Номер 4, страница 173 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

4. Что понимают под 1 Тл?

4. Что понимают под 1 Тл?

1 Тл (один Тесла) — это единица измерения магнитной индукции (также называемой плотностью магнитного потока) в Международной системе единиц (СИ). Единица названа в честь сербского учёного-физика и изобретателя Николы Теслы.

Физический смысл 1 Тл можно понять через силу Лоренца, которая действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Формула для силы Лоренца выглядит так:

$F_Л = q \cdot v \cdot B \cdot \sin\alpha$

где:

$F_Л$ — сила Лоренца (измеряется в Ньютонах, Н),

$q$ — величина заряда частицы (в Кулонах, Кл),

$v$ — скорость движения частицы (в метрах в секунду, м/с),

$B$ — величина магнитной индукции (в Теслах, Тл),

$\alpha$ — угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Исходя из этой формулы, под 1 Тл понимают индукцию такого однородного магнитного поля, в котором на заряд величиной 1 Кл, движущийся со скоростью 1 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции (то есть $\sin\alpha = 1$), действует сила Лоренца, равная 1 Н.

Таким образом, $1 \text{ Тл} = \frac{1 \text{ Н}}{1 \text{ Кл} \cdot 1 \text{ м/с}}$.

Также 1 Тл можно определить через единицу магнитного потока — Вебер (Вб). Один Тесла равен индукции магнитного поля, при которой через площадку в 1 квадратный метр, перпендикулярную направлению поля, проходит магнитный поток в 1 Вебер.

$1 \text{ Тл} = 1 \frac{\text{Вб}}{\text{м}^2}$

Важно отметить, что 1 Тесла — это очень большая величина магнитной индукции. Для сравнения:

- Магнитное поле Земли на поверхности составляет всего около $30–70$ микротесла ($3 \cdot 10^{-5} - 7 \cdot 10^{-5}$ Тл).

- Сильные бытовые неодимовые магниты создают поле порядка $1-1.4$ Тл.

- Магнитные поля, используемые в аппаратах МРТ (магнитно-резонансная томография), обычно находятся в диапазоне от $1.5$ до $3$ Тл и выше.

Ответ: Под 1 Тл понимают индукцию такого однородного магнитного поля, в котором на заряд 1 Кл, движущийся перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростью 1 м/с, действует сила 1 Н. Альтернативное определение: 1 Тл — это плотность магнитного потока, равная 1 Вб/м².