Влияние магнитного поля на заряд

мы с вами уже знаем немного о магнитах давайте продолжим изучение этой темы разберемся что такое магнитное поле и как она влияет на движущийся заряд вообще говоря именно так мы определяем магнитное поле в первую очередь надо придумать как можно наглядно изобразить поле электрическое поле мы изображаем при помощи силовых линий давайте попробуем сделать то же самое с магнитным полем допустим вот это это мой магнитный брусок сверху у него северный полюс а снизу южный существует общая договоренность что силовые линии магнитного поля всегда начинаются северного полюса и идут по направлению к южному полюсу их можно рассматривать как путь северного магнитного monopole если бы в природе существовал северный магнитный монополь и хотя как я уже говорил теоретически их существования возможно но в реальном мире такого не бывает так вот представим что теоретически он появился если его поместить всю северного полюса магнита он будет стараться отсюда уйти и добраться до южного полюса так вот его путь будет выглядеть примерно вот так а если его поместить сюда тогда его путь выглядел бы следующим образом и так далее надеюсь вы поняли принцип можно представить магнитные линии и по-другому допустим что у меня есть маленький компас и я помещаю его вот таким образом и тогда компас повернется в направление касательной линии магнитного поля снизу стрелки компаса будет северный полюс сверху южный именно так мы определяем северный и южный полюс магнита одна сторона поворачивается на север и указывает в этом направлении в нашем случае он покажет на южный полюс большого магнита тут мы подходим к сложному и запутанному вопросу который мы затронули в прошлом видео о том что географически магнитный северный полюс земли это в действительности южный полюс большого земного магнита но думаю смысл понятен север магнита всегда обращен к югу другого магнита точно также как положительный заряд притягивается к отрицательному а север одного магнита старается отвернуться от севера другого магнита и хотя у магнитного поля и электрического поля как мы потом выясним особенно приступив к изучению электромагнитной силы и и уравнения максвелла много общего но у них есть и ключевое различие в классической теории электричества и магнетизма они считаются разными силами и хотя силовые линии у них очень похожи магнитные силы всегда представлены диполями электростатические монополиями они могут быть отдельными положительными или отрицательными зарядами и так с линиями магнитных полей все понятно вы наверняка их видели наглядно если насыпали металлические опилки вокруг магнита они как раз выстраиваются в виде вот таких линий но как узнать величину магнитного поля в любой конкретной точки и вот тут всё становится интересно сила магнитного поля определяется его влиянием на движущийся заряд я постоянно повторяю что магнитная сила отличается от электростатической но тем не менее мы определяем магнетизм через его влияния на движущийся заряд если вы решите углубиться в изучение физики то знаете что магнитное поле это по сути электростатическое поле только движущийся с очень большой с релятивистской скоростью то есть это практически тоже самое только рассматривается из разных систем отсчета хотя не буду вас запутывать еще больше вернемся к базовой физике обозначим магнитное поле буквой б б это у нас вектор и мы знаем формулу силы действующие на движущийся заряд это может быть электрон протон или какая-нибудь другая частица по сути именно на этом основывается работа супер коллайдеров ученые заставляют частицы двигаться по кругу и смотрят как магнитное поле отклоняет их траектории итак сила действующая на заряд су равняется произведению величины заряда она может быть положительной или отрицательной на векторное произведение скорости заряда на магнитное поле вы можете сначала умножить скорость движения заряда на его величину поскольку эта величина скалярная или сначала перемножить векторы а потом умножить на заряд разницы нет ведь заряд это не вектор это просто число но так или иначе вы перемножаете скорость движения заряда на магнитное поле затем умножаете на величину заряда и получайте силу действующую на этот заряд и если вы знакомы с векторным произведением вы увидите кое-что интересное векторное произведение максимально тогда когда векторы перпендикулярны друг другу то есть если заряд движется строго перпендикулярно магнитному полю у нас получится некий результат а если заряд движется параллельно полю тополя никак не влияет на этот заряд это один интересный момент второй интересный момент произведение векторов всегда перпендикулярна обоим вектором таким образом чтобы магнитное поле действовала на заряд он не должен двигаться вдоль магнитного поля и действующая на него сила будет перпендикулярна и скорости заряда и направлению магнитного поля я наверное вас сейчас запутал но мы рассмотрим эту формулу на примерах и все станет понятно но сначала давайте определимся с единицей измерения магнитного поля чему равен модуль этой силы он равен произведение величины заряда это обычное число на модуль вектора скорости на модуль вектора магнитного поля и на синус угла между ними так определяется произведение векторов если нам нужно получить направление мы умножаем это всё на вектор определяемый по правилу правой руки но для этого мы еще дойдем сейчас нас интересует единицы измерения синус угла величина безразмерная ее в данном контексте можно не рассматривать нас интересует единицы измерения магнитного поля силы измеряется в ньютонах можно написать ньютона равняется заряд измеряется в кулонах скорость в метрах в секунду и умножить на некую единицу измерения обозначим ее единицы измерения б разделим обе части на кулоны и метры в секунду получится ньютон на кулон деление на метр в секунду это то же самое что умножение на секунду на метр и это равняется единице измерения магнитного поля таким образом в системе си единицы измерения магнитного поля определяется как ньютон секунда разделить на кулон-метр в таком виде это кажется бессвязным набором букв поэтому для такой единицы измерения придумали название ее назвали в честь николы теслы 1 ньютон секунда деленная на кулон-метр равняется одному тесла несмотря на то что мы в реальной жизни часто имеем дело с магнитами и привыкли что магниты кажется устроенных совсем не так как электричество однако единица так называемые магнитной индукции определяется через силу действующую на движущийся заряд именно поэтому в определении единицы измерения тесла встречается ньютон секунду на кулон электростатический заряд на кулон-метр на этом пока закончим и в следующем видео разберем конкретные примеры спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим