Номер 8, страница 109, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Магнитное поле. Параграф 72. Постоянные магниты. Вопросы и задания - номер 8, страница 109.

Условие.

8. Можно ли изготовить искусственный магнит с одним полюсом?

Решение.

Нет, изготовить искусственный магнит с одним полюсом (так называемый магнитный монополь) в рамках известных и экспериментально подтвержденных законов физики невозможно.

Это объясняется природой магнетизма. В отличие от электрических полей, которые создаются электрическими зарядами (положительными и отрицательными), магнитные поля создаются движущимися электрическими зарядами, то есть электрическими токами. На микроскопическом уровне магнетизм постоянных магнитов обусловлен орбитальным движением электронов вокруг атомных ядер и их собственным моментом вращения (спином). Эти микротоки всегда создают магнитное поле дипольного характера, то есть поле, у которого есть два полюса — северный (N) и южный (S).

Если попытаться разделить полюса, например, разломив стержневой магнит пополам, то мы не получим отдельно северный и южный полюсы. Вместо этого мы получим два новых, меньших по размеру магнита, каждый из которых будет иметь свою собственную пару северного и южного полюсов. Этот процесс можно продолжать вплоть до атомарного уровня, и на каждом этапе у получившихся фрагментов всегда будет два полюса.

Этот фундаментальный принцип отражен в одном из уравнений Максвелла — законе Гаусса для магнетизма, который утверждает, что поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю. Математически это выражается так:

$ \oint_S \vec{B} \cdot d\vec{S} = 0 $ или в дифференциальной форме $ \nabla \cdot \vec{B} = 0 $.

Это уравнение означает, что в природе не существует магнитных зарядов (монополей), которые были бы источниками или стоками магнитных силовых линий. Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты: они выходят из северного полюса, входят в южный и замыкаются внутри магнита.

Несмотря на то, что существование магнитных монополей предсказывается некоторыми гипотетическими теориями физики элементарных частиц, на сегодняшний день они не были обнаружены экспериментально.

Ответ: Нет, изготовить искусственный магнит с одним полюсом невозможно, так как мельчайшим источником магнитного поля является магнитный диполь, который по определению всегда имеет два полюса — северный и южный.