Магнитное поле

Классическая электродинамика

Магнитное поле соленоида

Электричество · Магнетизм Электростатика Закон Кулона Теорема Гаусса Электрический дипольный момент Электрический заряд Электрическая индукция Электрическое поле Электростатический потенциал Магнитостатика Закон Био — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнитный момент Магнитное поле Магнитный поток Электродинамика Диполь Потенциалы Лиенара — Вихерта Сила Лоренца Ток смещения Униполярная индукция Уравнения Максвелла Электрический ток Электродвижущая сила Электромагнитная индукция Электромагнитное излучение Электромагнитное поле Электрическая цепь Закон Ома Законы Кирхгофа Индуктивность Радиоволновод Резонатор Электрическая ёмкость Электрическая проводимость Электрическое сопротивление Электрический импеданс Ковариантная формулировка Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-ток · 4-потенциал Известные учёные Генри Кавендиш Майкл Фарадей Андре-Мари Ампер Густав Роберт Кирхгоф Джеймс Клерк (Кларк) Максвелл Генри Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсон Роберт Эндрюс Милликен

Картина силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом в форме стержня. Железные опилки на листе бумаги.

Магни́тное по́ле — составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц, либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты). Основной характеристикой магнитного поля является его сила, определяемая вектором магнитной индукции $\vec{\mathbf{B}}$ (вектор индукции магнитного поля). В СИ магнитная индукция измеряется в Тесла (Тл).

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Можно также рассматривать магнитное поле, как релятивистскую составляющую электрического поля. Точнее, магнитные поля являются необходимым следствием существования электрических полей и специальной теории относительности. Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются свет и прочие электромагнитных волны.

Чем создаётся магнитное поле

Магнитное поле формируется изменяющимся во времени электрическим полем либо собственными магнитными моментами частиц. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц. В простых случаях оно может быть найдено из закона Био — Савара — Лапласа или теоремы о циркуляции (она же — закон Ампера). В более сложных ситуациях ищется как решение уравнений Максвелла.

Пояснение от Макеева

Магнитное поле есть поле из множества под квантов магнитного поля - магнитонов.

В вакууме фантомные, виртуальные и реальные магнитоны и анти магнитоны, движущиеся приблизительно изотропно во всех направлениях и со всех направлений относительно каждой из множества областей-точек разных масштабных уровней взаимно интерферируют, спутываются, но не погашают друг друга. Поэтому вдали от полюсов магнитного поля и зарядов статического электричества вакуум магнитно нейтрален.

Магнитное поле вблизи полюса магнитного знака "юг" направлено от полюса юг в форме потоков под квантов магнитного поля магнитонов. Встречно-перпендикулярно потокам под квантов магнитного поля магнитонам из вакуума выпутываются и летят анти подкванты магнитного поля анти магнитоны.

Магнитное поле вблизи полюса магнитного знака "север" направлено от полюса север в форме потоков анти под квантов магнитного поля анти магнитонов. Встречно-перпендикулярно потокам под квантов магнитного поля магнитонам из вакуума выпутываются и летят подкванты магнитного поля магнитоны.

Вихревой под квант магнитного поля градиента юг-север есть магнитон , состоит из под квантов электростатического поля электрино и анти электрино, которые обращаются вокруг друг друга по часовой стрелке относительно вектора своего движения. Имеет скорость движения в корень квадратный из двух раз быстрее скорости фотона в вакууме.

Анти магнитон есть вихревой анти под квант градиента север-юг, состоит из под квантов электростатического поля электрино и анти электрино, которые обращаются вокруг друг друга против часовой стрелки относительно вектора своего движения. Имеет скорость движения в корень квадратный из двух раз быстрее скорости фотона в вакууме.

Магнитон в составе материи фотона, двигаясь под углом 45 градусов к вектору движения фотона, на под квант шаге в четверть длины волны фотона от оси движения фотона выпутывает-возбуждает анти магнитон из спутанностей потоков виртуальных под квантов материи вакуума.

Анти магнитон в составе материи фотона, двигаясь под углом 45 градусов к вектору движения фотона, на под квант шаге в четверть длины волны фотона от оси движения фотона выпутывает-возбуждает магнитон из спутанностей потоков виртуальных под квантов материи вакуума.

Проявление магнитного поля

Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца, которая всегда направлена перпендикулярно к вектору $\vec v\,$. Она пропорциональна заряду частицы $q\!$, составляющей скорости $\vec v\!$, перпендикулярной направлению вектора магнитного поля $\vec{B}$, и величине индукции магнитного поля $B\!$. В системе единиц СИ сила Лоренца выражается так:

$F=q[\vec v\times\vec B]=qvB\sin\alpha \,$

где $\alpha \!$ - угол между направлением вектора скорости частицы $\vec{v}$ и направлением вектора магнитного поля $\vec{B}$.

Также магнитное поле действует на проводник с током. Сила, действующая на проводник будет называться силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действущих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.

Взаимодействие двух магнитов

Наиболее часто встречаемое проявление магнитного поля — взаимодействие двух магнитов: подобные полюса отталкиваются, противоположные притягиваются. Представляется заманчивым описать взаимодействие между магнитами, как взаимодействие между двумя монополями, но эта идея не приводит к правильному описанию явления.

Правильнее будет сказать, что на магнитный диполь помещённый в неоднородное поле действует сила, которая стремится повернуть его так, чтобы магнитный момент диполя был сонаправлен с магнитным полем.

Сила, действующая на магнитный диполь с магнитным моментом $\mathbf{m}$ выражается по формуле:

$\mathbf{F} = \mathbf{\nabla} \left(\mathbf{m}\cdot\mathbf{B}\right)$.

Сила, действующую на магнит со стороны неоднородного магнитного поля, может быть также определенна суммированием всех сил, действующих на элементарные диполи, составляющие магнит.

Явление электромагнитной индукции

Если поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур меняется во времени, в этом контуре возникает ЭДС электромагнитной индукции.

Математическое представление

Термин магнитное поле применяется к двум различным векторным полям, обозначаемым как $\mathbf{H}$ и $\mathbf{B}$. Несмотря на это, термин "магнитное поле" исторически относится к $\mathbf{H}$, в то время как $\mathbf{B}$ называется магнитной индукцией, в настоящее время $\mathbf{B}$ понимается как более фундаментальная величина. Величина $\mathbf{H}$ называется напряженностью магнитного поля.

Единицы измерения

Величина $\mathbf{B}$ в системе единиц СИ измеряется в теслах, в системе СГС в гауссах.

Векторное поле $\mathbf{H}$ измеряется в амперах на метр (А/м) в системе СИ и в эрстедах в СГС.

Энергия магнитного поля

Энергию магнитного поля можно найти по формуле:

$W = {{\Phi I} \over 2} = {{L I^2} \over 2}$

где:

Φ — магнитный поток,

I — ток,

L — индуктивность катушки или витка с током.

См. также

• Магнит
• Магнитное поле звёзд
• Магнитное поле планет
• Магнитное поле Земли
• Вращающееся магнитное поле
• Магнитноротационная неустойчивость

Литература

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — 688 с.

---

Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Магнитное поле. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .

---