26. Закон полного тока в веществе. Магнитная восприимчивость вещества. Магнитная проницаемость среды. Напряженность магнитного поля

Ранее было показано, что для поля в вакууме ,

В случае поля в веществе, закон полного тока для магнитного поля в веществе (теорема о циркуляции В )запишется так

где I и L -соответственно алгебраические суммы макротоков и микротоков, охватываемых контуром L.

С учетом этого (11)перепишется в виде ,

или, принимая во внимание (7),найдем и , где I= -алгебраическая сумма макротоков.

В итоге имеем.

Выражение представляет собой теорему о циркуляции вектора или закон полного тока и гласит: Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру Lравна алгебраической сумме макротоков, охватываемых контуром. Вектора напряженности магнитного поля являясь аналогом электрического смещения ,определяется только макротоками.

Ток, протекающий по проводнику, называют макротоком. Магнитное поле, создаваемое такими токами, называют полем макротоков и обозначают . Если вещество поместить в это поле , то магнитные моменты атомов вещества будут ориентированы против поля в диамагнетике и по полю в парамагнетике. Т.е. микротоки вещества создают внутреннее поле , противоположно направленное в диамагнетике и сонаправленное в парамагнетике. Тогда вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля в веществе равен векторной сумме магнитных индукций внешнего поля и поля микротоков

,

где .

Если рассмотреть любое сечение вещества в виде цилиндра, перпендикулярного его оси, то внутри вещества молекулярные токи соседних атомов направлены навстречу друг другу и взаимно компенсируются. Не скомпенсированными будут лишь молекулярные токи на боковой поверхности цилиндра. Ток, текущий по боковой поверхности цилиндра, подобен току в соленоиде и создает внутри него поле

; N = 1; µ = 1,

Как показывает опыт, в несильных магнитных полях намагниченность прямо пропорциональна напряженности поля , вызывающего намагниченность

[χ] = 1

где χ – безразмерная величина, называемая магнитной восприимчивостью, показывает, как вещество реагирует (намагничивается) на внешнее поле.

- связь магнитной проницаемости µ и магнитной проницаемости χ.

Магнитная проницаемость показывает во сколько раз результирующее магнитное поле в веществе больше внешнего намагничивающего поля макротоков .

Для диамагнетиков:

χ < 0; µ < 1;

χ ~ 10^-5 ÷ 10^-7.

Для парамагнетиков:

χ > 0; µ > 1;

χ ~ 10^-3 ÷ 10^-5.

Напряженностью магнитного поля (а/м) называется физическая величина, определяемая соотношением

H =

Если макроскопические токи распределены в пространстве с плотностью j, формула видоизменяется следующим образом:

(S — произвольная поверхность, ограниченная контуром, по которому берется циркуляция).

Формула выражают теорему о циркуляции вектора Н: циркуляция вектора напряженности магнитного поля по некоторому контуру равна алгебраической сумме макроскопических токов, охватываемых этим контуром.

Из сказанного выше вытекает, что напряженность магнитного поля Н является аналогом электрического смещения (электрической индукции) D.