Дмитрий Панин Хотя у большинства людей в школьной программе присутствовал курс физики, а кто-то даже продолжил изучать этот предмет уже в стенах университета, порой запутаться в некоторых терминах этой сложной, но интересной науки очень легко. К примеру, немногие вспомнят определения электрического и магнитного полей, и наверняка только единицы смогут назвать между ними разницу. Давайте же освежим знания в этой области и разберёмся, что к чему.
Электрическое поле
Под этим понятием физики понимают векторное поле, которое образуется вокруг обладающих каким-либо зарядом частиц или тел. ЭП – один из двух неотъемлемых компонентов электромагнитного поля. Для того чтобы лучше понять его природу, необходимо вспомнить понятие кулоновской силы.
Справка. Закон Кулона определяет степень взаимодействия между каждым из пары точечных электрических зарядов, опираясь на данные о расстоянии между ними.
Если говорить о понятии напряжённости ЭП, то удобнее всего рассматривать её на следующем примере:
- Имеется два обладающих зарядом тела, одно из которых неподвижно, а второе перемещается вокруг первого.
- Кулоновская сила в данном случае будет равна произведению заряда и напряжённости.
- Напряжённость же будет включать в себя значение центрального заряда и квадрат расстояния от центральной точки до второго тела.
Примечательно, что для каждой точки такого электрического поля направление и значение кулоновской силы будет различаться. Именно из-за разности в направлении в каждой точке ЭП называют векторным полем.
Магнитное поле
Данным термином физики называют силовое поле, воздействующее только на движущиеся тела, заряды или частицы, каждая из которых обладает магнитным моментом. Сила в этом случае в меньшей степени зависит от состояния движения заряда. В роли зарядов при этом могут выступать электроны. Что касается напряжённости такого поля, то её величина будет находиться в прямой пропорции от скорости заряда и его значения.
Справка. Нет движущегося заряда – нет магнитного поля.
Одним из самых лучших примеров МП на лекциях и семинарах по физике часто называется наша с вами планета. Дело в том, что поскольку центр планеты состоит пусть из раскалённого, но всё же железа, он (как и другие тела, состоящие из металлов) способен перемещать по себе электроны, в связи с чем самое большое магнитное поле на планете создаётся самой планетой, а точнее – её центром. Исчезновение этого поля привело бы к катастрофам и, возможно, гибели всего живого на Земле.
Более «классическим» примером МП можно считать электромагниты. Они обычно состоят из проводов, обмотанных вокруг ферромагнетиков. Ферромагнетики – это ряд веществ, которые получают магнитные свойства только в случае, если их температура ниже определённого уровня. Последнее понятие в физике называют температурой Кюри. Ферромагнетики, по сути – уникальные вещества, ведь они взаимодействуют с МП, не неся в себе движущихся зарядов.
Что общего
К сожалению, первым общим свойством рассматриваемых нами понятий будет их неполная исследованность. Несмотря на работы Джеймса Клерка Максвелла, в которых подробно рассматривалось взаимодействие и взаимосвязь между электрическими и магнитными полями, назвать их природу до конца изученной нельзя до сих пор, и на деле человечество сегодня может лишь использовать известные их свойства в практических целях. Впрочем, многое учёным известно и сегодня.
К примеру, оба поля являются неотъемлемыми компонентами электромагнитного поля, а также оба являются силовыми. Последнее понятие подразумевает, что в любой точке, находящейся в радиусе действия поля, на заряд действует определённая сила, и при смене положения значение силы будет меняться.
В чём разница
Как понятно из всего вышесказанного, отличительных черт между рассматриваемыми нами явлениями также немало. Прежде всего, электрические поля способны воздействовать на все заряженные частицы, в то время как МП «работает» только на тех частицах, которые находятся в движении. Если говорить о силе ЭП, то она будет пропорциональна заряду, а МП будет пропорционально не только заряду, но и скорости его движения.
Справка. Различаются в данном случае и единицы измерения: для ЭП – это вольт на метр, а напряжённость МП выражают в теслах (Тл) или гауссах (Гс).
Ещё одним интересным свойством будет тот факт, что в электромагнитном поле оба его компонента будут колебаться под прямым углом относительно друг друга. Эту и другие особенности взаимодействия отразил в своём уравнении Джеймс Клерк Максвелл, много лет занимавшийся изучением магнитных и электрических полей.
Вот мы и рассмотрели основную разницу и общие черты между двумя тесно связанными друг с другом понятиями в физике. Надеемся, что в данном материале вы смогли почерпнуть для себя что-то новое и интересное.
