Магнитное поле. Источники и способы обнаружения электрических и магнитного полей. Индукция магнитного поля

Индукция магнитного поляИ электрические, и магнитные явления — это взаимодействие тел на расстоянии. Эти взаимодействия проявляются в возникновении механических сил и моментов сил, действующих между телами. Соответственно и обнаруживают существование этих взаимодействий по их механическим последствиям.

Отличие электрического и магнитного взаимодействия проявляется, например, в том, что для разделения электрических зарядов можно натирать разные предметы друг об друга, а для получения магнитов тереть предметы друг о друга бесполезно. Обернув мокрой тканью заряженный предмет, можно уничтожить его электрический заряд. Та же процедура по отношению к магниту не приведет к исчезновению магнитных свойств. Намагничивание магнитных материалов в присутствии других магнитов не приводит к разделению электрических зарядов. Эти два вида взаимодействия предметов на расстоянии не сводятся один к другому.

Экспериментальное исследование магнитов и различных материалов показывает, что некоторые предметы постоянно обладают магнитными свойствами, то есть являются «постоянными магнитами», а другие тела обретают магнитные свойства только в присутствии постоянных магнитов. Существуют также материалы, которые не имеют явно выраженных магнитных свойств, то есть они не притягиваются к сильным постоянным магнитам и не отталкиваются от них.

Для описания силового взаимодействия электрических и магнитных зарядов используется одна и та же идея о существовании в пространстве некоторого силового векторного поля. В «электрическом» случае соответствующий вектор называется вектором напряженности электрического поля . Для «магнитного» случая соответствующий вектор называется вектором индукции магнитного поля (Исторические названия не отражают адекватно смысла введенных величин, характеризующих электрическую и магнитную составляющие «электромагнитного поля», поэтому мы не будем разбираться с этимологией этих слов).

Поля в обоих случаях можно описывать распределением в пространстве «силовых векторов». Для северного магнитного полюса какого-либо магнита направление силы, действующей на него со стороны магнитного поля, совпадает с направлением вектора индукции магнитного поля, а для южного полюса этого же магнита — сила, действующая на него в магнитом поле, направлена противоположно вектору индукции магнитного поля. Если величину «магнитного заряда» с учетом его знака («северности» или «южности») обозначит символом N, то сила, действующая на магнитный заряд со стороны магнитного поля равна .

Магнитное поле, созданное точечным магнитным зарядом в окружающем пространстве, описывается в точности такой же формулой, как и в случае электрического поля.

Константа Км — это коэффициент пропорциональности, который зависит от выбора системы единиц. Для взаимодействия магнитных зарядов тоже справедлив закон Кулона.

Самые общие выводы из установленных законов электромагнитного взаимодействия таковы:

1) Заряженные частицы создают в пространстве вокруг себя электрическое поле.

2) Электрическое поле одинаково действует на заряженные частицы, движущиеся или покоящиеся.

3) Движущиеся заряженные частицы создают в пространстве вокруг себя магнитное поле.

4) Магнитное поле оказывает силовое действие на заряженные частицы, находящиеся в движении, и не действует на покоящиеся заряженные частицы.

5) Электрическое и магнитное поля, созданные заряженной частицей, при изменении ее положения и состояния движения не меняются во всем пространстве мгновенно, а имеет место задержка.

Выяснилось, таким образом, что взаимодействие заряженных частиц друг с другом зависит не только от их взаимного пространственного расположения, но и от их взаимного (относительного) движения. Законы, описывающие это взаимодействие, оказались достаточно простыми с точки зрения математики.