Фізика та астрономія в школі

Тема уроку: Магнітна дія струму. Досліди Ерстеда. Гіпотеза Ампера.

Мета уроку: дослідити магнітну дію струму. Провести дослід Ерстеда, пояснити учням ряд магнітних явищ з точки зору гіпотези Ампера.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Демонстрації

1)      Магнітна дія струму.

2)      Дослід Ерстеда.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

1)      Постійні магніти. Властивості постійних магнітів.

2)      Лінії магнітного поля постійних магнітів.

3)      Магнітне поле Землі.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Демонстрація

1)      Магнітна дія струму.

Уже йшлося про те, що електричний струм може чинити теплову, хімічну та магнітну дії. І якщо теплова та хімічна дії струму виявляються не завжди, то магнітна дія є загальною властивістю будь-якого струму. Виходячи з цього можна припустити, що навколо провідника зі струмом існує магнітне поле. З'ясуємо це.
Дізнаємося про дослід Ерстеда Ще вчені Давньої Греції висловлювали припущення, що магнітні й електричні явища якимось чином пов'язані між собою, проте встановити цей зв'язок удалося лише на початку XIX ст.
Данський учений X. Ерстед (рис. 26.1) демонстрував студентам досліди з нагріванням провідників електричним струмом. Під час одного з дослідів він помітив, що при проходженні електричного струму по провіднику магнітна стрілка, розташована поблизу провідника, відхиляється від напрямку «північ — південь» (рис. 26.2).

Рис. 26.1. Данський учений X. Ерстед.

Рис. 26.2. Відхилення стрілки від напрямку "північ-південь".

У разі ж відсутності струму стрілка знов встановлюється вздовж ліній магнітного поля Землі. Так учений з'ясував, що електричний струм чинить певну дію на магнітну стрілку.

Гіпотеза Ампера

Спостерігаючи за поведінкою магнітної стрілки в середовищі довкола провідника зі струмом (дослід Ерстеда), французький вчений Ампер, запропонував ідею, що магнетизм Землі викликано струмом, який тече всередині земної кулі. Далі Ампер висунув більш загальні висновки - магнітні властивості будь якого тіла визначаються замкнутими електричними струмами всередині нього.

Відповідно до гіпотези Ампера, всередині молекул і атомів циркулюють елементарні електричні струми. Згодом стало відомо, що ці струми, представляють собою рух електронів по орбітам в атомі. Якщо площини, в яких циркулюють ці заряди, розташовані невпорядковано по відношенню одна до одної в наслідок теплового руху молекул, з яких складається тіло, то їх взаємодія взаємно компенсується і ніяких магнітних властивостей тіло не проявляє. І навпаки: якщо площини, в яких обертаються електрони, паралельні одна одній і напрям нормалей до цих площин однаковий, то такі речовини мають зовнішнє магнітне поле.

Закріплення вивченого матеріалу

Як змінить орієнтацію стрілка компаса, якщо до неї наблизити провідник зі струмом, розташований паралельно земному екватору? перпендикулярно екватору?  Поясніть відповідь.

Домашнє завдання

Вивчити §26. С. 145-146

Повторити § 25.