Непрерывное распределение заряда[править | править исходный текст]

Сила Лоренца (на единичный 3-объём) f действующая на непрерывное распределение заряда (зарядовая плотность ρ) при движении. 3-плотность потока Jсоответствует движению заряженного элемента dq в объемеdV .

Для непрерывного распределения заряда, сила Лоренца принимает вид:

где dF — сила, действующая на маленький элемент dq.

25

Вопрос.3-6. Закон полного тока

Полным током называется алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром.

Рис. 3-10. Провод с током, проходящий через поверхность, перпендикулярную к оси провода.

Разделив правую и левую части уравнении (3-8) на абсолютную магнитную проницаемость, получим напряженность магнитного поля на расстоянии а от оси провода с током (рис. 3-10):

откуда

Произведение напряженности поля Н и длины магнитной линий   ограничивающей замкнутый контур, представляет собой м. д. с.  .

Поверхность, ограниченную магнитной линией, пронизывает один ток   и в данном случае алгебраическая сумма токов 

Таким образом, выражение (3-14) можно переписать в виде

т. е. намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

Написанное соотношение называется законом полного тока, который рассмотрен на простейшем примере.

В общем случае напряженность поля на различных участках магнитной линии может иметь разные значения, тогда намагничивающая сила

Намагничение магнетика

Если несущие ток провода находятся в какой-либо среде, магнитное поле изменяется. Это объясняется тем, что всякое вещество является магнетиком, т. е. способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). Намагниченное вещество создает магнитное поле В, которое накладывается на обусловленное токами поле Во. Оба поля в сумме дают результирующее поле

Намагничение магнетика естественно характеризовать магнитным моментом единицы объема. Эту величину называют намагниченностью и обозначают буквой J.

Если магнетик намагничен неоднородно, намагниченность в данной точке определяется следующим выражением:

где   — физически бесконечно малый объем, взятый в окрестности рассматриваемой точки,   — магнитный момент отдельной молекулы. Суммирование производится по всем молекулам, заклкь ченным в объеме   (ср. с формулой (16.1)).

Поле В, так же как и поле   не имеет источников. Поэтому дивергенция результирующего поля (51.1) равна нулю:

26

1. Каждый движущийся по орбите электрон образует круговой ток силы  ,  – частота обращения электрона вокруг ядра. Поскольку заряд электрона отрицательный, направление тока и направление движения электрона противоположны. Магнитный момент создаваемого электроном тока по величине равен: , где – угловая скорость; r – радиус орбиты электрона. Магнитный момент  создается движением электрона по орбите, вследствие чего он получил название орбитального магнитного моментаэлектрона. Вектор  образует с вектором орбитальной скорости электрона   левовинтовую систему. Движущийся по орбите электрон обладает моментом импульса, называемым орбитальным механическим моментом электрона: . Вектор  образует с вектором скорости  правовинтовую систему. Следовательно, направления векторов  и  противоположны. Отношение магнитного момента элементарной частицы к ее механическому моменту называется гиромагнитным отношением Г. Для орбитального движения электрона это отношение составляет: . Позже, в опытах Эйнштейна-де Гааза (Einstein A., 1879-1955; Haas A., 1884-1941) и Барнетта (Barnett S., 1873-1956), выяснилось, что наряду с орбитальными моментами, электрон обладает также собственным механическим моментом (спином)  и собственным магнитным моментом  , для которых гиромагнитное отношение оказалось в два раза большим: . Магнитный момент атома слагается из орбитальных и собственных магнитных моментов входящих в его состав электронов, а также магнитного момента ядра атома. Магнитный момент ядра, обусловленный магнитными моментами входящих в состав ядра протонов и нейтронов, значительно меньше электронных магнитных моментов, поэтому при рассмотрении многих вопросов им можно пренебречь. Таким образом, полный магнитный момент атома равен векторной сумме магнитных моментов всех его электронов. Магнитный момент молекулы также можно считать равным сумме магнитных моментов входящих в ее состав электронов.

Диамагнетизм — один из видов магнетизма, который проявляется в намагничивании вещества навстречу направлению действующего на него внешнего магнитного поля.

Диамагнетизм свойствен всем веществам. Диамагнетизм можно рассматривать как следствие индукционных токов, наводимых в заполненных электронных оболочках ионов внешним магнитным полем. Эти токи создают в каждом атоме индуцированный магнитный момент, направленный, согласно правилу Ленца, навстречу внешнему полю (независимо от того, имелся ли первоначально собственный момент или нет и как он был ориентирован). 

27