Вспомните, страница 206 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 50. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Вопросы - страница 206.

Условие.

Что является источником магнитного поля?

Решение.

Источником любого магнитного поля являются движущиеся электрические заряды или изменяющиеся во времени электрические поля. В современной физике эти два явления рассматриваются как взаимосвязанные проявления единого электромагнитного поля. Можно выделить несколько основных уровней, на которых проявляются эти источники.

1. Макроскопические электрические токи

Направленное движение заряженных частиц, то есть электрический ток, является наиболее очевидным источником магнитного поля. Например, когда по металлическому проводу течет ток, вокруг него возникает магнитное поле. Это явление было открыто Гансом Кристианом Эрстедом в 1820 году. Связь между силой тока и создаваемым им магнитным полем описывается законом Био-Савара-Лапласа, а в более общем виде — законом полного тока (теоремой Ампера), который является одним из уравнений Максвелла. В интегральной форме для постоянных токов он записывается как:

$ \oint_L \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{enc} $

где $ \vec{B} $ — вектор магнитной индукции, $\text{L}$ — произвольный замкнутый контур, $ \mu_0 $ — магнитная постоянная, а $ I_{enc} $ — полный ток, проходящий через поверхность, натянутую на этот контур.

2. Переменные электрические поля

Джеймс Клерк Максвелл теоретически предсказал, что магнитное поле может создаваться не только током заряженных частиц, но и изменяющимся во времени электрическим полем. Он ввел понятие так называемого тока смещения. Это означает, что даже в вакууме, где нет зарядов, изменение электрического поля порождает вихревое магнитное поле. Этот эффект описывается обобщенной теоремой Ампера (законом Ампера-Максвелла):

$ \oint_L \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 \left( I_{enc} + \varepsilon_0 \frac{d\Phi_E}{dt} \right) $

где $ \varepsilon_0 $ — электрическая постоянная, а $ \frac{d\Phi_E}{dt} $ — скорость изменения потока электрического поля. Эта взаимосвязь переменных электрических и магнитных полей лежит в основе существования электромагнитных волн, таких как свет и радиоволны.

3. Внутренние (собственные) магнитные моменты частиц

Магнетизм постоянных магнитов и других магнитных материалов объясняется на микроскопическом уровне. Источником магнетизма в веществе являются магнитные моменты, связанные с элементарными частицами, в первую очередь с электронами. Эти моменты имеют две природы:

• Орбитальный магнитный момент, который возникает из-за движения электрона по орбите вокруг атомного ядра. Это движение эквивалентно микроскопическому круговому току.

• Спиновый магнитный момент, который является внутренним, квантовым свойством частицы (электрона, протона, нейтрона), не связанным с ее механическим вращением. Именно спиновый магнитный момент электронов вносит основной вклад в сильные магнитные свойства веществ, таких как железо (ферромагнетиков), где спины большого числа электронов самопроизвольно выстраиваются в одном направлении, создавая макроскопическое магнитное поле.

Таким образом, все магнитные явления, от поля вокруг провода с током до поля Земли и постоянных магнитов, в своей основе имеют движение электрических зарядов.

Ответ: Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (электрические токи), изменяющиеся во времени электрические поля, а также собственные (спиновые) и орбитальные магнитные моменты элементарных частиц, которые на фундаментальном уровне также обусловлены движением заряда.