麼棒狀磁鐵的中間部位磁力會很弱,吸不住軟鐵棒。 用這兩個知識點去想那一題,就可以判別出甲乙哪一根是(永久)磁鐵。 假如你手上拿一個帶電的物體,老師手上也拿一個帶電的物體,兩個物體距離不遠,這兩個物體都靜止,那麼,這兩個物體之間的作用力會是什麼力?
磁針在導線上方: 電場與磁場:同樣現象的不同表態
磁場的方向可以藉著磁偶極子的性質來顯示,處於磁場的磁偶極子會沿著磁場的磁場線平行排列,其中的一個顯著例子就是磁鐵周圍的鐵粉分佈圖案。 將條狀磁鐵放在白紙下面,鋪灑一堆鐵粉在白紙上面,這些鐵粉會依著正切磁場線的方向排列,形成一條條曲線,在曲線的每一點顯示出磁場線的正切方向。 磁針在導線上方 儘管帕松模型有其成功之處,這模型也有兩點嚴峻瑕疵。 將磁鐵切為兩半,並不會造成兩個分離的磁極,所得到的兩個分離的磁鐵,每一個都有自己的指南極和指北極。 第二,這模型不能解釋電場與磁場之間的奇異關係。 此條目介紹的是磁性物質或電流產生的磁場。
磁針在導線上方: 磁場的強度1
三相系統能夠製出適用於電動機的高品質旋轉磁場,這是全世界大多數電力供應系統都使用三相系統的主要原因之一。 當計算磁場時,假若用總電流為參數,則前面推導出來的磁場方程式正確無誤。 但是,處於外磁場的磁性物質會生成自己的束縛電流,計算這束縛電流可能頗費工夫。 這束縛電流是由原子尺寸載流迴圈,與物質內部像電子一類的亞原子粒子的自旋,共同形成的。 假若改計算先前定義的H場,則可避免計算束縛電流,但在學習這技巧之前,必須先了解磁化強度概念。
磁針在導線上方: 電流產生的磁場
如果刺客帶劍而過,立刻會被吸住,被衞兵當場捕獲。 這樣的故事還很多,《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進甘、陝一帶,在敵人必經的狹窄道路兩旁,堆放磁石。 穿着鐵甲的敵兵路過時,被牢牢吸住,不能動彈了。 馬隆的士兵穿犀甲,磁石對他們沒有什麼作用,可自由行動。 東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石,磁石經常把“以鐵葉錮之”的船吸住,使其難以脱身。 春秋時代,人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具,因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。
磁針在導線上方: 磁性物質內外的H場與B場
斷開電路後,電磁場消失,小磁針在地磁作用下重新歸位。 磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋。 將羅盤放在通有電流的導線上方或下方,並使導線與磁針的N極相互平行,當導線通以電流時,磁針會發生偏轉,顯示通有電流的導線可以在其周圍產生磁場,這種現象稱為電流的磁效應。 法國科學家安培(Andre Marie Ampere …
磁針在導線上方: 磁場
電場與磁場有密切的關係;時變磁場會生成電場,時變電場會生成磁場。 馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。 根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。 設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。 從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 磁鐵與磁鐵之間,透過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。
磁針在導線上方: 磁場線
在這以後安培又花了兩、三個月的時間集中力量研究電流之間的相互作用。 安培以極精巧的實驗和相當高超的數學技巧結合起來,做了四個實驗。 磁針在導線上方2025 通電直導線旁邊放一個小磁針,通電後,小磁針將旋轉一個角度,指向與直導線垂直的方向。 其旋轉方向取決於小磁針與直導線的相對位置。 可能是習慣而矣,或者說這樣做實驗(因為這是初高中物理課本上的演示實驗),可以便於學生觀察,不阻擋學生的視線。
磁針在導線上方: 電流磁效應安培定則
超導體常常會在某寬廣的溫度和磁場值域內(稱為「混合態」),展現出磁化強度對於磁場的複雜磁滯依賴關係。 亞鐵磁性物質內部是由兩種以上原子組成,不同次晶格的不同原子,其磁矩的方向相反,數值大小不相等,所以,淨磁矩與磁化強度都不等於零,具有較微弱的鐵磁性。 反鐵磁性物質內部的相鄰價電子的自旋趨於相反方向。 假設溫度超過奈爾溫度,則通常會變為順磁性物質。 磁針在導線上方2025 磁針在導線上方2025 這動作會增強線圈內部的磁場,同時減弱線圈外部的磁場。 將導線多重捲繞為緊密的多匝線圈,會增強這效應。
磁針在導線上方: 發現
在量子電動力學裏,帶電粒子(或反粒子)彼此之間的電磁作用,是使用微擾理論計算獲得;這相當複雜的公式可以用費曼圖表現出來;在費曼圖裏,帶電粒子藉著互相交換虛光子來完成彼此之間的電磁作用。 像所有的軸向量一樣,經過鏡子反射,磁場會改變正負號。 一條載流迴圈(黑色),經過鏡子(虛線)反射,則載流迴圈所產生的磁場,不只是被鏡子反射,而是被反射與逆反。 精密儀器能夠測量到的最微小磁場的數量級為阿托特斯拉(10−18特斯拉);實驗室能夠製備的最強烈磁場為2800特斯拉。 很多像磁星一類的天文星體,其磁場值域為0.1至100吉咖特斯拉(108至1011特斯拉),超強於最強烈的實驗室磁場。 《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關我國古代科學技術的著作,書中談到磁學和指南針的一些問題。
隨著外磁場的增高,磁化強度也會增高,直到「飽和點」,淨磁矩等於飽合磁矩。 假設現在撤除外磁場,則鐵磁性物質仍能保存一些磁化的狀態,淨磁矩與磁化向量不等於零。 磁針在導線上方2025 所以,經過磁化處理後的鐵磁性物質具有「自發磁矩」。