Силові лінії магнітного поля визначення. Магнітне поле

Теми кодифікатора ЄДІ: взаємодія магнітів, магнітне поле провідника зі струмом

Магнітні властивості речовини відомі людям давно. Магніти отримали свою назву від античного міста Магнесія: у його околицях був поширений мінерал (названий згодом магнітним залізняком або магнетитом), шматки якого притягували залізні предмети.

Взаємодія магнітів

На двох сторонах кожного магніту розташовані північний полюсі Південний полюс. Два магніти притягуються один до одного різноіменними полюсами і відштовхуються однойменними. Магніти можуть діяти один на одного навіть крізь вакуум! Все це нагадує взаємодію електричних зарядів, проте взаємодія магнітів не є електричною. Про це свідчать такі досвідчені факти.

Магнітна сила слабшає під час нагрівання магніту. Сила ж взаємодії точкових зарядів не залежить від їхньої температури.

Магнітна сила слабшає, якщо трясти магніт. Нічого подібного з електрично зарядженими тілами не відбувається.

Позитивні електричні заряди можна відокремити від негативних (наприклад, при електризації тіл). А ось розділити полюси магніту не виходить: якщо розрізати магніт на дві частини, то в місці розрізу також виникають полюси, і магніт розпадається на два магніти з різноіменними полюсами на кінцях (орієнтованих так само, як і полюси вихідного магніту).

Таким чином, магніти завждидвополюсні, вони існують лише у вигляді диполів. Ізольованих магнітних полюсів (так званих магнітних монополів- аналогів електричного заряду) у природі не існує (принаймні, експериментально вони поки не виявлені). Це, мабуть, найвражаюча асиметрія між електрикою та магнетизмом.

Як і електрично заряджені тіла, магніти діють електричні заряди. Однак магніт діє тільки на рухаєтьсязаряд; якщо заряд лежить у відношенні магніту, то дії магнітної сили на заряд не спостерігається. Навпаки, наелектризоване тіло діє будь-який заряд, незалежно від цього, лежить він чи рухається.

За сучасними уявленнями теорії близькодії, взаємодія магнітів здійснюється за допомогою магнітного поля.А саме, магніт створює в навколишньому просторі магнітне поле, що діє на інший магніт і викликає видиме тяжіння або відштовхування цих магнітів.

Прикладом магніту є магнітна стрілкакомпасу. За допомогою магнітної стрілки можна судити про наявність магнітного поля в даній області простору, а також напрям поля.

Наша планета Земля є величезним магнітом. Неподалік північного географічного полюса Землі розташований південний магнітний полюс. Тому північний кінець стрілки компаса, повертаючись до південного магнітного полюса Землі, свідчить про географічний північ. Звідси, власне, і виникла назва "північний полюс" магніту.

Лінії магнітного поля

Електричне поле, нагадаємо, досліджується за допомогою маленьких пробних зарядів, по дії на які можна судити про величину та напрямок поля. Аналогом пробного заряду у разі магнітного поля є невелика магнітна стрілка.

Наприклад, можна отримати деяке геометричне уявлення про магнітне поле, якщо розмістити в різних точках простору дуже малі стрілки компаса. Досвід показує, що стрілки вишикуються вздовж певних ліній -так званих ліній магнітного поля. Дамо визначення цього поняття у вигляді наступних трьох пунктів.

1. Лінії магнітного поля, або магнітні силові лінії - це спрямовані лінії у просторі, що мають наступну властивість: маленька стрілка компаса, поміщена в кожній точці такої лінії, орієнтується по дотичній до цієї лінії.

2. Напрямком лінії магнітного поля вважається напрямок північних кінців стрілок компаса, розташованих у точках даної лінії.

3. Чим густіше йдуть лінії, тим сильніше магнітне поле в цій галузі простору.

Роль стрілок компаса з успіхом можуть виконувати залізну тирсу: в магнітному полі маленька тирса намагнічується і поводиться точно як магнітні стрілки.

Так, насипавши залізної тирси навколо постійного магніту, ми побачимо приблизно наступну картину ліній магнітного поля (рис. 1).

Рис. 1. Поле постійного магніту

Північний полюс магніту позначається синім кольором та літерою; південний полюс - червоним кольором та літерою. Зверніть увагу, що лінії поля виходять із північного полюса магніту і входять до південного полюса: адже саме до південного полюса магніту буде спрямований північний кінець стрілки компаса.

Досвід Ерстеда

Незважаючи на те, що електричні та магнітні явища були відомі людям ще з античності, жодного взаємозв'язку між ними тривалий час не спостерігалося. Протягом кількох століть дослідження електрики та магнетизму йшли паралельно та незалежно один від одного.

Той чудовий факт, що електричні та магнітні явища насправді пов'язані один з одним, був уперше виявлений у 1820 році – у знаменитому досвіді Ерстеда.

Схема досвіду Ерстеда показано на рис. 2 (зображення із сайту rt.mipt.ru). Над магнітною стрілкою (і - північний та південний полюси стрілки) розташований металевий провідник, підключений до джерела струму. Якщо замкнути ланцюг, то стрілка повертається перпендикулярно до провідника!
Цей простий досвід прямо вказав на взаємозв'язок електрики та магнетизму. Експерименти, що пішли за досвідом Ерстеда, твердо встановили таку закономірність: магнітне поле породжується електричними струмами та діє на струми.

Рис. 2. Досвід Ерстеда

Картина ліній магнітного поля, породженого провідником із струмом, залежить від форми провідника.

Магнітне поле прямого дроту зі струмом

Лінії магнітного поля прямолінійного дроту зі струмом є концентричними колами. Центри цих кіл лежать на дроті, які площини перпендикулярні дроту (рис. 3 ).

Рис. 3. Поле прямого дроту зі струмом

Для визначення напряму ліній магнітного поля прямого струму є два альтернативні правила.

Правило годинникової стрілки. Лінії поля йдуть проти годинникової стрілки, якщо дивитися так, щоб струм потік на нас.

Правило гвинта(або правило буравчика, або правило штопора- це вже кому що ближче; -)). Лінії поля йдуть туди, куди треба обертати гвинт (зі звичайним правим різьбленням), щоб він рухався по різьбленню в напрямку струму.

Користуйтеся тим правилом, яке вам більше до вподоби. Краще звикнути до правила годинникової стрілки - ви самі згодом переконаєтеся, що воно універсальніше і ним простіше користуватися (а потім з подякою згадайте його на першому курсі, коли вивчатимете аналітичну геометрію).

На рис. 3 з'явилося і щось нове: це вектор , який називається індукцією магнітного поля, або магнітною індукцією. Вектор магнітної індукції є аналогом вектора напруженості електричного поля: він служить силовою характеристикоюмагнітного поля, визначаючи силу, з якою магнітне поле діє на заряди, що рухаються.

Про сили в магнітному полі ми поговоримо пізніше, а поки зазначимо лише, що величина та напрямок магнітного поля визначається вектором магнітної індукції. У кожній точці простору вектор спрямований туди ж, куди і північний кінець стрілки компаса, поміщеної в цю точку, а саме по дотичній лінії поля в напрямку цієї лінії. Вимірюється магнітна індукція в теслах(Тл).

Як і у випадку електричного поля, для індукції магнітного поля справедливо принцип суперпозиції. Він полягає в тому, що індукції магнітних полів , створюваних у цій точці різними струмами, складаються векторно і дають результуючий вектор магнітної індукції:.

Магнітне поле витка зі струмом

Розглянемо круговий виток, яким циркулює постійний струм . Джерело, що створює струм, ми малюнку не показуємо.

Картина ліній поля нашого витка матиме приблизно такий вигляд (рис. 4).

Рис. 4. Поле витка зі струмом

Нам буде важливо вміти визначати, до якого напівпростору (щодо площини витка) спрямоване магнітне поле. Знову маємо два альтернативні правила.

Правило годинникової стрілки. Лінії поля йдуть туди, дивлячись звідки струм здається циркулюючим проти годинникової стрілки.

Правило гвинта. Лінії поля йдуть туди, куди переміщатиметься гвинт (зі звичайним правим різьбленням), якщо обертати його в напрямку струму.

Як бачите, струм і поле змінюються ролями - порівняно з формулюваннями цих правил для прямого струму.

Магнітне поле котушки зі струмом

Котушкавийде, якщо щільно, виток до витка, намотати провід досить довгу спіраль (рис. 5 - зображення з сайту en.wikipedia.org). У котушці може бути кілька десятків, сотень чи навіть тисяч витків. Котушка називається ще соленоїдом.

Рис. 5. Котушка (соленоїд)

Магнітне поле одного витка, як ми знаємо, виглядає не дуже просто. Поля? окремих витків котушки накладаються один на одного, і, здавалося б, в результаті повинна вийти зовсім заплутана картина. Однак це не так: поле довгої котушки має несподівано просту структуру (рис. 6).

Рис. 6. поле котушки зі струмом

На цьому малюнку струм у котушці йде проти годинникової стрілки, якщо дивитися зліва (так буде, якщо на рис. 5 правий кінець котушки підключити до плюса джерела струму, а лівий кінець - до мінуса). Ми бачимо, що магнітне поле котушки має дві характерні властивості.

1. Усередині котушки далеко від країв магнітне поле є однорідним: у кожній точці вектор магнітної індукції однаковий за величиною та напрямом. Лінії поля – паралельні прямі; вони викривляються лише поблизу країв котушки, коли виходять назовні.

2. Поза котушки поле близько до нуля. Чим більше витків у котушці - тим слабше поле зовні.

Зауважимо, що нескінченно довга котушка взагалі не випускає поле назовні: поза котушкам магнітне поле відсутнє. Усередині такої котушки поле усюди є однорідним.

Нічого не нагадує? Котушка є "магнітним" аналогом конденсатора. Ви ж пам'ятаєте, що конденсатор створює в собі однорідне електричне поле, лінії якого викривляються лише поблизу країв пластин, а поза конденсатором поле близько до нуля; конденсатор із нескінченними обкладками взагалі не випускає поле назовні, а всюди всередині нього поле однорідне.

А тепер – головне спостереження. Зіставте, будь ласка, картину ліній магнітного поля поза котушки (рис. 6) з лініями поля магніту на рис. 1 . Одне й те саме, чи не так? І ось ми підходимо до питання, яке, ймовірно, у вас вже давно виникло: якщо магнітне поле породжується струмами і діє на струми, то яка причина виникнення магнітного поля поблизу постійного магніту? Адже цей магніт начебто не є провідником зі струмом!

Гіпотеза Ампера. Елементарні струми

Спочатку вважали, що взаємодія магнітів пояснюється спеціальними магнітними зарядами, зосередженими на полюсах. Але, на відміну електрики, ніхто було ізолювати магнітний заряд; адже, як ми вже говорили, не вдавалося отримати окремо північний і південний полюс магніту - полюси завжди присутні в магніті парами.

Сумніви щодо магнітних зарядів посилив досвід Ерстеда, коли з'ясувалося, що магнітне поле породжується електричним струмом. Більш того, виявилося, що для будь-якого магніту можна підібрати провідник зі струмом відповідної конфігурації, такий, що поле цього провідника збігається з полем магніту.

Ампер висунув сміливу гіпотезу. Немає жодних магнітних зарядів. Дія магніту пояснюється замкнутими електричними струмами всередині нього.

Що це за струми? Ці елементарні струмициркулюють усередині атомів та молекул; вони пов'язані з рухом електронів атомними орбітами. Магнітне поле будь-якого тіла складається з магнітних полів цих елементарних струмів.

Елементарні струми можуть бути безладно розташовані один щодо одного. Тоді їхні поля взаємно погашаються, і тіло не виявляє магнітних властивостей.

Але якщо елементарні струми розташовані узгоджено, їх поля, складаючи, посилюють одне одного. Тіло стає магнітом (рис. 7; магніте поле буде спрямоване на нас; також на нас буде спрямований і північний полюс магніту).

Рис. 7. Елементарні струми магніту

Гіпотеза Ампера про елементарні струми прояснила властивості магнітів. Нагрівання та трясіння магніту руйнують порядок розташування його елементарних струмів, і магнітні властивості слабшають. Нероздільність полюсів магніту стала очевидною: у місці розрізу магніту ми отримуємо самі елементарні струми на торцях. Здатність тіла намагнічуватися в магнітному полі пояснюється узгодженим вибудовуванням елементарних струмів, що «повертаються» належним чином (про поворот кругового струму в магнітному полі читайте в наступному листку).

Гіпотеза Ампера виявилася справедливою – це показало подальший розвиток фізики. Уявлення про елементарні струми стали невід'ємною частиною теорії атома, розробленої вже в ХХ столітті - майже через сто років після геніальної гіпотези Ампера.

Вже у VI ст. до н.е. в Китаї було відомо, що деякі руди мають здатність притягатися один до одного і притягувати залізні предмети. Шматки таких руд було знайдено біля міста Магнесії у Малій Азії, тому вони отримали назву магнітів.

Через що взаємодіють магніт та залізні предмети? Згадаймо, чому притягуються наелектризовані тіла? Тому що біля електричного заряду утворюється своєрідна форма матерії – електричне поле. Навколо магніту існує подібна форма матерії, але має іншу природу походження (адже руда електрично нейтральна), її називають магнітним полем.

Для вивчення магнітного поля використовують прямий чи підковоподібний магніти. Певні місця магніту мають найбільшу притягуючу дію, їх називають полюсами(північний та південний). Різноіменні магнітні полюси притягуються, а однойменні відштовхуються.

Для силової характеристики магнітного поля використовують вектор індукції магнітного поля B. Магнітне поле графічно зображують за допомогою силових ліній ( лінії магнітної індукції). Лінії є замкнутими, немає ні початку, ні кінця. Місце, з якого виходять магнітні лінії – північний полюс (North), входять магнітні лінії у південний полюс (South).

Магнітне поле можна зробити "видимим" за допомогою залізної тирси.

Магнітне поле провідника зі струмом

А тепер про те, що виявили Ханс Крістіан Ерстеді Андре Марі Амперв 1820 р. виявляється, магнітне поле існує як навколо магніту, а й будь-якого провідника зі струмом. Будь-який провід, наприклад, шнур від лампи, яким протікає електричний струм , є магнітом! Провід зі струмом взаємодіє з магнітом (спробуйте піднести до нього компас), два дроти зі струмом взаємодіють один з одним.

Силові лінії магнітного поля прямого струму – це кола навколо провідника.

Напрямок вектора магнітної індукції

Напрямок магнітного поля в цій точці можна визначити як напрямок, який вказує північний полюс стрілки компаса, вміщеного в цю точку.

Напрямок ліній магнітної індукції залежить від напрямку струму у провіднику.

Визначається напрямок вектора індукції за правилом буравчикачи правилу правої руки.

Вектор магнітної індукції

Це векторна величина, що характеризує силову дію поля.

Індукція магнітного поля нескінченного прямолінійного провідника зі струмом на відстані r від нього:

Індукція магнітного поля в центрі тонкого витка кругового радіуса r:

Індукція магнітного поля соленоїда(котушка, витки якої послідовно обходяться струмом в одному напрямку):

Принцип суперпозиції

Якщо магнітне поле у ​​цій точці простору створюється кількома джерелами поля, то магнітна індукція - векторна сума індукцій кожного з полів окремо

Земля є не тільки великим негативним зарядом і джерелом електричного поля, але в той же час магнітне поле нашої планети подібне до поля прямого магніту гігантських розмірів.

Географічний південь знаходиться неподалік магнітної півночі, а географічна північ наближена до магнітного півдня. Якщо компас розмістити у магнітному полі Землі, його північна стрілка орієнтується вздовж ліній магнітної індукції у бік південного магнітного полюса, тобто вкаже нам, де розташовується географічний північ.

Характерні елементи земного магнетизму дуже повільно змінюються з часом. вікові зміни. Однак іноді відбуваються магнітні бурі, коли протягом кількох годин магнітне поле Землі сильно спотворюється, а потім поступово повертається до колишніх значень. Така різка зміна впливає самопочуття людей.

Магнітне поле Землі є "щитом", що прикриває нашу планету від частинок, що проникають із космосу ("сонячного вітру"). Поблизу магнітних полюсів потоки частинок підходять набагато ближче до Землі. При потужних сонячних спалахах магнітосфера деформується і ці частинки можуть переходити у верхні шари атмосфери, де стикаються з молекулами газу, утворюються полярні сяйва.

Частинки діоксиду заліза на магнітній плівці добре намагнічуються у процесі запису.

Поїзди на магнітній подушці ковзають над поверхнею без тертя. Потяг здатний розвивати швидкість до 650 км/год.

Робота мозку, пульсація серця супроводжується електричними імпульсами. При цьому в органах виникає слабке магнітне поле.

Магнітне поле - силове поле , що діє на рухомі електричні заряди та на тіла, що володіють магнітним моментом, незалежно стану їх руху;магнітна складова електромагнітного поля .

Силові лінії магнітного поля – це уявні лінії, які стосуються яких у кожній точці поля збігаються у напрямку з вектором магнітної індукції.

Для магнітного поля справедливий принцип суперпозиції: у кожній точці простору вектор магнітної індукції B∑ → B∑→створених у цій точці всіма джерелами магнітних полів дорівнює векторній сумі векторів магнітних індукцій Bk→ Bk→, створених у цій точці всіма джерелами магнітних полів:

28. Закон Біо-Савара-Лапласа. Закон повного струму.

Формулювання закону Біо Савара Лапласа має вигляд: При проходженні постійного струму по замкнутому контуру, що знаходиться у вакуумі, для точки, що знаходиться на відстані r0, від контуру магнітна індукція матиме вигляд.

де I струм у контурі

гамма контур, яким йде інтегрування

r0 довільна точка

Закон повного струму це закон, що пов'язує циркуляцію вектора напруженості магнітного поля та струм.

Циркуляція вектора напруженості магнітного поля по контуру дорівнює сумі алгебри струмів, що охоплюються цим контуром.

29.Магнітне поле провідника зі струмом. Магнітний момент кругового струму.

30. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Закон Ампера. Взаємодія струмів .

F = B I l sinα ,

де α - кут між векторами магнітної індукції та струму,B - Індукція магнітного поля,I - сила струму у провіднику,l - Довжина провідника.

Взаємодія струмів. Якщо в ланцюг постійного струму включити два дроти, то: Послідовно включені паралельні близько розташовані провідники відштовхуються. Паралельно увімкнені провідники притягуються.

31. Дія електричних і магнітних полів на заряд, що рухається. Сила Лоренца.

Сила Лоренца - сила, з якою електромагнітне поле згідно з класичною (неквантовою) електродинаміки діє на точкову заряджену частинку. Іноді силою Лоренца називають силу, що діє на рухомий зі швидкістю заряд лише з боку магнітного поля, Нерідко ж повну силу - з боку електромагнітного поля взагалі , інакше кажучи, з боку електричного і магнітного полів.

32. Дія магнітного поля на речовину. Діа-, пара- та феромагнетики. Магнітний гістерезис.

B= B 0 + B 1

де B⃗ B→ - магнітна індукція поля у речовині; B⃗ 0 B→0 - магнітна індукція поля у вакуумі, B⃗ 1 B→1 - магнітна індукція поля, що виник завдяки намагнічування речовини.

Речовини, для яких магнітна проникність трохи менше одиниці (μ< 1), называются діамагнетиками, трохи більше одиниці (μ > 1) - парамагнетиками.

феромагнетик - речовина чи матеріал, у якому спостерігається явище феромагнетизму, Т. е. Поява спонтанної намагніченості при температурі нижче температури Кюрі.

Магнітний гістерезис - явище залежності вектора намагнічування і вектора напруженості магнітного поля в речовині не тільки від прикладеного зовнішнього поля, але і від передісторії даного зразка

Таким чином, індукція магнітного поля на осі кругового витка зі струмом зменшується пропорційно третього ступеня відстані від центру витка до точки на осі. Вектор магнітної індукції на осі витка паралельні осі. Його напрям можна визначити за допомогою правого гвинта: якщо направити правий гвинт паралельно осі витка і обертати його у напрямку струму у витку, то напрям поступального руху гвинта покаже напрям вектора магнітної індукції.

3.5 Силові лінії магнітного поля

Магнітне поле, як і електростатичне, зручно представляти у графічній формі – за допомогою силових ліній магнітного поля.

Силова лінія магнітного поля – це лінія, яка стосується якої у кожній точці збігається з напрямом вектора магнітної індукції.

Силові лінії магнітного поля проводять так, що їхня густота пропорційна величині магнітної індукції: чим більша магнітна індукція в деякій точці, тим більша густота силових ліній.

Таким чином, силові лінії магнітного поля мають схожість із силовими лініями електростатичного поля.

Проте їм властиві деякі особливості.

Розглянемо магнітне поле, створене прямим провідником із струмом I.

Нехай цей провідник перпендикулярний до площини малюнка.

У різних точках, що розташовані на однакових відстанях від провідника, індукція однакова за величиною.

Напрямок вектора У у різних точках показано малюнку.

Лінією, дотична до якої у всіх точках збігається з напрямом вектора магнітної індукції, є коло.

Отже, силові лінії магнітного поля в цьому випадку є колами, що охоплюють провідник. Центри всіх силових ліній розташовані на провіднику.

Таким чином, силові лінії магнітного поля замкнуті (силові електростатичні лінії не можуть бути замкнуті, вони починаються і закінчуються на зарядах).

Тому магнітне поле є вихровим(Так називають поля, силові лінії яких замкнуті).

Замкненість силових ліній означає ще одну, дуже важливу особливість магнітного поля – у природі немає (принаймні, поки що не виявлено) магнітних зарядів, які були джерелом магнітного поля певної полярності.

Тому не буває окремо існуючого північного або південного магнітного полюса магніту.

Навіть якщо розпиляти навпіл постійний магніт, то вийде два магніти, кожен з яких має обидва полюси.

3.6. Сила Лоренца

Експериментально встановлено, що у заряд, який у магнітному полі, діє сила. Цю силу прийнято називати силою Лоренца:

.

Модуль сили Лоренца

,

де a – кут між векторами v і B .

Напрямок сили Лоренца залежить від напрямку вектора. Його можна визначити за допомогою правила правого гвинта чи правила лівої руки. Але напрям сили Лоренца не обов'язково збігається з напрямом вектора!

Справа в тому, що сила Лоренца дорівнює результату добутку вектора [ v , У ] на скаляр q. Якщо заряд позитивний, то F лпаралельна вектору [ v , У ]. Якщо ж q< 0, то сила Лоренца противоположна направлению вектора [v , У ] (Див. малюнок).

Якщо заряджена частка рухається паралельно силовим лініям магнітного поля, то кут між векторами швидкості і магнітної індукції дорівнює нулю. Отже, сила Лоренца такий заряд не діє (sin 0 = 0, F л = 0).

Якщо ж заряд рухатиметься перпендикулярно силовим лініям магнітного поля, то кут між векторами швидкості і магнітної індукції дорівнює 90 0 . В цьому випадку сила Лоренца має максимально можливе значення: F л = q v B.

Сила Лоренца завжди перпендикулярна швидкості руху заряду. Це означає, що сила Лоренца неспроможна змінити величину швидкості руху, але змінює її напрям.

Тому в однорідному магнітному полі заряд, що влетів у магнітне поле перпендикулярно до його силових ліній, рухатиметься по колу.

Якщо заряд діє лише сила Лоренца, то рух заряду підпорядковується наступному рівнянню, складеному з урахуванням другого закону Ньютона: ma = F л.

Оскільки сила Лоренца перпендикулярна швидкості, прискорення зарядженої частки є доцентровим (нормальним): (тут R- Радіус кривизни траєкторії зарядженої частинки).

Що ми знаємо про силові лінії магнітного поля, крім того, що в локальному просторі біля постійних магнітів або провідників зі струмом, існує магнітне поле, яке виявляє себе у вигляді силових ліній, або у більш звичному поєднанні – у вигляді магнітно-силових ліній?

Існує дуже зручний спосіб отримати наочну картину силових ліній магнітного поля за допомогою залізної тирси. Для цього потрібно насипати на аркуш паперу або картону трохи залізної тирси і піднести знизу один з полюсів магніту. Тирса намагнічується і розташовуються по силових лініях магнітного поля у вигляді ланцюжків мікро магнітів. У класичній фізиці магнітно-силові лінії визначають як лінії магнітного поля, дотичні до яких у кожній їх точці вказують напрямок поля в цій точці.

На прикладі кількох малюнків з різним розташуванням магнітно-силових ліній розглянемо характер магнітного поля навколо провідників зі струмом та постійних магнітів.

На рис.1 наведено вигляд магнітно-силових ліній кругового витка зі струмом, а на рис.2 наведено картину магнітно-силових ліній навколо прямолінійного дроту зі струмом. На рис.2 замість тирси використовують маленькі магнітні стрілки. На цьому малюнку показано, як при зміні напряму струму, змінюється напрям магнітно-силових ліній. Зв'язок між напрямком струму та напрямом магнітно-силових ліній зазвичай визначають за допомогою «правила свердловина», обертання рукоятки якого покаже напрямок магнітно-силових ліній, якщо загвинчувати свердлик по напрямку струму.

На рис.3 наведено картину магнітно-силових ліній смугового магніту, а на рис.4 картину магнітно-силових ліній довгого соленоїда зі струмом. Привертає увагу подібність зовнішнього розташування магнітно-силових ліній на обох малюнках (рис.3 і рис.4). Силові лінії від одного кінця соленоїда зі струмом тягнуться до іншого так само, як у смугового магніту. Сама форма магнітно-силових ліній зовні соленоїда зі струмом ідентична формою ліній смугового магніту. У соленоїда зі струмом є полюси північний і південний, а також нейтральна зона. Два соленоїди зі струмом або соленоїд і магніт взаємодіють як два магніти.

Що ж можна побачити, дивлячись на картинки магнітних полів постійних магнітів, прямолінійних провідників зі струмом або витків зі струмом з використанням залізної тирси? Головна особливість магнітно-силових ліній, як показують картинки розташування тирси, це їхня замкнутість. Інша особливість магнітно-силових ліній – це їхня спрямованість. Маленька магнітна стрілка, вміщена у будь-якій точці магнітного поля, своїм північним полюсом вкаже напрямок магнітно-силових ліній. Для визначеності домовилися вважати, що магнітно-силові лінії виходять із північного магнітного полюса смугового магніту та входять до його південного полюса. Локальний магнітний простір поблизу магнітів або провідників зі струмом є суцільним пружним середовищем. Пружність цього середовища підтверджують численні досліди, наприклад при відштовхуванні однойменних полюсів постійних магнітів.

Ще раніше я висловив гіпотезу про те, що магнітне поле навколо магнітів або провідників зі струмом є суцільним пружним середовищем, що володіє магнітними властивостями, в якому утворюються інтерференційні хвилі. Частина цих хвиль замкнута. Саме в цьому суцільному пружному середовищі утворюється інтерференційна картина магнітно-силових ліній, яка проявляється з використанням залізної тирси. Суцільне середовище створюється випромінюванням джерел у мікроструктурі речовини.

Згадаймо досліди з інтерференції хвиль з підручника з фізики, в якому пластинка, що коливається, з двома вістрями вдаряє по воді. У цьому досвіді видно, що взаємне перетин під різними кутами двох хвиль ніякого впливу не робить на їхнє подальше переміщення. Тобто хвилі проходять один через одного без подальшого впливу на поширення кожної з них. Для світлових (електромагнітних) хвиль справедлива та сама закономірність.

Що ж відбувається у тих галузях простору, у яких дві хвилі перетинаються (Рис. 5) – накладаються одна на одну? Кожна частка середовища перебуває у шляху двох хвиль одночасно бере участь у коливаннях цих хвиль, тобто. її рух є сумою коливань двох хвиль. Ці коливання є картину інтерференційних хвиль зі своїми максимумами і мінімумами внаслідок накладання двох чи більшої кількості хвиль, тобто. складання їх коливань у кожній точці середовища, якою ці хвилі проходять. Досвідами встановлено, що явище інтерференції спостерігається як у хвиль, що розповсюджуються в середовищах, так і у електромагнітних хвиль, тобто інтерференція є виключно властивістю хвиль і не залежить ні від властивостей середовища, ні від його наявності. Слід пам'ятати, що інтерференція хвиль виникає за умови, якщо коливання когерентні (узгоджені), тобто. коливання повинні мати постійну у часі різницю фаз і однакову частоту.

У нашому випадку із залізною тирсою магнітно-силовими лініями є лінії з найбільшою кількістю тирси, розташованої в максимумах інтерференційних хвиль, а лінії з меншою кількістю тирси розташовані між максимумами (у мінімумах) інтерференційних хвиль.

На підставі вище наведеної гіпотези можна зробити такі висновки.

1.Магнітне поле - це середовище, яке утворюється поблизу постійного магніту або провідника зі струмом в результаті випромінювання джерелами в мікроструктурі магніту або провідника окремих мікромагнітних хвиль.

2.Ці мікромагнітні хвилі взаємодіють у кожній точці магнітного поля, утворюючи інтерференційну картину у вигляді магнітно-силових ліній.

3.Мікромагнітні хвилі це замкнуті мікроенергетичні вихори з мікро полюсами здатні притягуватися між собою, утворюючи пружні замкнуті лінії.

4.Мікро джерела в мікро структурі речовини, що випромінюють мікромагнітні хвилі, які утворюють інтерференційну картину магнітного поля, мають однакову частоту коливань, а їхнє випромінювання постійну в часі різниця фаз.

Як же відбувається процес намагнічування тіл, що призводить до утворення навколо них магнітного поля, тобто. які процеси відбуваються у мікроструктурі магнітів та провідників зі струмом? Щоб відповісти на це та інші питання, необхідно згадати деякі особливості будови атома.