Номер 58.5, страница 207 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления. Параграф 58. Магнитное поле. Постоянные магниты - номер 58.5, страница 207.

Условие.

58.5 [н] Почему магнитная стрелка компаса может размагнититься или даже поменять местами полюса, если после её фиксации положить компас на длительное хранение без учёта направления стрелки в рабочем состоянии?

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

Магнитная стрелка компаса представляет собой небольшой постоянный магнит, изготовленный из ферромагнитного материала (например, специальной стали). Магнитные свойства такого материала обусловлены упорядоченной ориентацией микроскопических областей, называемых магнитными доменами. В намагниченном состоянии большинство доменов ориентированы в одном направлении, создавая общее сильное магнитное поле.

Земля сама является гигантским магнитом и создает вокруг себя магнитное поле. В рабочем (свободном) состоянии стрелка компаса выравнивается вдоль силовых линий этого поля, указывая на северный и южный магнитные полюса Земли. Это её энергетически наиболее выгодное, стабильное положение.

При длительном хранении компаса его стрелку часто фиксируют (аретируют), чтобы предохранить от повреждений тонкую ось, на которой она вращается. Если зафиксировать стрелку в произвольном положении, не совпадающем с направлением магнитного поля Земли, то на ферромагнитный материал стрелки будет непрерывно действовать внешнее магнитное поле нашей планеты.

Это постоянное, хотя и слабое, внешнее воздействие стремится переориентировать магнитные домены внутри стрелки, чтобы привести её в соответствие с полем Земли. В зависимости от того, как была зафиксирована стрелка, возможны два исхода:

1. Размагничивание. Если стрелка была зафиксирована под некоторым углом к направлению поля Земли (например, перпендикулярно), то внешнее поле будет стремиться "повернуть" домены. Со временем это может привести к их дезориентации, нарушению их упорядоченного строя. В результате собственное магнитное поле стрелки ослабеет или полностью исчезнет.
2. Смена полюсов (переполюсовка). Это более радикальный случай, который происходит, если стрелку зафиксировать в положении, строго противоположном направлению поля Земли (то есть северный полюс стрелки указывает на юг). В этой ситуации магнитное поле Земли будет действовать как перемагничивающая сила. За длительное время оно способно "заставить" домены развернуться на 180 градусов. В итоге стрелка перемагнитится в обратном направлении, и её северный и южный полюса поменяются местами.

Таким образом, неправильное хранение компаса подвергает его стрелку длительному воздействию размагничивающего или перемагничивающего поля Земли, что и приводит к описанным последствиям.

Ответ: Магнитное поле Земли, действуя в течение длительного времени на зафиксированную в неправильном положении стрелку компаса, постепенно изменяет ориентацию её магнитных доменов. Это приводит либо к их хаотическому расположению (размагничиванию), либо к полному развороту в противоположном направлении (смене полюсов).