Исследовательские работы и проекты
В исследовательском проекте по физике на тему «Применение магнитного поля в науке, технике и медицине» учащийся дает определение понятия «магнитное поле», изучает способы его образования и узнает о практическом применении магнитного поля в науке. В работе рассматривается понятие «Сила Ампера» и роль магнитного поля в создании техники.
Подробнее о работе:
Автор в своем индивидуальном исследовательском проекте по физике о возможностях магнитного поля привел основные сведения, связанные с открытием данного явления и его использованием. Школьник рассказала о таких методах использования магнитного поля в медицине, как постоянная магнитотерапия, импульсная магнитотерапия, низкочастотная магнитотерапия и магнитно-резонансная томография.
Оглавление
Введение
Открытие магнитного поля – одно из самых важных научных открытий в истории человечества. Без него было бы трудно представить нашу современную жизнь: не было бы изобретено множество приборов, не были бы получены важнейшие технологии.
Данная исследовательская работа (проект) посвящается изучению применения магнитного поля в различных сферах деятельности человека.
Цель: узнать о практическом применении магнитного поля в науке, технике, медицине.
- Провести анализ литературы по данной теме;
- Изучить возникновение и действие магнитного поля;
- Выяснить, какие силы действуют в магнитном поле;
- Систематизировать материал, полученный из различных источников о применении магнитного поля в практической жизни.
Магнитное поле создается неподвижными заряженными частицами
- магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами;
- магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током;
- магнитное поле является вихревым, т.е. его силовые линии (линии магнитной индукции) замкнутые.
Историческая справка
История магнетизма уходит корнями в глубокую древность, к античным цивилизациям Малой Азии. Именно на территории Малой Азии, в Магнезии, находили горную породу, образцы которой притягивались друг к другу. По названию местности такие образцы и стали называть «магнетиками».
А в 1600 году вышло сочинение английского придворного врача и физика Уильяма Гильберта «О магните». К уже известным фактам Гильберт прибавил такие важные наблюдения, как: усиление действия магнитных полюсов железной арматурой, потерю магнетизма при нагревании и другие.
Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, и возникло представление о магнитном поле.
В 1820 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) обнаружил, что магнитная стрелка, расположенная рядом с электрическим проводником, отклоняется, когда по проводнику течет ток, т. е. вокруг проводника с током создается магнитное поле.
Его опыт имел большое значения для развития учения об электромагнитных явлениях.
А узнав о работе Эрстеда, французский физик Андре Мари Ампер исследовал взаимодействие параллельных проводников с током. Он установил, что при наличии в проводниках разнонаправленных токов – проводники отталкиваются друг от друга. А если токи имеют одинаковое направление, то проводники будут притягиваться.
Это были два самых известных опыта в истории изучения магнитного поля, которые подтолкнули других учёных делать всё новые и новые исследования в этой области.
Природа явления
Существует несколько теорий, объясняющих, как создаётся магнитное поле. За всю историю изучения магнитного поля учёными было выдвинуто немало экзотических гипотез о причинах явления. Например, в одной из них, основывающейся на теории полой Земли, наблюдаемое поле принадлежит звезде, заключённой в оболочку из земной коры.
В соответствии с современными представлениями силовые линии исходят из ядра Земли, являющегося огромным электромагнитом. Из законов физики, касающихся электромагнитной индукции, известно, что электрический ток всегда сопровождается магнитным полем. Генерация Землёй поля планетарного масштаба происходит благодаря следующим условиям:
Магнитное поле земли — структура, функции и физические свойства — Помощник для школьников
Расположение и изменение полюсов
В общем смысле можно сказать, что земной магнетизм порождается кинетической энергией ядра планеты за счёт вращения жидкой его части, стремящейся сохранить первоначальное направление подобно маятнику Фуко. Такое определение объясняет расположение магнитных полюсов в непосредственной близости от географических. И первые, и вторые обозначаются в виде N и S.
Из-за постоянного дрейфа любые координаты магнитных полюсов временны. Например, северный смещается в год приблизительно на 10 км и находится примерно в радиусе 85 км от среднего положения в зависимости от геомагнитных возмущений.
В соответствии с компьютерным моделированием сдвиг полюсов занимает около 10 тыс. лет. Нарушения в геодинамической машине начинаются со снятия первоначальной полярности. Развороты полюсов на протяжении последних 100 миллионов лет изучены хорошо. Есть несколько фактов, дающих основания предполагать, что в ближайшие 3—4 тысячи лет может произойти очередной реверс:
- смена полюсов происходит приблизительно раз в 250 тыс. лет;
- последняя переполюсовка состоялась примерно 780 тыс. лет назад;
- наблюдается заметное уменьшение магнитного момента на протяжении последних 150 лет.
Точная причина такого свойства магнитного поля Земли до сих пор неизвестна. Современные гипотезы предполагают, что переменные полюсы — это результат внутренних процессов, а не внешних воздействий, например, всплесков солнечной активности.
