У 1820 р. ампер встановив що два. Одиниці виміру магнітних величин

У 1820 році Ампер встановив, що сила з якою магнітне поле діє на елемент провідника зі струмом dl, дорівнює (3.4.1) де - вектор, що збігається з напрямком струму. Величина сили Ампера дорівнює (3.4.2) В 1820 Ампер встановив, що сила з якої магнітне поле діє на елемент провідника зі струмом dl, дорівнює (3.4.1) де - вектор, що збігається з напрямком струму. Розмір сили Ампера дорівнює (3.4.2) 3.4 Закон Ампера

Напрямок сили Ампера визначається правилом лівої руки: чотири пальці лівої руки треба направити у напрямку струму так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, тоді відігнутий великий палець дає напрямок сили Ампера. Напрямок сили Ампера визначається правилом лівої руки: чотири пальці лівої руки треба направити у напрямку струму так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, тоді відігнутий великий палець дає напрямок сили Ампера.

За підсумками закону Ампера визначимо силу взаємодії між двома паралельними прямими струмами, розташованими з відривом d друг від друга. Розглянемо спершу випадок, коли струми течуть в одному напрямку. Струм I 1 створює магнітне поле B 1, яке діє струм I 2 і навпаки. На відстані d магнітна індукція струму I 1 дорівнює На основі закону Ампера визначимо силу взаємодії між двома паралельними прямими струмами, розташованими на відстані один від одного. Розглянемо спершу випадок, коли струми течуть в одному напрямку. Струм I 1 створює магнітне поле B 1, яке діє струм I 2 і навпаки. На відстані магнітна індукція струму I 1 дорівнює

Кут між напрямком струму I 2 і вектор магнітної індукції B 1 дорівнює 90º. Тому згідно із законом Ампера магнітне поле струму I 1 діє на одиницю довжини струму I 2 із силою (3.4.3) Розмірність цієї сили Кут між напрямком струму I 2 та вектором магнітної індукції B 1 дорівнює 90º. Тому згідно із законом Ампера магнітне поле струму I 1 діє на одиницю довжини струму I 2 із силою (3.4.3) Розмірність цієї сили

Аналогічно, магнітне поле струму I 2 діє на одиницю довжини струму I 1 із силою Порівнюючи бачимо, що сили F 21 і F 12 збігаються за величиною. Напрями цих сил протилежні. Тому струми, що поточні в одному напрямку, притягують один одного. Якщо напрями струмів протилежні, то зміняться напрямки сил F21() і F12(). Тому струми, що поточні назустріч один одному відштовхуються. Аналогічно, магнітне поле струму I 2 діє на одиницю довжини струму I 1 із силою Порівнюючи бачимо, що сили F 21 і F 12 збігаються за величиною. Напрями цих сил протилежні. Тому струми, що поточні в одному напрямку, притягують один одного. Якщо напрями струмів протилежні, то зміняться напрямки сил F21() і F12(). Тому струми, що поточні назустріч один одному відштовхуються.

Формула для сили Ампера (3.4.3) використовується визначення одиниці сили струму – ампера. Ампер – це сила постійного струму, який проходячи двома паралельним, прямолінійним провідникам нескінченної довжини і розташованим з відривом 1 м друг від друга, викликає з-поміж них силу тяжіння, рівну 2·10 -7 Н кожний метр довжини. Підставляючи (3.4.3) струми I 1 = I 2 = 1 А, отримуємо звідки Формула для сили Ампера (3.4.3) використовується для визначення одиниці сили струму – ампера. Ампер – це сила постійного струму, який проходячи двома паралельним, прямолінійним провідникам нескінченної довжини і розташованим з відривом 1 м друг від друга, викликає з-поміж них силу тяжіння, рівну 2·10 -7 Н кожний метр довжини. Підставляючи (3.4.3) струми I 1 = I 2 = 1 А, отримуємо звідки

Тепер можна визначити і одиницю магнітної індукції В. Нехай елемент провідника dl перпендикулярний вектор магнітної індукції. Тоді згідно (3.4.3) маємо остання формула і використовується для визначення одиниці магнітної індукції. Одиницею магнітної індукції є Тесла - це магнітна індукція такого однорідного магнітного поля, яке діє з силою 1 Н на кожен метр довжини прямолінійного провідника, перпендикулярного полю і яким тече струм силою 1 А. Тепер можна визначити і одиницю магнітної індукції В. Нехай елемент провідника dl перпендикулярний вектор магнітної індукції. Тоді згідно (3.4.3) маємо остання формула і використовується для визначення одиниці магнітної індукції. Одиницею магнітної індукції є Тесла - це магнітна індукція такого однорідного магнітного поля, що діє з силою 1 Н на кожен метр довжини прямолінійного провідника, перпендикулярного полю і яким тече струм силою 1 А.

Знайдемо силу, що діє на електричний заряд, що рухається в магнітному полі. Розглянемо провідник зі струмом I, що у магнітному полі з індукцією У. Нехай протягом dt через ділянку провідника dl проходить dn зарядів величиною q. Тоді струм, що тече через провідник дорівнює Знайдемо силу, що діє на електричний заряд, що рухається в магнітному полі. Розглянемо провідник зі струмом I, що у магнітному полі з індукцією У. Нехай протягом dt через ділянку провідника dl проходить dn зарядів величиною q. Тоді струм, що тече через провідник, дорівнює 3.5 Сила Лоренца

Згідно із законом Ампера (3.4.2), на цю ділянку провідника з боку магнітного поля діє сила Розділивши на dn отримаємо силу, що діє на один заряд Відповідно до Закону Ампера (3.4.2), на цю ділянку провідника з боку магнітного поля діє сила dn отримаємо силу, що діє на один заряд

Оскільки швидкість руху заряду, то Сила F Л називається силою Лоренца. З формули (3.4.1) випливає, що сила Лоренца перпендикулярна до вектора швидкості та вектора магнітної індукції. Тому можна записати її у векторному вигляді (3.5.1). Напрямок сили Лоренца визначається правилом лівої руки, як і сила Ампера. Оскільки швидкість руху заряду, то Сила F Л називається силою Лоренца. З формули (3.4.1) випливає, що сила Лоренца перпендикулярна до вектора швидкості та вектора магнітної індукції. Тому можна записати її у векторному вигляді (3.5.1). Напрямок сили Лоренца визначається правилом лівої руки, як і сила Ампера.

Оскільки сила Лоренца спрямована перпендикулярно вектору швидкості, отже й вектору переміщення, вона робить роботи над зарядом. Тому постійне магнітне поле не змінює енергію зарядженої частки. Магнітне поле змінює лише напрямок вектора швидкості, але не змінює величину швидкості. З формули (3.5.1) слід, що й заряд нерухомий, то сила Лоренца дорівнює нулю. Тому постійне магнітне поле не робить на заряд, що покоїться, ніякого впливу. Оскільки сила Лоренца спрямована перпендикулярно вектору швидкості, отже й вектору переміщення, вона робить роботи над зарядом. Тому постійне магнітне поле не змінює енергію зарядженої частки. Магнітне поле змінює лише напрямок вектора швидкості, але не змінює величину швидкості. З формули (3.5.1) слід, що й заряд нерухомий, то сила Лоренца дорівнює нулю. Тому постійне магнітне поле не робить на заряд, що покоїться, ніякого впливу.

У цьому період звернення частки колом залежить від швидкості. Це використовують у прискорювачах. А) У циклотроні - прискорення заряджених частинок відбувається в змінному електричному полі Е з напругою між дуантами 10 5 В. Максимальна енергія часток, що прискорюються - 25 МеВ. Траєкторія частинок близька до спіралі. Подальшому зростанню швидкості та енергії частинок перешкоджає порушення синхронізму, за рахунок релятивістської зміни маси частинок. У цьому період звернення частки колом залежить від швидкості. Це використовують у прискорювачах. А) У циклотроні - прискорення заряджених частинок відбувається в змінному електричному полі Е з напругою між дуантами 10 5 В. Максимальна енергія часток, що прискорюються - 25 МеВ. Траєкторія частинок близька до спіралі. Подальшому зростанню швидкості та енергії частинок перешкоджає порушення синхронізму, за рахунок релятивістської зміни маси частинок.

Б) У фазотроні (синхроциклотроні) – порушення синхронізму компенсується зменшенням частоти електричного поля Е В) У синхротроні – синхронізація забезпечується з допомогою зміни магнітної індукції те щоб m/B = const. Його використовують для прискорення лише електронів. Г) У протонному синхротроні (синхрофазотроні) - синхронізація забезпечується змінами Е і В так, щоб радіус залишався постійним і траєкторія була не спіраллю, а коло. Енергія протонів досягає 76 МеВ. У ТПУ електронний синхрофазотрон Сіріус розганяє електрони до швидкості v = c, причому вони мають енергію 950 МеВ. Б) У фазотроні (синхроциклотроні) – порушення синхронізму компенсується зменшенням частоти електричного поля Е В) У синхротроні – синхронізація забезпечується з допомогою зміни магнітної індукції те щоб m/B = const. Його використовують для прискорення лише електронів. Г) У протонному синхротроні (синхрофазотроні) - синхронізація забезпечується змінами Е і В так, щоб радіус залишався постійним і траєкторія була не спіраллю, а коло. Енергія протонів досягає 76 МеВ. У ТПУ електронний синхрофазотрон Сіріус розганяє електрони до швидкості v = c, причому вони мають енергію 950 МеВ.

У 1879 році Холл виявив, що в металевій пластині, що знаходиться в магнітному полі, виникає поперечне електричне поле, перпендикулярне до напряму струму і вектору магнітної індукції. Розглянемо тонку металеву пластину товщиною а та шириною d. Нехай по пластині тече струм із щільністю j. Магнітне поле направлено перпендикулярно до бічної грані. У 1879 році Холл виявив, що в металевій пластині, що знаходиться в магнітному полі, виникає поперечне електричне поле, перпендикулярне до напряму струму і вектору магнітної індукції. Розглянемо тонку металеву пластину товщиною а та шириною d. Нехай по пластині тече струм із щільністю j. Магнітне поле направлено перпендикулярно до бічної грані. 3.6 Ефект Холла

Електрони під дією сили Лоренца притискаються до верхньої пластини, тому на ній виникає надлишок негативного заряду. На нижній пластині, навпаки, буде нестача електронів. Внаслідок цього з'являється поперечне електричне поле – поле Холла Е хол. Поле Холла діє електрони протилежно силі Лоренца. Тому через короткий час встановлюється стаціонарний розподіл зарядів у поперечному напрямку – вздовж товщини (висоти) пластини. Цьому рівноважному стану відповідає рівність електричної сили з боку поля Холла та сили Лоренца Електрони під дією сили Лоренца притискаються до верхньої пластини, тому на ній виникає надлишок негативного заряду. На нижній пластині, навпаки, буде нестача електронів. Внаслідок цього з'являється поперечне електричне поле – поле Холла Е хол. Поле Холла діє електрони протилежно силі Лоренца. Тому через короткий час встановлюється стаціонарний розподіл зарядів у поперечному напрямку – вздовж товщини (висоти) пластини. Цьому рівноважному стану відповідає рівність електричної сили з боку поля Холла та сили Лоренца.

Знайдемо різницю потенціалів на нижній і верхній гранях Виразимо струм через щільність струму, де n – концентрація електронів. Виключаючи швидкість, холлівську різницю потенціалів можна у вигляді (3.6.1) де - постійна Холла. За знаком R можна визначити знак зарядного носія. Знайдемо різницю потенціалів на нижній і верхній гранях Виразимо струм через щільність струму, де n – концентрація електронів. Виключаючи швидкість, холлівську різницю потенціалів можна у вигляді (3.6.1) де - постійна Холла. За знаком R можна визначити знак зарядного носія.

За аналогією з циркуляцією вектора напруженості електричного поля, циркуляцією вектора магнітної індукції по замкнутому контуру L називається інтеграл (3.7.1) де вектор вектора контуру, спрямований уздовж обходу контуру, - проекція вектора магнітної індукції на напрям вектора, - кут між векторами По аналогії з циркуляцією вектора напруженості електричного поля, циркуляцією вектора магнітної індукції по замкнутому контуру L називається інтеграл (3.7.1) де вектор вектора контуру, спрямований уздовж обходу контуру, - проекція вектора магнітної індукції на напрям вектора, - кут між векторами 3.7 Цирку індукції

Знайдемо як приклад циркуляцію магнітного поля, створюваного прямим струмом. Виберемо навколо струму замкнутий контур у площині перпендикулярної до струму. У кожній точці контуру вектор магнітної індукції направлений по дотичній до кола з радіусом R і проходить через вибрану точку. Тому можемо записати Знайдемо як приклад циркуляцію магнітного поля, створюваного прямим струмом. Виберемо навколо струму замкнутий контур у площині перпендикулярної до струму. У кожній точці контуру вектор магнітної індукції направлений по дотичній до кола з радіусом R і проходить через вибрану точку. Тому можемо записати

Оскільки для прямого струму то Тому циркуляція вектора по замкнутому контуру L дорівнює На контурі L кут змінюється від 0 до 2, тому (3.7.2) Оскільки для прямого струму то Тому циркуляція вектора по замкнутому контуру L дорівнює На контурі L кут змінюється від 0 до 2, тому (3.7.2)

Отримана формула (3.7.2) справедлива для контуру довільної форми, що охоплює провідник зі струмом. Знак циркуляції залежить від напрямку обходу. Якщо напрям обходу утворює з напрямом струму правовинтову систему, то циркуляція вважається позитивною, інакше негативною. Знак циркуляції можна врахувати, вважаючи струм I величиною алгебри: струм вважається позитивним, якщо його напрямок пов'язаний з напрямом обходу за правилом правого гвинта, інакше - струм вважається негативним. Отримана формула (3.7.2) справедлива для контуру довільної форми, що охоплює провідник зі струмом. Знак циркуляції залежить від напрямку обходу. Якщо напрям обходу утворює з напрямом струму правовинтову систему, то циркуляція вважається позитивною, інакше негативною. Знак циркуляції можна врахувати, вважаючи струм I величиною алгебри: струм вважається позитивним, якщо його напрямок пов'язаний з напрямом обходу за правилом правого гвинта, інакше - струм вважається негативним.

Якщо контур не охоплює струм, то при обході контуру радіальна пряма спочатку повертається за годинниковою стрілкою (ділянка 1-2), а потім - проти годинникової стрілки (ділянка 2-1). Тому при повному обході такого контуру кут не змінюється і отже циркуляція вектора дорівнює нулю. Якщо контур не охоплює струм, то при обході контуру радіальна пряма спочатку повертається за годинниковою стрілкою (ділянка 1-2), а потім - проти годинникової стрілки (ділянка 2-1). Тому при повному обході такого контуру кут не змінюється і отже циркуляція вектора дорівнює нулю.

Якщо контур охоплює кілька струмів, то в силу принципу суперпозиції магнітних полів маємо (3.7.3) Ця формула виражає собою закон повного струму для магнітного поля у вакуумі (теорема про циркуляцію вектора магнітної індукції) - циркуляція вектора магнітної індукції за довільним замкнутим контуром магнітної постійної на суму алгебри струмів, що охоплюються контуром. Застосовуючи формулу (3.7.3), кожен струм треба враховувати стільки разів, скільки він охоплюється контуром. Формула (3.7.3) справедлива лише для поля у вакуумі. Якщо контур охоплює кілька струмів, то в силу принципу суперпозиції магнітних полів маємо (3.7.3) Ця формула виражає собою закон повного струму для магнітного поля у вакуумі (теорема про циркуляцію вектора магнітної індукції) - циркуляція вектора магнітної індукції за довільним замкнутим контуром магнітної постійної на суму алгебри струмів, що охоплюються контуром. Застосовуючи формулу (3.7.3), кожен струм треба враховувати стільки разів, скільки він охоплюється контуром. Формула (3.7.3) справедлива лише для поля у вакуумі.

Порівнюючи (3.7.3) з формулою для циркуляції вектора напруженості електричного поля, бачимо, що на відміну від електричного поля, циркуляція магнітного поля по замкнутому контуру не дорівнює нулю. Це наслідком вихрового характеру магнітного поля. Порівнюючи (3.7.3) з формулою для циркуляції вектора напруженості електричного поля, бачимо, що на відміну від електричного поля, циркуляція магнітного поля по замкнутому контуру не дорівнює нулю. Це наслідком вихрового характеру магнітного поля.

Що вивчає фізика? Електричні явища природи. Атомні явища природи. Вступне слово вчителя. Явища природи. Техніка. Горіння. Оптичні явища природи. Гроза. Ранкова роса. Знайомство учнів із новим предметом шкільного курсу. Виклик інтересу учнів до свідомого вивчення цього предмета.

«Опір провідника» - Опір та провідність провідників. ЕРС, як і потенціал, виявляється у вольтах. Природа сторонніх сил може бути різною. Потужність струму. Застосування джерел з різним значенням ЕРС можливе, але важко. Другий інтеграл. Величина? є характеристикою речовини, з якої виготовлений провідник.

«Дизельний двигун» – способи зміни внутрішньої енергії. Реактивний двигун. Переробка нафти. Олії. Форма існування матерії. Парова машина. Спосіб існування матерії. Теплопровідність. Теплопередача. Модель теплового двигуна. Конвекція. Один із способів зміни внутрішньої енергії. Випромінювання. Парова турбіна.

- Що таке напруга? Як на досвіді показати, що сила струму в ланцюзі залежить від властивостей провідника? Від якого полюса джерела струму і якого прийнято вважати напрям струму? Як залежить сила струму у провіднику від напруги на кінцях провідника? Який вигляд має графік залежності сили струму від напруги?

"Електричний заряд" - Формулювання закону Кулона. Напруженість поля точкового заряду у вакуумі. Електричний заряд дискретний. Експериментальна перевірка закону Кулона на макро та мікро дистанціях. Електричний заряд та закон його збереження. Властивості електричного заряду. Електричний заряд аддитивний. Напруженість електростатичного поля.

"Теорія відносності Енштейна" - Біографія Альберта Ейнштейна. У 1905р. Ейнштейну було 26 років, але його ім'я вже набуло широкої популярності. Руху системи. Теорія відносності - фізична теорія простору та часу. Будь-яке перенесення енергії пов'язане з перенесенням маси. Загальна теорія відносності. Фізик, автор теорії відносності.

Всього у темі 18 презентацій

(1775-1836) французький фізик, математик та хімік

Андре Марі Амперє фундатором класичної електродинаміки. Він увів у фізику багато понять і термінів: «напруга», «сила струму», «напрямок струму», «гальванометр». Йому належить ідея самого гальванометра, заснованого на дії струму на стрілку.

Вчений народився 22 січня 1775 року в сім'ї ліонського комерсанта і здобув домашню освіту. Наукові схильності юнака виявилися дуже рано: вже у 13 років він мав диференційне числення.

Батько майбутнього знаменитого вченого мав хорошу бібліотеку, і ще чотирнадцятирічним підлітком Андре прочитав усі 20 томів знаменитої французької «Енциклопедії» Д. Дідро та Ж. Д'Аламбера. Інтереси його були надзвичайно великі: різні галузі математики (наприклад, теорія ігор, геометрія, теорія конічних перерізів), біологія, фізика, геологія, лінгвістика, філософія та хімія.За кілька тижнів він вивчив латину, щоб прочитати в оригіналі роботи Ейлера і Бернуллі. мови.

Життя Андре Марі Амперабула дуже тяжкою. У революції 1793 його батько опинився в числі жертв і був страчений на гільйотині. Смерть батька стала для нього великим потрясінням. З того часу юнакові довелося самому заробляти собі життя. Він давав приватні уроки, потім викладав фізику та хімію у Центральній школі міста Буркан-Брес. У 1803 році Ампера призначають викладачем математики та астрономії Ліонського ліцею. Після опублікування в 1802 році роботи з теорії ймовірностей про математичну теорію ігор йому в 1804 було запропоновано місце репетитора в Політехнічній школі Парижа, а в 1807 він став її професором. Там Ампер працював із 1804 по 1824 рік.

До від'їзду до Парижа, де пройшла друга половина його життя, вчений пережив ще одну подію – смерть коханої дружини. Від цього потрясіння він не зміг оговтатися до кінця життя. Ампера весь час переслідували нещастя: невдалий другий шлюб, що не склалося життя сина Жан Жака Ампера, який згодом став одним із відомих істориків французької літератури. Навколишнім Андре Ампер здавався людиною дивною: розсіяний, короткозорий, довірливий, що мало звертає увагу на свій зовнішній вигляд. Він також мав звичку прямо говорити людям все, що думав про них.

Перші роботи А. Ампера (1802-1809) присвячені теорії ймовірностей та диференціальних рівнянь, і в 1814 році за них його обирають членом Паризької Академії наук. p align="justify"> Роботи про вирішення рівнянь з приватними похідними склали епоху в історії математики. Незалежно від італійського вченого Амедео Авогадро Ампер запропонував теорію молекулярної будови газів, що стало істотним внеском у розвиток хімії.

В 1820 датський фізик Ганс Христиан Ерстед (1777-1851) відкрив магнітне поле електричного струму, встановивши зв'язок електрики з магнетизмом. 4 вересня 1820 року французький вчений Домінік Франсуа Араго (1786-1853) на засіданні Паризької Академії наук зробив усне повідомлення про досвід Ерстеда, а на наступному засіданні, 11 вересня, зібравши нескладну установку, продемонстрував їх. Ампер зацікавився дослідами Ерстеда, повторив їх і почав посилено працювати у цьому напрямі, розробивши новий розділ електрики – електродинаміку. Він сам спорудив невеликий лабораторний стіл. Вже 18 вересня, на наступному засіданні академії він робить перше повідомлення про свої дослідження. Ампер встановив, що величина магнітного впливу залежить від інтенсивності руху електрики. Для вимірювання цієї інтенсивності він вперше у світі вводить поняття сили струму, одиниця якої - ампер - названа на його честь.

25 вересня 1820 року, він знову піднявся на кафедру академії та продемонстрував свої знамениті досліди, що встановлюють наявність механічної взаємодії між паралельними провідниками та струмом. Він сформулював закон, визначальний характер цієї взаємодії (тяжіння чи відштовхування) залежно від взаємного напрями струмів. Потім Ампер вивів формулу розрахунку сили взаємодії двох елементів струму.

Протягом решти трьох місяців 1820 року він робить 9 повідомлень, у яких містяться фундаментальні результати його робіт із взаємодії електричних струмів. Надалі він встановив еквівалентність елементарного магніту круговому струму і прийшов до думки про те, що всі магнітні взаємодії зводяться до взаємодії прихованих у тілах про кругових електричних молекулярних струмів. Ця гіпотеза Ампера отримала своє підтвердження лише у XX столітті. У тому року він запропонував використовувати електромагнітні явища передачі сигналів.

В 1822 Андре відкрив магнітний ефект соленоїда - котушки зі струмом: соленоїд, обтічний струмом, є еквівалентом постійного магніту. Вчений також висунув ідею, суть якої полягала у посиленні магнітного поля соленоїда шляхом приміщення всередину нього залізного сердечника з м'якого заліза. Таким чином, Ампер винайшов електромагніт, не підозрюючи про це, тому честь відкриття електромагніта дісталася англійському фізику Вільяму Стерджен (1783-1850) в 1825 році.

З 1824 Ампер працював професором Вищої Нормальної школи в Парижі. Свої дослідження він узагальнив у 1826 році у праці під назвою "Теорія електродинамічних явищ, виведена з досвіду". У ньому вперше був наведений кількісний закон для сили взаємодії струмів, відомий зараз як закон Ампера, який став одним із основних законів електродинаміки. Багато фізиків відзначали універсальність цієї формули. Найбільш точну та ємну характеристику відкриттів вченого дав основоположник теорії електромагнітного поля Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879), назвавши Ампера «Ньютоном електрики».

У 1829 році фізик винайшов комутатор та електромагнітний телеграф. 1830 року його обирають членом Петербурзької Академії наук. Останніми роками життя він знову починає займатися математикою, та був філософією науки.

Життя великого французького вченого не ставало легшим, незважаючи на його популярність. Він, як і раніше, купував і виготовляв прилади на свої гроші. Не маючи коштів, він змушений був випрошувати додаткову роботу в університетського начальства. За кілька місяців, закинувши роботи з електродинаміки, Ампер перевіряв провінційні училища, перевіряючи знання учнів з різних предметів, і писав звіти про витрати на меблі, чорнило та крейду. Начальство, мабуть, отримувало задоволення від можливості принизити вченого-фізика, а він був людиною надзвичайно скромною, мучився від свого безсилля, від необхідності витрачати дорогоцінний час на дрібниці. Незважаючи на всі життєві випробування, він завжди залишався доброю, чуйною і життєлюбною людиною.

Його відкриття зустрічалися багатьма колегами скептичними усмішками та нерозумінням. Праці Ампера були гідно оцінені лише після його смерті. Як сказав Франсуа Араго, «смерть Ампера – нещастя національне».

Андре Марі Ампер помер від запалення легенів 10 червня 1836 року у Марселі дорогою південь, де сподівався поправити своє здоров'я. У цей час він перебував у розквіті творчих сил. Його прах у 1869 році з Марселя був перевезений до Парижа на Монмартрський цвинтар. На його надгробному пам'ятнику висічені слова: «Він був такий же добрий і простий, як і великий».

Андре Марі Ампер

Ампер (Ampere) Андре Марі (AMPERE Andre-Marie) (1775-1836), французький вчений, іноземний член Петербурзької АН (1830), один із основоположників електродинаміки. Запропонував правило, назване його ім'ям, відкрив (1820) механічну взаємодію струмів та встановив закон цієї взаємодії (закон Ампера). Збудував першу теорію магнетизму.

Ампер (Ampere Andre Marie) - знаменитий математик і дослідник природи, що народився в Ліоні 22 січ. 1775; після смерті свого батька, гільйотинованого в 1793 р., А. був спочатку репетитором у політехнічній школі в Парижі, потім займав спочатку кафедру фізики в Бурзі, а з 1805 кафедру математики в паризькій політехнічній школі, де він виявив себе і на літературній ниві, вперше виступивши з твором: "Considerations sur la theorie mathematique dujeu" (Ліон, 1802). У 1814 р. він став членом академії наук, у 1824 р. - професором експериментальної фізики в College ае France; помер 10 червня 1836 р. в Марселі. Математика, механіка та фізика завдячують А. важливими дослідженнями; його електродинамічна теорія набула йому нев'янучої слави. Його погляд на єдину первісну сутність електрики та магнетизму, в чому він по суті сходився з датським фізиком Ерштедтом, чудово викладений ним у "Recueil d"observations lectrodynamiques" (Париж, 1822), в "Precis de la theorie des phenomenes electro , 1824 р.) і в "Theorio des phenomenes electrodynamiques". Різносторонній талант А. не залишився байдужим і в історії розвинена хімія, яка відводить йому одну з почесних сторінок і вважає його, спільно з Авогадро автором найважливішого закону сучасної хімії. вченого одиниця сили гальванічного струму названа "ампером", а вимірювальні прилади-"амперометрами". Крім цього Амперу належить ще працю "Essais sui la philosophie des Sciences" (2 т., 1834-43; 2-е видання, 1857). .

Ф.А. Брокгауз, І.А. Ефрон Енциклопедичний словник.

Ампер Андре Марі

Андре Марі Ампер народився 22 січня 1775 року. Його батько Жан-Жак Ампер разом із своїми братами торгував ліонськими шовками. Мати Жанна Сарсе – дочка одного з великих ліонських торговців. Дитинство Андре пройшло в невеликому маєтку Полем'ї, купленому батьком на околицях Ліона.

Він ніколи не ходив до школи, але читання та арифметики вивчився дуже швидко. Вже у 14 років він прочитав усі двадцять вісім томів французької "Енциклопедії". Особливий інтерес Андре проявляв до фізико-математичних наук. Андре почав відвідувати бібліотеку Ліонського коледжу, щоб читати праці великих математиків.

У віці тринадцяти років він представив Ліонську академію свої перші роботи з математики.

У 1793 році в Ліоні спалахнув заколот, який незабаром був пригнічений. За співчуття бунтівникам був обезголовлений Жан-Жак Ампер. За вироком суду майже все майно було конфісковано. Ампер вирішив переселитися до Ліону і давати приватні уроки математики.

У 1802 році Ампера запросили викладати фізику та хімію до Центральної школи міста Бурк-ан-Бреса, за шістдесят кілометрів від Ліона.

В кінці 1804 Ампер залишив Ліон і переїхав до Парижа, де він отримав посаду викладача Політехнічної школи. Основне завдання школи полягала у підготовці високоосвічених технічних фахівців із глибокими знаннями фізико-математичних наук.

В 1807 Ампер був призначений професором Політехнічної школи. 1808 року він отримав місце головного інспектора університетів. Час розквіту наукової діяльності Ампера припадає на 1814-1824 роки і пов'язаний з Академією наук, до числа членів якої він був обраний 28 листопада 1814 за свої заслуги в галузі математики.

Практично до 1820 року основні інтереси вченого зосереджувалися на проблемах математики, механіки та хімії. Питаннями фізики тоді він займався дуже мало. Ампер завжди розглядав математику як потужний апарат для вирішення різноманітних прикладних завдань фізики та техніки. Чи не залишає він і занять хімією. До його здобутків у галузі хімії належить відкриття, незалежно від Авогадро, закону рівності молярних обсягів різних газів.

У 1820 році фізик Ерстед виявив, що поблизу провідника зі струмом відхиляється магнітна стрілка. Так було відкрито властивість електричного струму – створювати магнітне поле. Ампер докладно досліджував це явище та відкрив взаємодію струмів.

Він встановив, що два паралельні дроти, якими тече струм в однаковому напрямку, притягуються один до одного, а якщо напрями струмів протилежні, дроти відштовхуються. Ампер пояснив це явище взаємодією магнітних полів, які утворюють струми. Про отримані результати Ампер одразу повідомив до Академії. На засіданні 25 вересня він розвинув ці ідеї далі, демонструючи досліди, в яких спіралі, що обтікають струмом (соленоїди), взаємодіяли один з одним як магніти.

Ампер вирішив знайти закон взаємодії струмів у вигляді суворої математичної формули і знайшов цей закон, який носить тепер його ім'я. Так крок за кроком у роботах Ампера зростала нова наука – електродинаміка, заснована на експериментах та математичній теорії. З 1820 по 1826 Ампер публікує ряд теоретичних і експериментальних робіт з електродинаміки. В 1826 виходить з друку "Теорія електродинамічних явищ, виведена виключно з досвіду".

В 1824 Ампер був обраний на посаду професора Колеж де Франс. Йому надали кафедру загальної та експериментальної фізики.

В 1835 він опублікував роботу, в якій довів подібність між світловим і тепловим випромінюваннями і показав, що всі випромінювання при поглинанні перетворюються на тепло. Ампер розробив систему класифікації наук, яку мав намір викласти у двотомному творі. В 1834 вийшов перший том "Досліди філософії наук або аналітичного викладу природної класифікації всіх людських знань". Ампер ввів такі слова, як "електростатика", "електродинаміка", "соленоїд". Ампер висловив думку, що, ймовірно, виникне нова наука про загальні закономірності процесів управління. Він запропонував назвати її "кібернетикою".

Ампер помер від запалення легенів 10 липня 1836 року у Марселі під час інспекційної поїздки. Там він і був похований.

2.1. Закон Ампера.

• 2.1. Закон Ампера.

• 2.2. Взаємодія двох паралельних нескінченних провідників зі струмом.

• 2.3. Вплив магнітного поля на рамку зі струмом.

• 2.4. Одиниці виміру магнітних величин.

• 2.5. Сила Лоренца.

• 2.6. Ефект Холла.

• 2.7. Циркуляція вектор магнітної індукції.

• 2.8. Магнітне поле соленоїда.

• 2.9. Магнітне поле тороїда.

• 2.10. Робота з переміщення провідника зі струмом у магнітному полі.

АМПЕР Андре Марі

• АМПЕР Андре Марі(1775 – 1836) – французький фізик математик та хімік.

• Основні фізичні роботи присвячені електродинаміки. Сформулював правило визначення дії магнітного поля струму на магнітну стрілку. Виявив вплив магнітного поля Землі на рухомі провідники зі струмом.

У 1820 р.

• У 1820 р.А. М. Ампер експериментально встановив, що два провідники зі струмом взаємодіють один з одним із силою:

• (2.1.1)

• де b- Відстань між провідниками, а k- Коефіцієнт пропорційності залежить від системи одиниць.

• У початковий вираз закону Ампера не входила жодна величина, що характеризує магнітне поле. Потім розібралися, що взаємодія струмів здійснюється через магнітне поле і отже закон має входити характеристика магнітного поля.

• У сучасному записі в системі СІ, закон Ампера виражається формулою:

• (2.1.2)

• Це сила з якою магнітне поле діє нескінченно малий провідник зі струмом I.

• Модуль сили, що діє на провідник

• (2.1.3)

• Якщо магнітне поле однорідне і провідник перпендикулярний силовим лініям магнітного поля, то

• (2.1.4)

• де - струм через провідник перетином S.

• Напрямок сили визначається напрямом векторного твору або правилом лівої руки (що те саме). Орієнтуємо пальці у напрямку першого вектора, другий вектор має входити в долоню і великий палець показує напрямок векторного твору.

• Мал. 2.1

• З закону Ампера добре видно фізичний сенс магнітної індукції: У – величина, чисельно рівна силі, з якою магнітне полі діє провідник одиничної довжини, яким тече одиничний струм.

• Розмірність індукції

Нехай b I2 I1знаходиться у цьому полі.

• Нехай b- Відстань між провідниками. Завдання слід вирішувати так: один із провідників I2створює магнітне поле, другий I1знаходиться у цьому полі.

• Мал. 2.2

I 2 на відстані bвід нього:

• Магнітна індукція, створювана струмом I 2 на відстані bвід нього:

• (2.2.1)

• Якщо I1 і I2 лежать в одній площині, то кут між B2 і I1 прямий, отже сила, що діє елемент струму I1 dl

• (2.2.2)

• На кожну одиницю довжини провідника діє сила:

• (2.2.3)

• (Зрозуміло, з боку першого провідника на другий діє така сама сила).

• Результуюча сила дорівнює одній із цих сил! Якщо ці два провідники будуть впливати на третій, то їх магнітні поля і потрібно скласти векторно.

• Мал. 2.2

Рамка зі струмом I α – правилом свердла).

• Рамка зі струмом Iзнаходиться в однорідному магнітному полі α – кут між і (напрямок нормалі пов'язаний з напрямком струму правилом свердла).

l, дорівнює: ,

• Сила Ампера, що діє на бік рамки завдовжки l, дорівнює: ,

• тут

• На інший бік завдовжки lдіє така сама сила. Виходить «пара сил», або крутний момент.

• (2.3.1)

• де плече:

• Так як lb = S- Площу рамки, тоді можна записати:

• Ось звідки ми писали з вами вираз для магнітної індукції:

• (2.3.3)

• M– крутний

• момент сили,

• P- магнітний

• момент.

• Отже, під дією цього крутного моменту рамка повернеться так, що

• На сторони завдовжки bтеж діє сила Ампера F2- Розтягує рамку і так як сили рівні за величиною і протилежні у напрямку рамка не зміщується, в цьому випадку М= 0, стан стійкого рівноваги .

• Мал. 2.4

Коли і антипаралельні, M = 0 нестійкої рівноваги перевернеться.

• Коли і антипаралельні, M = 0(оскільки плече дорівнює нулю), це стан, нестійкої рівноваги . Рамка стискається і, якщо трохи зміститься, відразу виникає крутний момент такий, що вона перевернеться.

• У неоднорідному полі рамка повернеться і витягуватиметься в область сильнішого поля.

• Мал. 2.4

• Закон Ампера використовується встановлення одиниці сили струму – ампер.

• (2.4.1)

Отже, Ампер

• Отже, Ампер– сила струму незмінного за величиною, який, проходячи двома паралельними прямолінійними провідниками нескінченної довжини і мізерно малого перерізу, розташованими на відстань один метр, один від одного у вакуумі викликає між цими провідниками силу

• Визначимо звідси розмірність та величину:

• У СІ:

• У СГС: μ0 = 1

• Із закону Біо-Савара-Лапласа, для прямолінійного провідника зі струмом можна визначити розмірність індукції магнітного поля:

1 Тл 2

• 1 Тл(один тесла дорівнює магнітній індукції однорідного магнітного поля, в якому) на плоский контур зі струмом, що має магнітний момент 1 А·м 2діє крутний момент 1 Н·м.

• Один тесла 1 Тл = 104 Гс.

• Гаус– одиниця виміру в Гаусової системі одиниць (СГС).

• ТЕСЛА Нікола (1856 - 1943)-сербський вчений у галузі електротехніки, радіотехніки

• Розробив ряд конструкцій багатофазних генераторів, електродвигунів і трансформаторів. Сконструював ряд радіокерованих самохідних механізмів.

• Вивчав фізіологічну дію струмів високої частоти. Збудував у 1899 р. радіостанцію на 200 кВт у Колорадо та радіоантену висотою 57,6 м у Лонг-Айленді. Винайшов електричний лічильник, частотомір та ін.

Інше визначення: 2

• Інше визначення: 1 Тл дорівнює магнітній індукції, при якій магнітний потік крізь майданчик 1 м. 2, перпендикулярну до напрямку поля дорівнює 1 Вб.

• Мал. 2.5

• Одиниця виміру магнітного потоку Вб отримала свою назву на честь німецького фізика Вільгельма Вебера (1804 – 1891 р.) – професора університетів у Галлі, Геттінгені, Лейпцигу.

• Як ми вже говорили, магнітний потік Ф через поверхню S – одна з характеристик магнітного поля(Мал. 2.5)

• Мал. 2.5

• Одиниця виміру магнітного потоку в СІ:

• Тут Максвелл (Мкс) – одиниця виміру магнітного потоку в СГС названо честь знаменитого вченого Джеймса Максвелла (1831 – 1879 р.), творця теорії електромагнітного поля.

• Напруженість магнітного поля вимірюється А-м-1

• Таблиця основних характеристик магнітного поля

Електричний струм nщо рухаються зі швидкістю

• Електричний струм це сукупність великої кількості nщо рухаються зі швидкістю

• зарядів.

• Знайдемо силу, що діє на один заряд із боку магнітного поля.

• За законом Ампера сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі (2.5.1)

• але струм причому тоді

Т.к. nS d l – кількість зарядів в обсязі S d l,тоді для одного заряду

• Т.к. nS d l – кількість зарядів в обсязі S d l,тоді для одного заряду

ЛОРЕНЦ Хендрік Антон

• ЛОРЕНЦ Хендрік Антон(1853 – 1928) – нідерландський фізик-теоретик, творець класичної електронної теорії, член Нідерландської АН.

• Навчався у Лейденському ун-ті, У 23г. захистив докторську дисертацію «До теорії відображення та заломлення світла». У 25 професор Лейденського ун-ту та завідувач кафедри теоретичної фізики.

Вивів формулу, що пов'язує діелектричну проникність із щільністю діелектрика, дав вираз для сили, що діє на заряд, що рухається в електромагнітному полі (сила Лоренца), пояснив залежність електропровідності речовини від теплопровідності, розвинув теорію дисперсії світла. Розробив електродинаміку рухомих тіл. У 1904 вивів формули, що пов'язують між собою просторові координати та моменти часу однієї й тієї ж події у двох різних інерційних системах відліку (перетворення Лоренца).

Модуль лоренцевої сили:

• Модуль лоренцевої сили:

• , (2.5.3)

• де α – кут між в.

• З (2.5.4) видно, що у заряд, що рухається вздовж лінії, діє сила ().

• Направлена ​​сила Лоренца перпендикулярно до площини, в якій лежать вектори. в. До позитивного заряду, що рухається. застосовується правило лівої руки або

• « правило буравчика»

до .

• Напрямок дії сили для негативного заряду – протилежно, отже, до електронам застосовується правило правої руки.

• Оскільки сила Лоренца спрямовано перпендикулярно рухається заряду, тобто. перпендикулярно,робота цієї сили завжди дорівнює нулю. Отже, діючи на заряджену частинку, сила Лоренца неспроможна змінити кінетичну енергію частки.

• Часто лоренцевою силою називають суму електричних та магнітних сил:

• (2.5.4)

• тут електрична сила прискорює частинку, змінює її енергію.

• Повсякденно дію магнітної сили на заряд, що рухається, ми спостерігаємо на телевізійному екрані (рис. 2.7).

• Рух пучка електронів по площині екрану стимулюється магнітним полем котушки, що відхиляє. Якщо піднести постійний магніт до площини екрана, то легко помітити його вплив на електронний пучок по спотворень, що виникають у зображенні.