Почему у магнита всегда есть два полюса

Почему части разделенного магнита имеют свои полюса?

Влияние магнита на металлическую стружку

Если разделить большой магнит на две части, то у них образуются собственные южный и северный полюса. Проверить это легко: оба куска будут будут одной стороной притягиваться, а другой отталкиваться. Но почему так происходит?

Дело в том, что магнит, как и любой материал, состоит из мельчайших молекул и атомов. Но между ними непрерывно протекают электрические токи малых зарядов. Именно они создают магнитные поля, заставляя каждую частицу выполнять функции полноценного магнита. Все молекулы ориентируются в определенном направлении, из-за чего появляются южный и северный полюса, являющиеся результирующими мелких полей.

И если разделить магнит на две части, микротоки начнут протекать в ином направлении, что спровоцирует переориентацию частиц в пространстве, и как следствие, появление новых полюсов.

Большой магнит состоит из маленьких

После разделения магнита из-за протекающих микротоков молекулы заново ориентируются в пространстве и образуют новые полюса на каждой из частей. Это возможно благодаря тому, что каждая частица обладает собственным магнитным полем.

Почему при разделении магнита всегда остаются два полюса?

Интересно

Магниты сыграли важную роль в технологическом прогрессе человечества. Благодаря явлению электромагнетизма и круговым токам люди могут создавать сложные технические устройства, которые широко используются в быту. О способности магнита притягивать металлы и о других его свойствах знают даже ученики средних школ. Но материал может похвастаться одной тайной, разгадать которую может далеко не каждый. Почему, если разделить магнит на две части, у них сохранится два полюса?

История изучения магнита

Еще в древности, когда люди добывали руду в шахтах, они натыкались на черный материал, притягивающий металлические предметы. Однако из-за необразованности и отсутствия возможности изучить его, все списывалось на чудеса природы. А поскольку шахты располагались в Магнезии, черные камни прозвали “магнитом”.

В XIII веке ученый Петр Перегрин первым изучил магнит и выявил у него южный и северный полюса. Это помогло изобрести первые компасы. В XIX веке ученые установили связь магнетизма и электричества. Были поставлены первые опыты с гальванической катушкой, которые помогли существенно продвинуться в изучении физических явлений. В 1825 году инженер Уильям Стерджен изготовил первый электромагнит.

Почему части разделенного магнита имеют свои полюса?

Влияние магнита на металлическую стружку

Если разделить большой магнит на две части, то у них образуются собственные южный и северный полюса. Проверить это легко: оба куска будут будут одной стороной притягиваться, а другой отталкиваться. Но почему так происходит?

Дело в том, что магнит, как и любой материал, состоит из мельчайших молекул и атомов. Но между ними непрерывно протекают электрические токи малых зарядов. Именно они создают магнитные поля, заставляя каждую частицу выполнять функции полноценного магнита. Все молекулы ориентируются в определенном направлении, из-за чего появляются южный и северный полюса, являющиеся результирующими мелких полей.

И если разделить магнит на две части, микротоки начнут протекать в ином направлении, что спровоцирует переориентацию частиц в пространстве, и как следствие, появление новых полюсов.

Большой магнит состоит из маленьких

После разделения магнита из-за протекающих микротоков молекулы заново ориентируются в пространстве и образуют новые полюса на каждой из частей. Это возможно благодаря тому, что каждая частица обладает собственным магнитным полем.

Вариант 1

1. На столе находится электроскоп, шару которого сообщен положительный заряд. Какое поле существует вокруг него? Как его можно обнаружить?

1) в этом случае поле отсутствует
2) электрическое; по изменению положения листочков электроскопа при поднесении к его шару наэлектризованного тела
3) магнитное; по действию на железные опилки
4) и электрическое, и магнитное; по взаимодействию с на­электризованным телом и железными опилками

2. Какой опыт свидетельствует о существовании магнитного поля вокруг проводника с током?

1) опыт Эрстеда
2) опыт Кулона
3) опыт Ома
4) опыт Иоффе и Милликена

3. Какую линию называют магнитной линией магнитного поля?

1) ту, которая видна благодаря железным опилкам
2) ту, вдоль которых располагаются в магнитном поле оси магнитных стрелочек
3) любую линию в магнитном поле, по которой движется к магниту притягиваемое им тело

4. Укажите картину магнитного поля, которая соответствует на рисунке магнитному полю прямого проводника с током.

1) № 1
2) № 2
3) № 3

5. Какие места катушки с током называют полюсами? Сколько их у каждой катушки?

1) находящиеся в средней части катушки; столько, сколько витков провода в этой части
2) расположенные в средней части катушки; один — северный
3) находящиеся вблизи концов катушки; два — северный и южный
4) концы катушки; два — северный и южный

6. На каком рисунке направление магнитных линий магнитного поля катушки с током показано правильно?

1) № 1
2) № 2
3) № 3

7. Как изменить магнитное поле катушки с током, имея в своем распоряжении железный стержень, диаметр которого чуть меньше диаметра ее отверстия? Как оно изменится при этом?

1) положить стержень рядом с катушкой; усилится
2) вставить стержень в катушку; ослабнет
3) вставить стержень в катушку; усилится
4) подвесить стержень над катушкой; усилится

8. Как взаимодействуют одноименные полюсы магнитов?

1) отталкиваются друг от друга
2) притягиваются друг к другу
3) они не взаимодействуют
4) отталкиваются только тогда, когда находятся очень близко друг от друга

9. Где находится южный магнитный полюс Земли?

1) там, где расположен ее южный географический полюс
2) там, где находится северный географический полюс Земли
3) вблизи северного географического полюса нашей планеты
4) вблизи ее южного географического полюса

10. Какой из представленных здесь рисунков соответствует картине магнитного поля при взаимодействии разноименных полюсов магнита?

1) № 1
2) № 2
3) № 3

11. По виду магнитных линий магнитных полей между полюсами магнитов определите их правый полюс.

1) на рис. № 1 — южный, на рис. № 2 — северный
2) на обоих рисунках — северный
3) на обоих рисунках — южный
4) на рис. № 1 — северный, на рис. № 2 — южный

12. На какой проводник с током — прямой, в форме спирали, катушки, рамки — действует магнитное поле?

1) на прямой
2) на катушку
3) на рамку
4) на все проводники с током

13. Придет ли в движение проводник, изображенный на рисунке, если замкнуть ключ? Почему?

1) нет, так как в цепи не возникнет ток
2) да, поскольку на проводник АВ подействует магнитное поле
3) нет, потому что последовательно с проводником АВ включен реостат
4) да, так как цепь будет замкнута

14. Какой механизм действует благодаря использованию в его устройстве принципа вращения рамки с током в магнитном поле?

1) электромагнит
2) электродвигатель
3) электрический чайник

15. Какая физическая величина характеризует энергетическую эффективность электродвигателя?

1) его мощность
2) произведенная им работа
3) КПД двигателя
4) масса и размеры двигателя

1.

Подковообразный магнит из альнико — сплава железа, алюминия, никеля и кобальта и стали. Магниты изготовляются в виде подковы для того, чтобы приблизить полюса друг к другу с целью создать сильное магнитное поле, с помощью которого можно поднимать большие куски железа.

Но вот на вопрос «Что будет, если поделить магнит на части и, главное, почему?» – затруднится ответить и взрослый человек. Однако ученые уже давно нашли ответ на данный вопрос.

Что такое магнит?Магнитом является предмет, имеющий свое магнитное поле. Они бывают трех видов: постоянные, временные и электромагниты.

Последние имеют магнитное поле и свойства магнита только в момент протекания тока по ним. Временные становятся магнитами только под воздействием сильного магнитного поля. К постоянным магнитам относятся предметы, которые сохраняют остаточную намагниченность даже после отключения от внешнего магнитного поля, а также природные минералы – магнетиты.

По легенде, этот минерал так назвали в честь греческого пастуха Магнуса. Он обнаружил, что странный черный камень притягивает его сандалии с вбитыми в них металлическими гвоздями. Хотя возможно, что магнетит назвали так из-за города, в котором он был обнаружен – Магнезия.

Что такое стержневой магнит

Магнит, имеющий вид стержня и, следовательно, называемый стержневым магнитом, имеет два полюса, полюса стержневого магнита защищены от размагничивания магнита с помощью железных пластин на обоих полюсах.

Барный магнит состоит из ферромагнитного материала, который сохраняет свои магнитные свойства даже в отсутствие внешнего поля и, следовательно, является постоянным магнитом.

Свободно висит в воздухе стержневой магнит выравнивается в направлении север-юг. Магнитные диполи внутри стержневого магнита испытывают силу магнита из-за магнитного поля Земли и выравниваются в направлении поля. Следовательно, стержневой магнит может использоваться для определения направления так же, как и компас.

Вопросы и задачи

1. Может ли стальной стержень иметь на обоих концах одинаковые магнитные полюса? Может ли постоянный магнит иметь четное число магнитных полюсов? А нечетное число?
2. Два одинаковых прямолинейных магнита соединили одни раз так, как показано на рисунке а), другой раз — как показано на рисунке б). Изобразите линии индукции магнитного поля в каждом случае.
3. Будет ли действовать магнит на магнитную стрелку, если между ними поместить руку? А если алюминиевый лист?
4. На лист бумаги равномерно насыпают металлические опилки. Этот лист помещают в магнитное поле. Если слегка постукивать по листу, то опилки расположатся в цепочки по направлению магнитных линий. Для чего необходимо постукивать по листу? Почему опилки выстраиваются в цепочки?
5. Имеются два одинаковых стальных стержня, один из которых намагничен сильнее другого. Как найти этот стержень?
6. Полосовой магнит распилили на несколько кусков одинаковой длины. Какой из получившихся кусков окажется намагниченным сильнее: который находился ближе к концам или ближе к середине магнита?
7. Полосовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита. Будут ли эти магниты оказывать такое же действие, как и целый магнит?
8. Зачем при хранении дугообразного магнита его концы соединяют железным бруском (якорем)?
9. Сильный дугообразный магнит способен удерживать стальной шарик. Почему шарик не удерживается на прежнем месте, если магнит замкнуть якорем?
10. Сильный магнит может удерживать на весу гирлянду из нескольких железных цилиндров. Что будет происходить, если снизу приближать к гирлянде такой же магнит, обращенный к верхнему одноименным полюсом? А если противоположным?
11. Три совершенно одинаковые магнитные стрелки расположены в вершинах равностороннего треугольника, сторона которого много больше длины стрелки. Стрелки могут вращаться вокруг осей, перпендикулярных плоскости треугольника. Каково положение равновесия стрелок, если всеми влияниями, а также магнитным полем Земли можно пренебречь?
12. Почему ударами молотка можно размагнитить стальной магнит, а легким постукиванием по стальному стержню можно, наоборот, способствовать его намагничиванию?
13. Отчего обыкновенные магнитные компасы вблизи полюсов Земли работают очень плохо?
14. Уравновешенные весы со стальным коромыслом располагаются вдоль земного меридиана. Сохранится ли равновесие, если коромысло намагнитить вдоль всей его длины?
15. Можно ли на Луне ориентироваться с помощью магнитного компаса?
16. Многие вещества сохраняют свои магнитные свойства и после испарения. А почему атомы железа в парообразном состоянии теряют ферромагнитные свойства?
17. Намагниченная стальная пластинка, опущенная в сосуд с соляной кислотой, растворилась. Куда девалась магнитная энергия пластинки?

Если на магните полюса не названы, можете ли вы определить, какой полюс южный, а какой северный? Если да, то как это можно сделать?

Все магниты имеют два типа полюсов. Эти полюса называются южным (S) полюсом и северным (N) полюсом. Полюса могут находиться в любом месте магнита: на концах магнита, на противоположных поверхностях или даже на краях. Магнит также может иметь более одного полюса каждого типа – все зависит от конфигурации намагничивающего устройства.

Полюс отдельно стоящего магнита, направленный на север, называется северным (магнитным) полюсом; полюс, направленный на юг, называется южным (магнитным) полюсом. Когда мы подвешиваем легкий магнит в форме бруска к нити с намагниченными концами, магнит будет двигаться и останавливаться только тогда, когда один конец будет указывать на северную географическую точку, которая называется северным полюсом. Противоположный полюс называется южным.

Да. 1.Вы можете использовать другой магнит, полярность которого определена и обозначена. Соедините магниты вместе. Если они отталкиваются друг от друга, то их полюса одинаковы.2.Вы также можете использовать компас – самое известное устройство, использующее магнит для определения сторон горизонта. Игла компаса наделена магнитными свойствами. Синий конец иглы компаса всегда указывает на север, а красный – на юг. Медленно приближайте компас к одной стороне магнита после того, как игла компаса окажется в магнитном поле Земли. Южная стрелка будет указывать на северный полюс магнита, а северная стрелка – на южный полюс. Таким образом, вы можете определить, где у магнита плюс, а где минус.3.Существует другой способ определения положительной стороны магнита. Для этого приложите магнит к экрану включенного телевизора во время вещания, перед началом или окончанием передачи, чтобы настроиться. Если центральная часть прицела отходит от магнита, значит, поле магнита положительное.4 Вы также можете подвесить магнит за центральную часть на нитке в месте, где поблизости нет металлических предметов. Южный полюс магнита направлен на юг, а северный – на север.

Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс находился под паковым льдом на территории современной канадской Арктики. Это приводит к тому, что игла компаса указывает на север не точно, а только приблизительно.

Традиционно конец магнита, направленный на север, называется северный полюс магнита и противоположного конца магнита юг. Однако известно, что одинаковые полюса скорее отталкиваются, чем притягиваются друг к другу. Из этого следует, что географический северный магнитный полюс, на который указывает северная (синяя) часть иглы компаса, физически является южным полюсом. Как упоминалось выше, разница между географическим северным магнитным полюсом и северным полюсом Земли ничтожно мала. Поэтому, с некоторой погрешностью, можно сказать, что синяя часть стрелки компаса указывает на север (имеется в виду как географический северный магнитный полюс, так и северный полюс Земли).

Геомагнитные полюса – это точки, где ось магнитного диполя (который является главным компонентом расширения магнитного поля Земли в мультиполь) пересекает поверхность Земли. Поскольку магнитный диполь является лишь приближением магнитного поля Земли, геомагнитные полюса немного отличаются по своему положению от истинных магнитных полюсов, где магнитное склонение равно 90°.

Плюс магнита можно определить и другим способом. Для этого приложите магнит к экрану включенного телевизора во время трансляции программы, перед ее началом или окончанием, чтобы настроиться на нее. Если центральная часть решетки движется в направлении, противоположном магниту, то поле магнита положительное.

2.

Эрнест Борд (1877 1934) Уильям Гильберт демонстрирует магнит королеве Елизавете I в 1598 году.
Впервые магнит был подвергнут научным исследованиям в 13 веке французским физиком Петром Перегиным. Свои открытия он изложил в «Книге о магните», где рассказал о наличии двух полюсов и невозможности их разделить путем разламывания магнита.

Таким образом, еще в 1269 году было известно, что магнит нельзя разделить на два независимых полюса. Чем же это обусловлено?

Природа магнита
Чтобы понять, почему два полюса неизменно присутствуют в каждом магните, важно разобраться, почему один материал обладает магнитными свойствами, а другие – нет. Или почему один металл притягивается к магниту, а другой – нет

Как известно, любой материал, прежде всего, состоит из атомов, вокруг ядер которых вращаются электроны. Вращаясь вокруг своей оси (спин), как волчки, электроны создают микроскопические магнитные поля вокруг себя. Таким образом, электрон – это своего рода микромагнит.

При этом электрон вращается и по орбите вокруг атома, создавая магнитное поле. Исходя из этого, каждый атом тоже обладает магнитными свойствами.

Но большинство материалов (стекло, резина) содержат атомы, магнитные поля которых направлены хаотично и потому они друг друга гасят. Такие предметы не обладают магнитными свойствами и притягиваться не могут.

Но атомы некоторых металлов объединены в группы, именующиеся доменами. В каждом из них магнитные поля атомов направлены строго в одну сторону. Таким образом, домен – это уменьшенная модель магнита со своими плюсами.

3.

Рисунок линий силового поля магнита, полученный с помощью железных опилок.

Когда магнитного поля рядом с таким металлическим предметом нет, домены направлены в разные стороны и поэтому подавляют друг друга. Но если удается сориентировать их в одном направлении, то данный материал начинает «работать» как магнит.

Сами же природные магниты устроены так, что магнитные поля их атомов всегда находятся в упорядоченном состоянии. И все домены устремлены в одном направлении. Направление магнитного поля каждого домена – от севера к югу.

Таким образом, создается два полюса у большого магнита. И если разделить его на части, то маленькие магниты (домены) внутри него будут продолжать иметь все то же направление и все те же полюса.

Поэтому сколько ни дели магнит, он все равно будет состоять из маленьких магнитов, имеющих два полюса. То есть, микротоки внутри больших и малых частей магнита всегда сохраняют свое направление и после деления образуют новые магниты.

Указатель юга и севера – компас. Полюсы магнитные

«Указатель юга» — так называли древние китайцы свое изобретение. Это был прибор в форме ложки, изготовленный из природного магнита. Ложка могла вращаться вокруг вертикальной оси.

Древний китайский компас. 

Ручка ложки указывала южное направление. Она была северным полюсом ложки-магнита.

Развитие науки не остановилось, и современные компасы уже имеют другой вид:

Разные виды компасов. 

Магнитная стрелка, главный элемент компаса, — это постоянный магнит и имеет два полюса. Конец стрелки, указывающий на географический Север, называют северным (N), а противоположный – южным (S) полюсом. Отсюда и название полюсов различных магнитов.

Раскраска магнитов в красный и синий цвета условна, реже используются и другие цвета. Существенным является то, что полюсы магнитов существуют только парами. Если распилить, например, полосовой магнит, получатся два полосовых магнита, и у них будет снова по два полюса: северный и южный.

В школьных лабораторных работах используются маленькие магниты на подставке, которые насаживаются на тонкую иглу и могут свободно вращаться вокруг этой иглы. Такие устройства называются магнитными стрелками, как подобие стрелок компасов.

С помощью стрелок изучается взаимодействие полюсов магнитов. Если приблизить стрелки друг к другу, они начинают поворачиваться и установятся по следующему правилу:

Земной шар является огромным магнитом, у которого есть свои полюсы. Но нельзя путать магнитные полюсы Земли с географическими. Согласно правилу, синий (северный) конец стрелки должен поворачиваться к Южному полюсу земного шара, так как притягиваются разноименные полюсы. Да, действительно, это так. Южный магнитный полюс Земли находится вблизи Северного географического полюса, но не в той же точке, а чуть в стороне, на острове Принца Уэльского. Северный магнитный полюс находится в Антарктиде, где и Южный географический.

Месторасположение магнитных полюсов Земли не остается постоянным. Полюсы смещаются на расстояние нескольких десятков километров в год.

Очень широк список областей, где применяются магниты:

• автомобилестроение;
• приборостроение;
• автоматика;
• телемеханика;
• тормозные системы;
• компасы;
• медицина;
• радиотехника;
• электротехника.

От изучения природных магнитных явлений человек давно шагнул к элетромагнитным явлениям, без чего невозможно развитие знаний об электричестве и электрическом токе.

Какое направление линий магнитного поля вне стержневого магнита

Направление магнитного поля; Изображение предоставлено: Teachoo

Магнитное поле стержневого магнита возникает из-за наличия диполя. Положительный и отрицательный заряды частицы, разделенные небольшим расстоянием из-за приложенного внешнего поля, называют диполем. Эти диполи выстроены в линию в соответствии с магнитным полем. Следовательно, в отсутствие магнитного поля диполи внутри стержневого магнита расположены в соответствии с магнитным полем Земли. Эта ориентация диполей внутри стержневого магнита затем отвечает за направление силовых линий магнитного поля, образующихся вне стержневого магнита.

Диполи выровнены параллельно в направление от южного полюса к северу и, следовательно, направление силовых линий магнитного поля за пределами стержневого магнита возникает от северного полюса к югу.

Почему при разделении магнита всегда остаются два полюса?

Интересно

Магниты сыграли важную роль в технологическом прогрессе человечества. Благодаря явлению электромагнетизма и круговым токам люди могут создавать сложные технические устройства, которые широко используются в быту. О способности магнита притягивать металлы и о других его свойствах знают даже ученики средних школ. Но материал может похвастаться одной тайной, разгадать которую может далеко не каждый. Почему, если разделить магнит на две части, у них сохранится два полюса?

История изучения магнита

Еще в древности, когда люди добывали руду в шахтах, они натыкались на черный материал, притягивающий металлические предметы. Однако из-за необразованности и отсутствия возможности изучить его, все списывалось на чудеса природы. А поскольку шахты располагались в Магнезии, черные камни прозвали “магнитом”.

В XIII веке ученый Петр Перегрин первым изучил магнит и выявил у него южный и северный полюса. Это помогло изобрести первые компасы. В XIX веке ученые установили связь магнетизма и электричества. Были поставлены первые опыты с гальванической катушкой, которые помогли существенно продвинуться в изучении физических явлений. В 1825 году инженер Уильям Стерджен изготовил первый электромагнит.

Почему части разделенного магнита имеют свои полюса?

Влияние магнита на металлическую стружку

Если разделить большой магнит на две части, то у них образуются собственные южный и северный полюса. Проверить это легко: оба куска будут будут одной стороной притягиваться, а другой отталкиваться. Но почему так происходит?

Дело в том, что магнит, как и любой материал, состоит из мельчайших молекул и атомов. Но между ними непрерывно протекают электрические токи малых зарядов. Именно они создают магнитные поля, заставляя каждую частицу выполнять функции полноценного магнита. Все молекулы ориентируются в определенном направлении, из-за чего появляются южный и северный полюса, являющиеся результирующими мелких полей.

И если разделить магнит на две части, микротоки начнут протекать в ином направлении, что спровоцирует переориентацию частиц в пространстве, и как следствие, появление новых полюсов.

Большой магнит состоит из маленьких

После разделения магнита из-за протекающих микротоков молекулы заново ориентируются в пространстве и образуют новые полюса на каждой из частей. Это возможно благодаря тому, что каждая частица обладает собственным магнитным полем.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Одинаково ли магнитное поле вокруг стержневого магнита?

Магнитное поле зависит от силы и плотности линий магнитного потока и изменяется в зависимости от расстояния от полюсов. Интенсивность магнитное поле прямо пропорционально магнитному потоку плотность. Плотность потока зависит от расстояния.

Магнитное поле, создаваемое стержневым магнитом, достигает максимума около краев полюсов. Слабая сила притяжения и отталкивания ощущается в средней части стержневого магнита.

Причина, по которой я рассматриваю как притяжение, так и отталкивание в средней части стержневого магнита, связана с тем, что диполи расположены по всей длине стержневого магнита и параллельны линиям магнитного потока в области за пределами магнита, т.е. Сам диполь ведет себя как крошечный магнит.

Параллельно выровненные диполи показывают силу притяжения, а также отталкивание от двух разных концов диполя в зависимости от ориентации спина заряда. Это приводит к нейтрализации эффектов отталкивания и отталкивания и ослабляет напряженность магнитного поля.

Таким образом, напряженность магнитного поля максимальна на краях полюсов магнита. Сила уменьшается по мере увеличения расстояния от полюсов по длине стержневого магнита. То же самое происходит вокруг стержневого магнита. Так как расстояние от магнитные полюса увеличивают силу поля также будет уменьшаться по мере удаления от полюсов.