Орбитальный магнитный момент микротока вещества

p_m = IS, (5.1)

где I - величина эквивалентного тока (микротока);

S - площадь орбиты электрона.

Пробный ток (пробный контур) – ток, существующий в плоском замкнутом контуре малых размеров (круговой ток). Положение этого контура в пространстве определяется с помощью положительной нормали, связанной с током в контуре правилом правого винта.

Магнитный момент пробного тока (пробного контура) p_m – векторная физическая величина, характеризующая свойства пробного контура, численно равная произведению величины тока в контуре на площадь, охватываемую контуром:

p_m = IS, (5.2)

где I - величина тока в контуре;

S – площадь, охватываемая контуром.

Вращающий момент, действующий на пробный контур, пропорционален его магнитному моменту, синусу угла a между направлением положительной нормали и направлением магнитного поля в данном месте пространства:

M_вр~p_m∙sina = I∙S∙sina. (5.3)

Связь вращающего момента, действующего на пробный контур в магнитном поле с индукцией магнитного поля:

а) в скалярной форме

M_вр = p_m×B×sina, (5.4)

б) в векторной форме

, (5.5)

где p _m – магнитный момент пробного контура;

B – вектор индукции магнитного поля;

a - угол между векторами p _m×и B.

Индукция магнитного поля B - векторная физическая величина, численно равная вращающему моменту, действующему на пробный контур, помещенный перпендикулярно к направлению магнитного поля в данную точку, магнитный момент которого равен единице. Характеризует силовое воздействие магнитного поля макро - и микротоков на движущиеся электрические заряды. При прочих равных условиях и одном и том же токе в проводнике величина B в различных средах различна:

. (5.6)

Напряженность магнитного поля H - характеристика магнитных полей, порождаемых только макротоками. Напряженность магнитного поля не зависит от свойств среды.

Связь напряженности магнитного поля H с магнитной индукцией B:

B = mm₀ H, (5.7)

где m₀- магнитная постоянная;

m - относительная магнитная проницаемость среды, которая показывает, во сколько раз магнитное поле макротоков усиливается за счет магнитных полей микротоков.

Вектор намагниченности J - характеристика магнитных полей микротоков вещества. Характеризует магнитное состояние макроскопического тела. Определяется как магнитный момент единицы объема тела:

а) в случае однородно намагниченного тела

; (5.8)

б) в случае неоднородно намагниченного тела

, (5.9)

где dV – физически бесконечно малый объём, взятый в окрестности рассматриваемой точки;

p_m – магнитный момент отдельной молекулы. Суммирование производится по всем молекулам, заключённым в объёме dV.

В вакууме микротоки (молекулярные токи) отсутствуют и вектор намагниченности J равен нулю:

J_вак = 0. (5.10)

В отсутствие внешнего магнитного поля магнетик (при H = 0) вектор намагниченности

J = 0. (5.11)

В веществах во внешнем магнитном поле (кроме так называемых ферромагнетиков и не слишком сильных полях) зависимость J от H является практически линейной:

J = c_m H, (5.12)

где c_m - магнитная восприимчивость вещества (характеризует его магнитные свойства).

Связь между векторами B, H и J:

B /m₀ = H + J; B = m₀m (1 + c_m) H = mm₀ H, (5.13)

где m = (1 + c_m) - относительная магнитная проницаемость среды.

Принцип суперпозиции магнитных полей: магнитное поле нескольких токов характеризуется результирующими векторами B или H, которые определяются соотношениями

B = B₁ + B₂ +....+ B_n = ; H = H₁ + H₂ +....+ H_n = . (5.14)

Индукция магнитного поля, созданного (закон Био-Савара-Лапласа):

а) объёмным элементом тока

; (5.15)

б) линейным элементом тока

. (5.16)

Дата добавления: 2014-12-07