III. Магнитостатика

1. Принцип построения курса магнитостатики

Принцип построения курса магнитостатики идентичен принципу построения электростатики.

Сравнительная таблица

	Электростатика	Магнитостатика
1.	Закон Кулона– сила взаимодействия двух точечных зарядов	Закон Ампера– сила взаимодействия элементов тока
2.	Принцип суперпозиции
3.	Силовая характеристика поля
	электрического	магнитного
4.	Потенциал
	скалярный	векторный
5.	Использование свойств векторных полей
	поток,	циркуляция,
	для расчета полей при наличии симметрии используются теоремы
	Гаусса	Стокса
6.	Диполь электрический магнитный
	эл. поле диполя диполь во внешнем эл. поле	магн. поле магн. диполя магн. диполь во внешн. магн. поле
7.	Диэлектрики изотропныеМагнетики
8.	Энергия
	электрического поля	магнитного поля

Можно строить курс магнитостатики, взяв за основу силу Лоренца, а не закон Ампера взаимодействия токов: сила Лоренца + принцип суперпозиции.

Сила Лоренца – сила, действующая на заряд, движущийся в электромагнитном поле

Мы будем исходить из закона Ампера, однако оба указанных подхода основаны на экспериментальном опыте и приводят к одному и тому же определению магнитного поля.

Магнитное поле – поле, которое возникает при движении зарядов.

Это современное определение, а древние тоже знали о магнитах, хотя суждения их были весьма своеобразными. Вот, что писал в 77 г н.э. Плиний Старший в «Естественной истории»: “Отличительная особенность магнитов - их пол… Тот сорт магнита, что был найден в Трое, имеет черный цвет и женский пол и, следовательно, лишен притягивающей силы”. Следует заметить, что «Естественная история» представляла собой энциклопедию естественных знаний Античности, которая до 17 века использовалась как источник знаний о природе. Этот пример демонстрирует блестящее продвижение человечества в научном познании материального мира за последние 4 столетия.

2. Сила взаимодействия элементов тока – закон Ампера

Сила взаимодействия элементов тока по форме очень похожа на силу электростатического взаимодействия зарядов, определяемую законом Кулона:

Различие в форме записи законов Кулона и Ампера связано с тем, что взаимодействующие заряды являются скалярными величинами, а взаимодействующие элементарные токи величинами векторными.

Пусть 1 и 2 - проводники, несущие ток с плотностями и.

- элемент трубки тока проводника 1.

- элемент трубки тока проводника 2.

Опред.Трубка тока:

• трубка, состоящая из линий поля тока ;

• заряды не пересекают боковую поверхность трубки.

Сила, действующая на первый элемент со стороны второго:

-закон Ампера.

Для тонких проводов:

-сила, действующая на участок тонкого проводника со стороны участка проводника.

-сила, действующая на участок тонкого проводника со стороны участка проводника.

Замеч.- дифференциальная форма не удовлетворяетIIIзакону Ньютона.

Пример:

Закон Ампера удовлетворяет III закону Ньютона после интегрирования по замкнутым контурам 1 и 2, то есть для замкнутых контуров.