Номер 1, страница 177 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Электромагнитные явления. Параграф 43. Индукция магнитного поля. Вспомните - номер 1, страница 177.

Условие.

Что является источником магнитного поля?

Решение.

Источником магнитного поля является движущийся электрический заряд. Любое упорядоченное движение электрических зарядов, то есть электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле. Это фундаментальное положение электродинамики было установлено в ходе опытов Ханса Кристиана Эрстеда в 1820 году.

Можно выделить несколько основных проявлений этого принципа:

1. Электрический ток в проводниках. Когда по проводнику, например, по металлической проволоке, течет электрический ток, вокруг него возникает магнитное поле. Конфигурация этого поля зависит от формы проводника. Например, вокруг прямого проводника с током поле имеет вид концентрических окружностей. Величина и направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ в любой точке пространства, создаваемого током, можно рассчитать с помощью закона Био-Савара-Лапласа:

$ d\vec{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{I[d\vec{l} \times \vec{r}]}{r^3} $

где $ I $ – сила тока, $ d\vec{l} $ – элемент длины проводника, $\vec{r}$ – радиус-вектор от элемента $ d\vec{l} $ до точки, в которой вычисляется поле, а $\mu_0$ – магнитная постоянная.

2. Движущиеся заряженные частицы. Отдельная заряженная частица (например, электрон или протон), движущаяся в пространстве, также создает вокруг себя магнитное поле, поскольку ее движение представляет собой микроскопический ток.

3. Постоянные магниты. Магнитные свойства постоянных магнитов (ферромагнетиков) объясняются на микроскопическом уровне. Они обусловлены собственными магнитными моментами электронов в атомах, которые возникают из-за их орбитального движения вокруг ядра и собственного углового момента (спина). В ферромагнетиках магнитные моменты соседних атомов выстраиваются параллельно друг другу в областях, называемых доменами. Под действием внешнего поля домены ориентируются в одном направлении, создавая сильное суммарное макроскопическое магнитное поле, которое может сохраняться и после снятия внешнего поля.

4. Переменное электрическое поле. Согласно уравнениям Максвелла, еще одним источником магнитного поля является изменяющееся во времени электрическое поле. Этот эффект, названный током смещения, лежит в основе существования электромагнитных волн. Обобщенный закон Ампера (одно из уравнений Максвелла) гласит:

$\oint_L \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 (I + \epsilon_0 \frac{d\Phi_E}{dt})$

Здесь член $\epsilon_0 \frac{d\Phi_E}{dt}$ описывает создание магнитного поля переменным электрическим полем (изменением потока электрического поля $\Phi_E$).

Ответ: Источником магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (электрический ток) и изменяющиеся во времени электрические поля.