Номер 1, страница 64 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 19. Взаимодействие электрических токов. Глава 2. Магнитное поле - номер 1, страница 64.

В О П Р О С Ы

1. В каком смысле взаимодействие проводников является вторичным эффектом?

В каком смысле взаимодействие проводников является вторичным эффектом?

Решение

Взаимодействие проводников с током называют вторичным (или производным) эффектом, потому что оно является макроскопическим проявлением более фундаментального, первичного взаимодействия, которое происходит на микроуровне.

Первичным, фундаментальным взаимодействием является сила, действующая на отдельные движущиеся электрические заряды в магнитном поле — сила Лоренца. Электрический ток в проводнике, в свою очередь, представляет собой упорядоченное движение огромного числа таких носителей заряда (чаще всего электронов).

Механизм взаимодействия можно описать следующим образом. Движущиеся заряды (электрический ток) в первом проводнике создают вокруг себя магнитное поле. Это поле распространяется в пространстве и действует на движущиеся заряды (электрический ток) во втором проводнике. На каждый отдельный движущийся носитель заряда во втором проводнике действует микроскопическая сила Лоренца. Величина этой силы определяется выражением $F_L = q \cdot v \cdot B \cdot \sin\alpha$, где $q$ — это заряд частицы, $v$ — ее скорость, $B$ — индукция магнитного поля, созданного первым проводником, а $\alpha$ — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Сила, действующая на проводник в целом, известная как сила Ампера, является результатом векторного сложения всех этих микроскопических сил Лоренца, действующих на каждый носитель заряда. Носители заряда, испытывая на себе действие этих сил, взаимодействуют с ионами кристаллической решетки проводника и передают ей свой импульс. Этот суммарный переданный импульс и воспринимается как макроскопическая сила, приложенная ко всему проводнику.

Таким образом, проводники как цельные объекты не взаимодействуют друг с другом напрямую. Их взаимодействие опосредовано магнитным полем и является коллективным следствием сил, действующих на микроскопическом уровне на отдельные движущиеся заряды. Именно в этом смысле взаимодействие проводников с током является вторичным эффектом.

Ответ: Взаимодействие проводников с током является вторичным эффектом, поскольку оно представляет собой суммарный результат первичных взаимодействий — сил Лоренца, действующих со стороны магнитного поля одного проводника на отдельные движущиеся заряды (носители тока) в другом проводнике. Сила, действующая на проводник в целом (сила Ампера), — это макроскопическое проявление этих микроскопических сил.