Magnetiska fält

Efter detta avsnitt ska du kunna / veta

• Känna till det magnetiska fältets riktning kring en permanentmagnet
• Veta vilken enhet magnetisk fältstyrka / flödestäthet mäts i
• Vara bekant med, och använda dig utav, begreppen  ”Tumregeln” och ”Högerhandsregeln” och magnetisk flödestäthet
• Bestämma den magnetiska fältstyrkan på ett givet avstånd från en strömförande ledare
• Bestämma magnetfältets riktning kring en strömförande ledare
• Avgöra vilken del i en solenoid som är magnetisk nordpol respektive sydpol givet en strömriktning
• Beräkna den magnetiska flödestätheten i en solenoid
• Bestämma storlek och riktning på den kraft som påverkar en strömförande ledare som går genom ett magnetfält
• Vara bekant med, och använda dig utav, det jordmagnetiska fältets vertikal- och horisontalkomposant
• Definiera strömstyrka utifrån kraft
• Använda dig av sambandet mellan strömstyrka och magnetisk flödestäthet i en långsmal spole
• Kunna avgöra storlek och riktning på den kraft en laddad partikel påverkas med i ett magnetfält
• Beräkna storleken på det elektriska fält som bildas i en ledande, strömförande, platta i ett magnetiskt fält
• Föra ett ”jämviktsresonemang” utifrån t ex elektriska och magnetiska krafter
• Känna till en metod att bestämma elektronens massa

Material

• Heureka Fysik B Avsnitten 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9 (sid. 200 – 213
• Laboration: Bestämma den jordmagnetiska fältstyrkan
• Uppgifter: 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 8.10, 8.11, 8.12, 8.14, 8.15, 8.16, 8.18, 8.20, 8.22, 8.24, 8.26

Ovanstående avsnitt och uppgifter i boken ger en rätt bra bild vad magnetiska fält skapas och har för egenskaper. Det förra avsnittet – Elektriska fält, detta avsnitt – Magnetiska fält och kommande avsnitt – Induktion är mycket förknippade med varandra. De tar avstamp i en fältteori, vilket innebär att någonting känner av en kraft utan synbar fysisk påverkan; olika fält påverkar olika sorts föremål. Elektrisk ström (elektroner  i rörelse) skapar ett magnetiskt fält runt ledaren och även andra laddade partiklar i rörelse skapar ett magnetfält kring sig själva varför de påverkas av en magnetisk kraft då de färdas genom ett magnetiskt fält.

Det kommer att vara mycket vinkelräta förhållanden i detta avsnitt. T ex  gäller att magnetfältet är vinkelrätt mot den ström som skapar det. Kraften som en laddad partikel påverkas med då den färdas genom ett magnetfält är också vinkelrät såväl mot magnetfältet som rörelseriktningen. I de fall då t ex en rörelseriktning inte är vinkelrät mot ett magnetfält kommer den laddade partikeln att påverkas av en kraft som beräknas med hjälp av de vinkelräta komposanterna (antingen hastighetskomposanterna eller magnetfältskomposanterna). Det är nog första gången vi kommer i kontakt med ett tredimensionellt förhållande på detta vis: fält, hastighet och kraft är vinkelräta mot varandra, och kan vara så även om riktningen på något av dessa ändras. Se t ex Fig. 23 på sid. 212 i Heureka! B.

Vad beträffar t ex det jordmagnetiska fältet (se bild nedan) gäller att det har olika riktning beroende på latitud (läget nord-sydlig riktning).

Den laboration vi kommer att göra går ut på att bestämma den jordmagnetiska flödestätheten, såväl horisontalkomposant som i den aktuella riktningen.

Slutligen en fråga vars svar inte är så självklart: Om man tänker sig att Jordens magnetfält skapas av en jättelik stavmagnet inne i Jorden, hur kommer dess nord- och sydpol att vara placerade i förhållande till Jorden? Går det att motivera med definitionen på riktning av magnetiska fältlinjer? Skriv gärna svar med motivering som kommentar till detta inläggg!