Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - силовое поле, действующее на движущиеся (в системе, в к-рой рассматривается поле) электрич. заряды (токи) и на тела, обладающие магнитным моментом. Вместе с электрич. полем образует единое электромагнитное поле. Термин "М. п." введён в 1845 М. фарадеем (М. Faraday).

Согласно Максвелла уравнениям, источниками М. п. являются электрич. токи, магн. моменты и переменные электрич. поля (о природе источников М. п. в разл. средах см. в ст. Магнетизм, Магнетизм микрочастиц). М. п. в среде обычно характеризуется двумя аксиальными векторами: магнитной индукцией В и напряжённостью магнитного поля Н. Эти векторы не независимы, а связаны между собой т. н. материальным ур-ннем , различным для различных сред. О более общей зависимости ( Т - темн-ра, - давление, . . .) говорят как о магн. ур-нии состояния вещества. В вакууме В=Н (в СГС) или (в СИ), где - магнитная постоянная. Различие между векторами B и H в среде связано с наличием в ней микроскопич. магн. моментов. В СИ

где вектор М равен магн. моменту единицы объёма и наз. вектором намагниченности. В большинстве неферромагн. сред намагниченность (по крайней мере в слабых полях) пропорциональна напряжённости М. п.:

Коэф. у. наз. магнитной восприимчивостью. С учётом (2) ур-ние (1) можно записать в виде:

где коэф. наз. магнитной проницаемостью. В переменных полях величины m и c зависят от частоты и волнового вектора (т. н. временная и пространств. дисперсии, см. Диспергирующая среда). Плотность энергии w макроскопич. статич. М. п. в среде можно записать в виде:

В общем случае пределы интегрирования являются ф-цией H и значение w зависит от вида связи между B и H. Для вакуума, пара- и диамагн. сред, т. е. в случае линейной связи между В и Н,Это справедливо и для переменного М. п. в случае стационарной линейной среды и в отсутствие дисперсии (об энергии переменного М. п. в диспергирующих средах см. в ст. Энергия электромагнитного поля).

К осн. физ. проявлениям М. п. относятся магн. часть Лоренца силы

(q,- заряд и скорость частицы), сила, действующая на магн. момент т и соответствующая потенциальной энергии , а также явление электромагнитной индукции.

В лабораторных условиях слабые (до 0,5 кЭ) и средние (до 40 кЭ) стационарные М. п. получают с помощью постоянных магнитов и электромагнитов. Сильные стационарные М. п. (до 250 кЭ) получают с помощью охлаждаемых и сверхпроводящих соленоидов. Поля до 1,6 МЭ получаются в импульсных соленоидах, сверхсильные импульсные поля (десятки МЭ) - методом направленной взрыва (см. Сверхсильные магнитные поля). Для измерения характеристик М. п. используют разл. магнитометры. В космич. условиях М. п. достигают 10¹²-10¹³ Э (см. Магнитные поля звёзд).

Технич. применения М. п. лежат в основе практически всей электротехники, радиотехники и электроники. М. п. применяются в дефектоскопии, для удержания горячей плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза, для каналирования пучков заряж. частиц в ускорителях заряженных частиц, в генераторах мощного микроволнового излучения и т. п.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Ахиезер А. И., Ахиезер И. А., Электромагнетизм и электромагнитные волны, М., 1985. И. А. Ахиезер.