Что называется северным полюсом магнита
Что такое магнитные полюса, чем отличаются северный и южный магнитный полюс
Магнитный полюс — это полезное понятие из теории магнитного поля, аналогичное понятию электрического заряда. Определения северный и южный по отношению к таким полюсам в рамках этой аналогии соответствуют определениям заряда как положительного и отрицательного.
Точно так же как существует сила отталкивания между двумя электронами и сила притяжения между электроном и протоном, имеется сила отталкивания между двумя северными магнитными полюсами и сила притяжения между северным и южным полюсами.
Магнитные поля можно описывать при помощи линий магнитного потока, или силовых линий. Это понятие связано с гипотетическим поведением единичного северного полюса, движущегося во внешнем магнитном поле.
Если бы существовал такой полюс, то при указанных условиях он стремился бы двигаться в направлении поля в каждой точке пространства и описывал бы траектории, называемые силовыми линиями. Единичный южный полюс движется вдоль силовых линий в направлении, противоположном направлению движения единичного северного полюса.
Движение единичного полюса вдоль силовых линий является следствием действия кулоновской силы, причем влияние одного из двух единичных полюсов заменяется влиянием эквивалентного магнитного поля.
Сила, приложенная к одному полюсу, представляет собой результат взаимодействия его собственного локального поля с полем, существующем в окружающем пространстве.
Хотя напряженность этого внешнего поля чувствуется данным полюсом, расположение источника внешнего поля не обязательно должно быть известным, если рассматривается только сила, действующая на данный полюс.
Внешнее поле просто оказывает влияние на полюс, находящийся в заданной точке пространства. Интенсивность ответной реакции единичного полюса на воздействие внешнего поля определяет количественную меру, по отношению к которой оценивается напряженность этого внешнего поля.
Итак, как электрическое, так и магнитное поле может быть изображено в общем виде при помощи силовых линий. Единичные электрические заряды стремятся двигаться вдоль электрических силовых линий, а единичные магнитные полюса — вдоль магнитных силовых линий. Однако между этими двумя видами силовых линий имеется принципиальное различие.
В частности, существует два типа электрически заряженных частиц — положительные и отрицательные, и частицы каждого типа действуют как источники электрического потока.
Если в пространстве присутствуют частицы обоих типов, то электрические силовые линии начинаются на частицах одного типа и оканчиваются на частицах другого типа. При этих условиях каждая электрическая силовая линия имеет начало, конец и направление.
Если же присутствуют электрически заряженные частицы только одного типа, то электрические силовые линии простираются между этими частицами и бесконечностью. В этом случае каждая силовая линия имеет начало и направление, но не имеет конца.
Магнитная силовая линия в отличие от электрической хотя и имеет направление, но не имеет ни начала, ни конца. Магнитные силовые линии всегда непрерывны. Вследствие этого не может существовать единичный магнитный полюс в виде частицы, аналогичной единичному заряду, который представляется электроном или протоном.
Хотя понятия северного и южного единичных магнитных полюсов полезны для количественного описания магнитных полей, в природе такие частицы существовать не могут. Тем не менее магнитные силовые линии могут выходить из одного конца тела и входить в другой его конец. В этих случаях говорят, что данное тело является магнитно-поляризованным.
Подобным образом тело является электрически поляризованным, если электрические силовые линии выходят из одного его конца и входят в другой конец.
При электрической поляризации электрическая силовая линия начинается в некоторой точке внутри поляризованного тела. Конец силовой линии приписывают некоторому конкретному электрону или конкретному протону. В случае же магнитной поляризации магнитная силовая линия просто проходит через тело, и внутри этого тела нет точек, в которых она начиналась бы или оканчивалась.
В качестве примера рассмотрим магнитное поле, окружающее стержневой магнит. Это поле имеет наибольшую напряженность у двух концов стержня.
На первый взгляд это может означать наличие некоторых источников магнитного поля внутри стержня у его концов — северного полюса у одного конца и южного у другого.
Такое представление складывается, однако, лишь при наблюдении извне, так как на самом деле поле имеет самую большую напряженность в центральной части металлического стержня, а не на его концах. Таким образом, здесь магнитные полюса характеризуют точки входа и выхода силовых линий, а никак не точки их начала или окончания.
Названия северный и южный установились как следствие исторической ассоциации. Магнитное поле земного шара ориентировано так, что его полюсы размещаются физически в непосредственной близости от географических полюсов.
Фактически стрелка компаса во многих точках Земли указывает направление на географический северный полюс. В сознании множества людей эти два совершенно разных понятия (географический и магнитный полюса) слились воедино.
Но даже при использовании принятого соглашения относительно северного и южного полюсов все же остается некоторая неясность в связи с необходимостью различать полюс, ориентирующийся в северном направлении и являющийся истинным северным полюсом магнита, и южный магнитный полюс, который по его свойствам соответствовал бы географическому северному полюсу, если бы действительно физически существовал некий единичный полюс.
Короче говоря, хотя тело может быть поляризовано так, что магнитные силовые линии выходят из одного его конца и входят в другой конец, объектов типа магнитного монополя не существует.
Северный магнитный полюс
Северный магнитный полюс — условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности). Следует отметить, что с физической точки зрения этот полюс является «южным», поскольку притягивает северный полюс стрелки компаса.
Содержание
Расположение
Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север не точно, а лишь приблизительно.
Противоположностью северного магнитного полюса является южный магнитный полюс, который расположен в Антарктике. В связи с несимметричностью магнитного поля Земли, магнитные полюса не являются антиподальными точками.
Полярность
Традиционно конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Известно, однако, что одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются. Из этого следует, что северный магнитный полюс на самом деле физически является южным.
История
В 1831 году английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. В 1841 году Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Северный магнитный полюс» в других словарях:
северный магнитный полюс — šiaurės magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. north magnetic pole vok. magnetischer Nordpol, m; nordmagnetischer Pol, m rus. магнитный северный полюс, m; северный магнитный полюс, m pranc. pôle nord de l’aimant, m … Fizikos terminų žodynas
Северный геомагнитный полюс — Северный магнитный полюс условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго вертикально (под углом 90° к поверхности). Содержание 1 Расположение 2 Полярность 3 Источники 4 Ссылки … Википедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь
Магнитный полюс — Сюда перенаправляется запрос «Геомагнитный полюс». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия
Магнитный полюс — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности (См. Намагниченность) Jn отлична от нуля. Если Магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью… … Большая советская энциклопедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Южный магнитный полюс — У этого термина существуют и другие значения, см. Магнитный полюс. 1. Южный полюс 2. Южный магнитный полюс (2007) 3. Южный геомагнитный полюс 4. Южный полюс недоступности … Википедия
Северный Полюс — точка, в которой воображаемая ось вращения Земли пересекает её поверхность в Северном полушарии. Северный полюс расположен в центральной части Северного Ледовитого океана, где глубина не превышает 4000 м. Круглый год в районе Северного полюса… … Википедия
МАГНИТНЫЙ — МАГНИТНЫЙ, магнитная, магнитное (физ.). 1. прил. к магнит. Магнитные свойства. Магнитное поле (пространство вокруг магнита, в котором обнаруживается его действие). || Обладающий свойствами магнита. Магнитная стрелка. Магнитные тела. Магнитный… … Толковый словарь Ушакова
Северный полюс — У этого термина существуют и другие значения, см. Северный полюс (значения). Координаты: 90° с. ш. 0° в. д. / 90° с. ш. 0° в. д. … Википедия
Магнитный полюс
Магни́тный по́люс — условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго под углом 90° к поверхности.
В связи с несимметричностью магнитного поля Земли, магнитные полюса не являются антиподальными точками.
Содержание
Северный магнитный полюс
Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север не точно, а лишь приблизительно.
Как заявил в 2005 году в Оттаве руководитель геомагнитной лаборатории канадского министерства природных ресурсов Ларри Ньюитт, северный магнитный полюс Земли, как минимум 400 лет «принадлежавший» Канаде, «покинул» эту страну. Имеющий свойство перемещаться магнитный полюс, примерно с начала ХVII века располагавшийся под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики, вышел за пределы 200-мильной зоны Канады. [4]
Южный магнитный полюс
Расположение южного магнитного полюса не совпадает с географическим южным полюсом. В настоящее время он лежит на краю Антарктиды.
Полярность
Традиционно, конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Известно, однако, что одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются. Из этого следует, что географический северный магнитный полюс, на который указывает северная (синяя) часть стрелки компаса, с физической точки зрения является южным. Как было замечено выше, разница между географическим северным магнитным полюсом и северным полюсом Земли незначительна. Поэтому с определенной погрешностью можно утверждать, что компас синей частью стрелки указывает на север (подразумевая и географический северный магнитный полюс, и северный полюс Земли).
Геомагнитные полюса
Геомагнитными полюсами называются точки, где ось магнитного диполя (представляющего собой основную компоненту разложения магнитного поля Земли по мультиполям) пересекает поверхность Земли. Поскольку магнитный диполь является лишь приближённой моделью магнитного поля Земли, геомагнитные полюса несколько отличаются по своему расположению от истинных магнитных полюсов, в которых магнитное наклонение равно 90°.
История
В 1831 году английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт северный магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. В 1841 году Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг южного магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.
Примечания
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Магнитный полюс» в других словарях:
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к ром норм. составляющая намагниченности Jn отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пр ве изобразить графически при помощи линий индукции (силовых линий) магнитного… … Физическая энциклопедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называется северным N (положительным), если из него… … Большой Энциклопедический словарь
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь
магнитный полюс — полюс Участок поверхности объекта контроля или намагничивающего устройства, в который входят или из которого выходят магнитные силовые линии. Примечание Участок, из которого выходят магнитные силовые линии, называют северным полюсом, а в который… … Справочник технического переводчика
магнитный полюс — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него… … Энциклопедический словарь
Магнитный полюс — Magnetic pole Магнитный полюс. Область на намагниченной детали, в которую входит или из которой выходит магнитное поле. Это точка максимального магнитного притяжения в детали. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П.… … Словарь металлургических терминов
магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Automatikos terminų žodynas
магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Fizikos terminų žodynas
Магнитный полюс — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности (См. Намагниченность) Jn отлична от нуля. Если Магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью… … Большая советская энциклопедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Постоянный магнит: взаимодействие с объектами, магнитное поле, размагничивание
Постоянные магниты — это вещества, которые обладают постоянной магнитной силой. Концы постоянных магнитов называются полюсами. У каждого магнита два полюса: северный (N) и южный (S). На некоторых магнитах они отмечены двумя цветами (чаще всего синим и красным).
Постоянные магниты в отличие от электромагнитов, не требуют электричества для создания своего магнитного поля. Постоянные магниты всегда состоят из ферромагнитных материалов, элементарные магниты которых, атомные спины, выровнены параллельно в процессе намагничивания. Это может произойти при охлаждении расплавленных ферромагнитных пород. Такая горная порода (магнетиты) была исторически найдена древними греками около города Магнесия (город в Малой Азии). Таким образом, город Магнезия является историческим эпонимом магнетизма.
Небольшие постоянные магниты используются для сбора мелких металлических деталей или для крепления легких предметов к магнитным доскам. Например, наконечники некоторых отверток намагничены, что позволяет удерживать металлический винт в поворотном шлице. Постоянные магниты также используются там, где необходимо создать электрический ток в небольших генераторах с помощью электромагнитной индукции. Примером этого является динамо-машина для велосипеда.
Как магниты взаимодействуют с другими объектами?
Ещё древнегреческий ученый Фалес Милетский заметил, что предметы из магнетита взаимодействуют с предметами, содержащими железо.
Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень не многие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, гораздо слабее никель и кобальт. Вообще не притягиваются магнитами тела из цветным металлов, например, медь, алюминий и другие.
Постоянные магниты могут притягивать ферромагнитные вещества (например, железо) или отталкивать друг друга на одноименных полюсах (северный полюс к северному полюсу, южный полюс к южному полюсу). По сути, тела, длительное время сохраняющие намагниченность, и есть постоянные магниты или просто магниты.
Северный полюс постоянного магнита притягивает южный полюс другого постоянного магнита и наоборот. Между одноименными полюсами (северный полюс к северному полюсу, южный полюс к южному полюсу), напротив, действуют отталкивающие магнитные силы.
Рис. 1. Постоянные магниты
Однако постоянные магниты могут быть получены и искусственным путем. В этом процессе сильные ферромагнитные металлы, обычно сплавы, такие как самарий-кобальт, намагничиваются сильным внешним магнитным полем. Этот процесс намагничивания демонстрирует так называемый гистерезис, то есть несимметричное поведение материала при увеличении и последующем уменьшении внешнего магнитного поля. Гистерезис возникает потому, что выравнивание элементарных магнитов в ферромагните стабилизируется обменным взаимодействием, поэтому материал, который уже был намагничен, имеет другие свойства, чем ферромагнит, который еще не был намагничен.
Благодаря гистерезису магнитное поле сохраняется в ферромагните даже при отключении внешнего магнитного поля. Таким образом, намагниченный материал становится постоянным магнитом. Оставшаяся плотность магнитного потока называется остаточной намагниченностью.
Магнитное поле постоянных магнитов.
Магниты взаимодействуют не только с другими объектами, но и друг с другом. Пространство вокруг магнита, в котором действуют магнитные силы, называется магнитным полем.
А именно, если приблизить красный северный полюс стержневого магнита к северному полюсу второго, вращающегося магнита, то северный полюс этого магнита отворачивается от северного полюса стержневого магнита, — это работает как сила между двумя северными полюсами магнитов, и два одинаковых полюса отталкиваются друг от друга.
Если, с другой стороны, приблизить зеленый южный полюс стержневого магнита к красному северному полюсу вращающегося магнита, то северный полюс повернется к южному полюсу стержневого магнита. Между двумя разными полюсами также действует сила. Два разных полюса притягиваются друг к другу.
В обоих случаях действует следующее: если вы снова уберете стержневой магнит, поворотный магнит вернется в исходное положение. Применимо следующее: чем больше расстояние между полюсами, тем меньше силовое воздействие и, следовательно, отклонение магнита.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов. Рисунок 2 даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита. Как магнитные линии магнитного поля электрического тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — это замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с электрическим током.
Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Что произойдет, если мы попытаемся разделить один магнит на два? Если мы повторим эксперименты с каждым из кусочков, мы обнаружим, что вокруг каждого из них есть магнитное поле. Оказалось, что из одного магнита были созданы два магнита. Мы никогда не можем получить один магнитный полюс. Как итог, магнитные полюса в магнитах всегда расположены попарно.
Размагничивание.
Размагничивание постоянного магнита возможно под воздействием тепла, сильной механической вибрации или сильного внешнего магнитного поля.
В то время как электромагнит может быть выключен простым выключением электрического тока, а полярность можно изменить, изменив направление электрического тока на противоположное, «выключить» постоянный магнит не представляется возможным. Отсюда и термин «постоянный».
Постоянный магнит остается магнитным до тех пор, пока выравнивание атомных спинов не будет снова нарушено внешним воздействием (тепло, сильные удары, магнитные поля). Тогда магнитные силы исчезают, и материал приходится намагничивать заново. В крайних случаях материал может быть даже поврежден. Поэтому каждый постоянный магнит имеет максимальную рабочую температуру. При превышении этой температуры возможны повреждения. Выше температуры Кюри, характерной для конкретного материала, магнит в любом случае полностью размагничивается.
Сила магнитного поля постоянного магнита.
Сила магнитного поля постоянного магнита зависит от используемого материала, а также от точности, с которой осуществляется намагничивание материала. Намагничивание приводит к высокой остаточной намагниченности только в том случае, если достигается полное выравнивание всех спинов атомов. Для этого требуются подходящие материалы и технические ноу-хау.
Как описывается уравнениями Максвелла, — магнитные поля всегда исходят от движущихся зарядов. Существуют только магнитные поля, обусловленные движением заряда, которые всегда создают магнитное поле с северным и южным полюсом.
Силы магнитного поля постоянных магнитов объясняются микроскопическим движением зарядов в веществе. Например, электроны в атомах движутся с огромной скоростью. Электроны имеют характерный электронный спин. Из общего состояния движения электронов возникает магнитный момент и, следовательно, сила магнитного поля.
Магнитные силы всегда действуют вдоль магнитного поля. Это может быть представлено линиями поля. Линии поля также указывают направление и величину магнитных сил.
Рис. 3. Магнитное поле постоянного магнита
На рисунке 3 вы можете видеть, что петля проводника с электрическим током (слева) создает магнитное поле. Величина этого магнитного поля измеряется магнитным моментом. В ферромагнитном материале существует множество магнитных моментов (центр рисунка). Если все они выровнены параллельно, создается постоянный магнит. Постоянный магнит имеет магнитное поле, идентичное магнитному полю катушки. На представленном рисунке схематично обозначены только несколько линий магнитного поля.
Постоянные магниты могут быть изготовлены в широком разнообразии форм. Например, подковообразный магнит показан на рисунке 3 справа. В подковообразном магните северный и южный полюса расположены напротив друг друга. Поскольку линии магнитного поля всегда замкнуты как единое целое, они проходят от северного полюса к южному, а затем возвращаются к северному полюсу в материале. В воздушном пространстве подковообразного магнита это приводит к однородному магнитному полю с силовыми линиями, проходящими параллельно между полюсами.