Магнетизм. Взаимодействие полюсов

Взаимодействие полюсов. 1) Два магнита. 2) Две магнитные стрелки. 3) Два полосовых сильных магнита. 4) Большой полосовой сильный магнит. 5) Стеклянная трубка. 6) Штатив. 7) Подставка.

Взаимодействие полюсов должно привести к выводу о различи» между собой обоих полюсов магнита.

Для этого опыта необходимо иметь полосовой магнит, свободно вращающийся вокруг горизонтальной оси. На рисунке 9 изображены способы подвешивания магнита, а на рисунке 10 — плавающий магнит.

Поднося к полюсам подвешенного магнита полюсы другого магнита, легко показать, что полюсы двух разных магнитов обнаруживают два вида взаимодействия —они или притягиваются, или отталкиваются. Два полюса, которые притягиваются, называются разноимёнными; два полюса, которые взаимно отталкивают друг друга, названы одноимёнными. Опыт покажет, что каждый магнит обладает двумя разноимёнными полюсами.

Названия северный и южный полюсы естественнее всего сообщить учащимся в связи с вопросом о земном магнетизме; однако преподаватель может сейчас же, говоря о взаимодействии полюсов, ввести термины «северный и южный полюсы» и показать, как определить наименование полюса.

Вместо двух магнитов с таким же успехом можно применить две магнитные стрелки, если одну из них держать в руке.

Можно, конечно, взять магнит и магнитную стрелку (на острие), но опасно, так как сильный магнит при поднесении его к стрелке может перемагнитить её, и тогда в том случае, когда надо показать отталкивание, получится притяжение. Поэтому в таком виде этот опыт надо производить с осторожностью.

Взаимодействие полюсов с большой силой проявляется, если применять два сильных магнита. Особенно интересно наблюдать это взаимодействие, используя индивидуальное ощущение. Для этого в обе руки берут по одному, сравнительно небольшому, сильному магниту и стараются или оторвать друг от друга два соприкоснувшихся разноимённых полюса, или удержать на небольшом расстоянии друг от друга два одноимённых полюса, не позволяя им соприкоснуться. Потребные усилия кажутся необычайно большими, особенно если опыт проделать с двумя подковообразными магнитами.

Отталкивание одноимённых полюсов можно продемонстрировать такими опытами.

На гладкую поверхность (полированный стол, стекло) кладут небольшой прямой сильный магнит и медленно по направлению его оси приближают к нему одноимённым полюсом второй такой, же магнит. Хотя магниты будут сравнительно далеки друг от друга (на расстоянии нескольких сантиметров), первый магнит придёт в движение и будет удаляться от второго по мере его приближения. Если приближать второй магнит не вдоль оси первого, то вместо поступательного движения можно вызвать вращение. Внимательно следя за движением, можно им управлять и направить первый магнит куда угодно.

Рис. 26. Висение магнита в воздухе

Чтобы наглядно показать отталкивание двух сильных магнитов, берут два магнита разного размера. Второй (больший) магнит ставят стоймя на стол и над его верхним концом устанавливают вертикально стеклянную трубку, зажатую в лапку штатива (рис. 26). Диаметр трубки подбирают такой, чтобы меньший магнит свободно мог двигаться вдоль трубки, не задерживаясь трением о стенки. Затем этот меньший магнит помещают внутрь трубки так, чтобы оба магнита были обращены друг к другу одноимёнными полюсами.

Тогда магнит в трубке будет неподвижно висеть в воздухе, что хорошо видно даже издали.

Третий случай отталкивания наблюдают при помощи двух одинаковых полосовых сильных магнитов (в форме брусочков). Один из них кладут плашмя на подставку, стоящую на столе, чтобы опыт был виден учащимся. Недалеко (на расстоянии 4 - 6 см) от первого магнита ставят одним узким ребром на подставку второй магнит так, чтобы полюсы обоих магнитов, обращённые друг к другу на подставке, были разноимёнными.

Рис. 27. Свободно стоящий магнит

Тогда верхний полюс поставленного магнита и ближайший к нему полюс лежащего магнита окажутся^fодноимёнными и будут взаимно отталкиваться. Вследствие этого второй магнит при надлежащем выборе места для него будет свободно стоять без поддержки, будучи наклонён в сторону первого магнита (рис. 27). Толкая пальнем верхний конец стоящего магнита, мы заставим его качаться около положения равновесия.