If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:8:58

Видео транскрипция

Сега знаем по нещо за магнитите. Да опитаме да разширим тези познания, като научим повече за магнитните полета и влиянието им върху движещи се заряди. Точно така определяме магнитното поле. Първо, както при всяко поле, хубаво е да има начин да си го представим. При електростатичните полета чертаем линиите на полето. Нека опитаме да направим същото и с магнитните полета. Да кажем, че това е моят пръчковиден магнит. Това е северният полюс и това е южният полюс. Прието е, когато изобразяваме линиите на магнитно поле, винаги започваме от северния полюс и се придвижваме до южния. Почти можем да разгледаме това като траекторията, която ще приеме магнитен северен монопол. Така, че ако започва тук – ако магнитен северен монопол, въпреки, че доколкото знаем, такъв не съществува в природата, въпреки че теоретично би могъл – но нека просто кажем в интерес на тезата ни, че имаме магнитен северен монопол. Ако започва ето тук, той ще се стреми да "избяга" от този северен полюс и ще опита да достигне южния полюс. Така че траекторията му ще изглежда като нещо такова. Ако започва от тук, може би траекторията ще изглежда ето така. Ако започва тук може би ще изглежда така. Мисля, че разбираш какво казвам. Друг начин да си представим това е вместо да мислим за магнитен северен монопол и за траекторията му, можем да се запитаме – какво ще стане, ако това е малък компас? Нека го нарисувам в друг цвят. Да кажем, че слагам компаса тук. Не тук исках да го сложа. Да кажем, ето тук. Стрелката на компаса всъщност ще се допира до линията на полето. Стрелката може да изглежда като нещо такова в тази точка. Ще изглежда така. Това ще бъде северният полюс на стрелката, а това ще бъде южният ѝ полюс. Всъщност, точно така са дефинирани посоките север и юг. Когато хората вече са имали компаси, са си казали: о, това е полюсът, който търси север и сочи в тази посока. Но той всъщност търси южния полюс на по-големия магнит. И сега навлизаме в объркващата дискусия за това, че магнитният географски северен полюс, който познаваме, всъщност е южният полюс на магнита, който наричаме Земя. Можеш да гледаш последния клип: "Увод в магнетизма", за да се объркаш още повече. Но мисля, че разбираш какво казвам. Север винаги търси юг по същия начин, по който положителният заряд търси отрицателния и обратно. Също така, север бяга далеч от север. Главната концептуална разлика – въпреки че това са доста различни свойства, които, както ще видим, се свеждат до едно и също нещо, което ще наричаме електромагнитна сила, щом започнем да учим уравненията на Максуел и теорията за вероятност и т.н. Но сега няма нужда да мислим за това. В класическото електричество и магнетизъм това са си различни сили. И главната разлика – въпреки че тези линии на полето изглеждат подобни – разликата е, че магнитните сили винаги са "диполи". Но съществуват електростатични сили, които са "монополи". Можем да имаме само положителен или само отрицателен заряд. Това е добре. Казваш си: "Сал, това ми харесва". Нарисувахме тези линии на полето. Вероятно си виждал/а това и преди, ако някога си пускал/а метални частици върху магнит. Те един вид се подреждат в посока на тези линии на полето. Може да си кажеш: "Това ми е от полза, предполагам." Но как определяме големината на магнитното поле в една точка?" Ето къде нещата стават интересни. Всъщност големината на магнитното поле се определя от ефекта на полето върху движещ се заряд. Това е интересно. И досега съм ти споменавал, че съществува сила, наречена магнетизъм, която е различна от електростатичната сила. Но ние определяме магнетизма по отношение на влиянието, което има върху движещ се заряд. Ето един жокер. И по-късно ще научим, ще научиш това, докато навлизаш във физиката, че магнитната сила или магнитното поле не е нищо повече от електростатично поле, движещо се с много висока скорост. С "релативистична" скорост. Така че можеш да ги разглеждаш като едно и също нещо, просто погледнато от различна перспектива. Не ми се иска да те обърквам. Да се върнем към това, което наричаме "начална физика". Ако търся магнитно поле като B – B е вектор и освен това магнитно поле – знаем, че силата върху движещ се заряд, той може да бъде електрон или протон, или друг вид движеща се заредена частица. И всъщност, това е основата за това как те – знаеш, говорим за суперколайдери – как те правят частиците да се въртят в кръг и как ги изучаваме по отношение на отклонението им от магнитното поле. Силата на заряда е равна на Силата върху заряда е равна на... той може да бъде или отрицателен, умножена по... и ето тук нещата стават интересни – по скоростта на заряда, по магнитното поле. Така че вземаме скоростта на заряда и можем или да я умножим по скаларната величина, или пък да вземем векторното произведение и да го умножим по скаларната величина. Няма значение, защото това е просто число, не е вектор. Така че взимаме векторното произведение на скоростта и магнитното поле, умножаваме това по заряда и намираме вектор-силата, която действа на тази частица. Сега, ако придоби представа за това какво представлява векторното произведение – тук се случва нещо интересно. Векторното произведение се интересува от векторите, които са перпендикулярни един на друг. Например, ако скоростта е точно перпендикулярна на магнитното поле, тогава ще получим число. В случай, че са успоредни, магнитното поле няма да окаже влияние върху заряда. Това е интересен факт. Другото интересно е, че когато вземем векторното произведение на два вектора, резултатът е перпендикулярен и на двата вектора Така, това е интересно. За да има магнитното поле влияние върху заряд, то трябва да бъде перпендикулярно на вектора на скоростта му. И тогава силата върху него ще бъде перпендикулярна и на скоростта на заряда, и също и на магнитното поле. Знам, че сигурно те обърквам с това, нека да поиграем с това, като решим няколко задачи. Но преди това нека определим какви са мерните единици за магнитно поле. Знам, че векторното произведение е равно на... да се попитаме: каква е големината на силата ? На какво е равна големината на силата? Това е големината на заряда (това е просто скаларна величина, така че все още е просто заряда), умножена по големината на скоростта, умножена по големината на полето, умножена по синуса на ъгъла между тях. Това е определението за векторно произведение и сега, ако търсим истинската сила на вектора, можем просто да умножим това по вектора, който получаваме като използваме правилото на дясната ръка. Ще направим това след секунда. Сега говорим само за мерните единици. Синусът на тета няма мерна единица, така че засега няма да му обръщаме внимание. Опитваме само да открием мерните единици за магнитно поле. Силата се измерва в нютони, затова можем да кажем, че нютоните са равни на заряда в кулони, скоростта е в метри за секунда и това, умножено по – не знам как се казва, но мерната единица е ‘В’. Ще кръстим единицата В2. Да видим. Ако разделим двете страни на кулони и на метри в секунда, получаваме нютони за кулон. И после, ако разделим на метри в секунда, това е същото, като да умножим по секунди за метър. Това е мерната единица за магнитно поле. Значи според международната система SI магнитното поле е в секунди за кулон метър. Това може да изглежда малко несвързано, но са измислили чудесно име за него. А и е името на един заслужил честта приятел, Никола Тесла. Така един нютон по секунда на кулон метър е равен на една тесла. Времето ми за този клип започва да свършва, защото ми се иска да решим цяла задача. Но искам да седнеш и да помислиш за секунда. Въпреки че познаваме магнитите от опит и може би тези магнити се различават от това, което си представяме, че е електричеството – но големината и дори мерната единица за магнетизма се определя от влиянието, което той оказва върху движещ се заряд. Затова и мерната единица – тесла – се определя като нютон секунда за кулон. Така че това е електростатичният заряд за кулон метър. Ще приключа вече този клип. Може да седнеш и да помислиш за всичко това. Но всичко ще стане по-ясно, когато решим няколко конкретни задачи с конкретни стойности в следващия клип. До скоро.
Кан Академия – на български благодарение на сдружение "Образование без раници".