Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

МАГНИ́ТНОЕ ПО́ЛЕ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 18. Москва, 2011, стр. 369

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. С. Булыгин

МАГНИ́ТНОЕ ПО́ЛЕ, маг­нит­ная со­став­ляю­щая элек­тро­маг­нит­но­го по­ля; фи­зич. по­ле, ока­зы­ваю­щее ме­ха­нич. си­ло­вое воз­дей­ст­вие на дви­жу­щие­ся элек­трич. за­ря­ды, про­вод­ни­ки, по ко­то­рым про­хо­дит элек­трич. ток, по­сто­ян­ные маг­ни­ты и др. фи­зич. объ­ек­ты, об­ла­даю­щие маг­нит­ным мо­мен­том. Из­ме­няю­щее­ся во вре­ме­ни М. п. соз­да­ёт элек­три­че­ское по­ле (см. Мак­свел­ла урав­не­ния). Тер­мин «М. п.» ввёл М. Фа­ра­дей (1845), ав­тор кон­цеп­ции фи­зич. по­ля – клю­че­во­го по­ня­тия совр. фи­зи­ки.

Си­ло­вой ха­рак­те­ри­сти­кой М. п. яв­ля­ет­ся век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции $\boldsymbol B$, с по­мо­щью ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ют­ся ме­ха­нич. си­лы и вра­ща­тель­ные мо­мен­ты сил, дей­ст­вую­щие со сто­ро­ны М. п. на дви­жу­щие­ся за­ря­ды, то­ки и те­ла, об­ла­даю­щие маг­нит­ным мо­мен­том. М. п. так­же ха­рак­те­ри­зу­ет­ся на­пря­жён­но­стью маг­нит­но­го по­ля $\boldsymbol H : \boldsymbol H = \boldsymbol B/μ_0μ$, где $μ$ – маг­нит­ная про­ни­цае­мость сре­ды, в ко­то­рой су­ще­ст­ву­ет М. п., $μ_0$ – маг­нит­ная по­сто­янная. Объ­ём­ная плот­ность $w$ энер­гии М. п. в сре­де  $w = \int \boldsymbol H d\boldsymbol B$, где пре­де­лы интег­ри­ро­ва­ния яв­ля­ют­ся функ­ци­ей $\boldsymbol H$, и зна­че­ние $w$ за­ви­сит от ви­да свя­зи ме­ж­ду $\boldsymbol B$ и $\boldsymbol H$. Так, в слу­чае ли­ней­ной свя­зи ме­ж­ду эти­ми па­ра­мет­ра­ми (в ва­куу­ме, диа- и па­ра­маг­нит­ных сре­дах) $w = \boldsymbol H \boldsymbol B/2$. Осн. фи­зич. про­яв­ле­ния­ми М. п. яв­ля­ют­ся Ло­рен­ца си­ла и яв­ле­ние элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции.

Ис­точ­ни­ки М. п. – про­вод­ни­ки с то­ком (см. Био – Са­ва­ра за­кон), дви­жу­щие­ся за­ря­ды, фи­зич. объ­ек­ты и те­ла, об­ла­даю­щие маг­нит­ным мо­мен­том (о при­ро­де ис­точ­ни­ков М. п. в разл. сре­дах см. в стать­ях Маг­не­тизм, Маг­не­тизм мик­ро­час­тиц). Кро­ме то­го, М. п. соз­да­ёт­ся пе­ре­мен­ным элек­трич. по­лем.

В тех­нич. при­ло­же­ни­ях М. п. по ве­ли­чи­не маг­нит­ной ин­дук­ции $B$ под­раз­де­ля­ют на сла­бые (до 0,05 Тл), сред­ние (0,05–4 Тл), силь­ные (4–100 Тл) и сверх­силь­ные маг­нит­ные по­ля (св. 100 Тл). Сла­бые и сред­ние М. п. ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в ра­дио­тех­ни­ке и элек­тро­ни­ке, элек­тро­тех­ни­ке и элек­тро­энер­ге­ти­ке. Их по­лу­ча­ют с по­мо­щью по­сто­ян­ных маг­ни­тов и элек­тро­маг­ни­тов (в т. ч. сверх­про­во­дя­щих). Силь­ные М. п. при­ме­ня­ют­ся в мощ­ных элек­тро­тех­нич. и элек­тро­фи­зич. ус­та­нов­ках, в т. ч. в ус­ко­ри­те­лях за­ря­жен­ных час­тиц и в раз­ра­ба­ты­вае­мых энер­ге­тич. ус­та­нов­ках уп­рав­ляе­мо­го тер­мо­ядер­но­го син­те­за. Для по­лу­че­ния по­сто­ян­но­го силь­но­го М. п. (с ин­дук­ци­ей до 20–30 Тл) при­ме­ня­ют­ся сверх­про­во­дя­щие со­ле­нои­ды с до­пол­нит. те­п­ло­от­во­дом; бо­лее силь­ные М. п. уда­ёт­ся по­лу­чать толь­ко в те­че­ние ко­рот­ких про­ме­жут­ков вре­ме­ни с по­мо­щью им­пульс­ных со­ле­нои­дов (до 160 Тл) или маг­ни­то­ку­му­ля­тив­ных (взры­во­маг­нит­ных) ге­не­ра­то­ров (до 103 Тл). Для из­ме­ре­ния ха­рак­те­ри­стик М. п. ис­поль­зу­ют разл. маг­ни­то­мет­ры.

При­род­ные М. п. име­ют раз­ные ве­ли­чи­ны. Так, ин­дук­ция М. п. Зем­ли на её по­верх­но­сти со­став­ля­ет ок. 5·10–5 Тл, М. п. Юпи­те­ра – по­ряд­ка 10–3 Тл, ин­дук­ция М. п. внут­ри сол­неч­ных пя­тен (ак­тив­ных об­лас­тей на Солн­це) со­став­ля­ет до­ли Тл, отд. звёз­ды об­ла­да­ют М. п. с ин­дук­ци­ей по­ряд­ка нескольких Тл. Наи­боль­ши­ми М. п. об­ла­да­ют звёз­ды, на­хо­дя­щие­ся в кон­це сво­ей эво­лю­ции, ко­гда их раз­ме­ры зна­чи­тель­но умень­ша­ют­ся (маг­ни­то­ку­му­ля­тив­ный ме­ха­низм уси­ле­ния М. п.).

Лит.: Са­ха­ров А. Д. Взры­во­маг­нит­ные ге­не­ра­то­ры // Ус­пе­хи фи­зи­че­ских на­ук. 1966. Т. 88. Вып. 4; Си­ву­хин Д. В. Об­щий курс фи­зи­ки. 5-е изд. М., 2006. Т. 3: Элек­три­че­ст­во; Ка­лаш­ни­ков С. Г. Элек­три­че­ст­во. 6-е изд. М., 2008.

Вернуться к началу