Північний і південний полюс насправді не зовсім північний і південний, а зовсім навпаки. Звучить, як дивна фантазія божевільного фізика, але це має місце. Розбираємось із полюсами у цій статті.
Магнітне поле
Люди тільки й роблять, що говорять про якісь магнітні бурі, привозять магнітики на холодильник, ходять у походи з компасом, який показує де північ, а де південь. В основі всього цього лежить магнітне поле.
Магнітне поле — це особливий вид матерії, який існує навколо магнітів або зарядів, що рухаються.
У неї є кілька умов для існування:
- магнітне поле існує незалежно від наших знань про нього;
- породжується тільки рухомим електричним зарядом;
- виявити магнітне поле можна по дії на електричний заряд, що рухається (або провідник зі струмом) з деякою силою;
- магнітне поле поширюється в просторі з кінцевою швидкістю, що дорівнює швидкості світла у вакуумі.
| Магнітне поле створюється лише електричним зарядом, що рухається? А як же магніти? Атом складається з ядра і електронів, що обертаються навколо нього. Електрони можуть обертатися за різними орбітами. На кожній орбіті може бути по два електрони, які обертаються в різних напрямках. Але в деяких речовин не всі електрони парні, і кілька електронів крутяться в тому самому напрямку, такі речовини називаються феромагнітиками. А оскільки електрон – заряджена частка, що обертаються навколо атома в той самий бік електрони створюють магнітне поле. Виходить мініатюрний електромагніт. Якщо атоми речовини розташовані у довільному порядку, поля цих крихітних магнітиків компенсують один одного. Але якщо ці магнітні поля направити в один і той же бік, то вони складуться – і вийде магніт. |
Будь-який магніт має два полюси – північний та південний.
Будь-яке магнітне поле описується магнітними лініями, які виходять із північного поля та приходять у південний. Ці лінії завжди замкнені, навіть якщо вони мають нескінченну довжину. Ось так це виглядає:
| Як запам’ятати, що виходять магнітні лінії із північного полюса, а приходять у південний? Все просто — на півночі жити ніхто не хоче. Багато людей переїжджають туди, де тепліше, зимують у теплих краях, загалом, прагнуть на південь. Магнітні лінії теж. |
Північний полюс позначається латинською літерою N (від англійського слова North). А південний — літерою S (від англійського South).
Важливий аспект. Ми звикли до того, що на географічній півночі знаходиться північний магнітний полюс і на нього вказує синя стрілка компаса. Проте це зовсім так.
З фізики магнетизму нам відомо, що силові лінії магнітного поля входять до південного полюса магніту, а виходять із північного. Якщо ви подивитеся на картину силових ліній магнітного поля Землі, то побачите, що вони входять до Землі в районі північного географічного полюса біля канадських берегів Північного Льодовитого океану, а виходять в районі південного географічного полюса в Антарктиді. Отже, з погляду фізики у Землі на півночі від розташований південний магнітний полюс, але в півдні — північний. Такі полюси називаються «істинними».
Проте, всупереч законам фізики, люди домовилися, що для простоти називатимуть той магнітний полюс, який знаходиться на півночі, північний, а той магнітний полюс, що на півдні, — південний. Такі магнітні полюси Землі називаються «уявними».
Досвід Ерстеда
Найголовніший експериментальний доказ того, що магнітне поле виникає через рух зарядів — це досвід Ерстеда. У 1820 році Ерстед досвідченим шляхом пов’язав електрику і магнетизм за допомогою експерименту з відхиленням стрілки компаса.
Це явище використовували, коли створювали перші амперметри, так як відхилення стрілки пропорційно величині струму. Воно лежить в основі будь-якого електромагніту.
