стыо обладает прежде всего весь земной шар.
Кроме того, такими свойствами обладает руда — магнитный железняк. Куски этой руды притягивают тела, сделанные из железа. Этотвид притяжения хотя и напоминает явления электрических взаимодействий,' однако коренным образом отличается от него. Действительно, электрически заряженные тела притягивают все тела одинаково, независимо от их химич. состава, намагниченные же тела притягивают с заметной силой только железо, слабее никель и кобальт и, наконец, почти не притягивают остальные тела. Кроме естественных, встречаемых в природе намагниченных тел, или, иначе, •естественных магнитов, можно изготовить искусственный магнит. Для этого нужно взять полосу закаленной стали и привести ее в соприкосновение с магнитом. После этого стальная полоса становится магнитом. Намагниченные тела, могущие свободно вращаться на горизонтальной оси, всегда устанавливаются одним концом на север, другим — на юг. Вследствие этого эти концы соответственно называются северным и южным полюсами. Следует тут же заметить, что эта ориентировка магнита не совпадает точно с географич. меридианом, а уклоняется от него на некоторый угол, называемый склонением. Эта ориентировка магнита обусловлена взаимодействием магнита с магнитизмом земли (см. Земной магнитизм). — Опыт показывает, что взаимодействие магнитов всегда таково, что их одноименные полюсы (напр. оба северные) отталкиваются, разноименные притягиваются. Если намагниченные тела очень длинны и толщина их мала по сравнению с их длиной, то полюсы таких магнитов взаимодействуют по закону, установленному Кулоном: Р = ^Ё..., (1) где F — сила взаимодействия, т и ш' — величины магнитных зарядов полюсов, R — радиусвектор, проведенный между взаимодействующими полюсами. Из формулы (1) следует, что в пространстве вокруг магнитного полюса другой магнитный полюс будет испытывать действие силы, в какую бы точку он ни был помещен. Такая область пространства, в каждой точке к-рой магнитный полюс испытывает действие силы, называется магнитным силовым полем или просто магнитным полем. Каждое намагниченное тело является источником магнитного поля. Следует отметить, что не только постоянные магниты, но и всякий электрич. ток всегда вызывает вокруг себя магнитное поле (более того, оказывается, что любое намагничение обусловлено электрич. токами; см. ниже). Если один из полюсов имеет заряд т'~1, то сила, действующая на него со стороны полюса другого магнита с зарядом т, будет
(2) Н называется напряженностью магнитного поля, создаваемого полюсом с зарядом т на расстоянии R. Формулы (1) и (2) справедливы в том случае, если среда, в к-рой расположены магнитные полюсы, не способна намагничиваться. В противном случае в знаменатель обеих •формул (1) и (2) вводят множитель //, характеризующий среду и называемый магнитной проницаемостью. Необходимо отметить, что хотя действие . магнитных полюсов таково, как будто они действительно несут на себе магнитные заряды, подобно тому, как электрическизаряженные тела обладают электрич. зарядом, но между магнитными и электрич. зарядами нельзя провести полную аналогию. Отдельные магнитные заряды не существуют, т. е. не существует отдельно М. северного и отдельно южного, они всегда возникают одновременно. Однако элементарные источники магнитного поля существуют реально, в виде элементарных атомных или молекулярных магнитиков (см. ниже). На практике вместо магнитных зарядов измеряют так называемый магнитный момент, представляющий собой произведение Q = ml..., (3) где I — длина магнита, т — абсолютная величина заряда одного из его полюсов. Для однородного магнита магнитный момент единицы объема ~7 Q ml тг у J = ^ ^Si=Sll=^mk(4) Здесь F — -объем магнита, 8-его сечение, I — длина, 1Х — -единичный вектор вдоль оси магнита, сгт — поверхностная плотность магнитного заряда на полюсах. Следовательно, магнитный момент единицы объема численно равен поверхностной плотности магнитного заряда на полюсах. Если магнитный полюс с зарядом т находится в магнитном поле с напряженностью Н в точке s, то он обладает в этом положении — относительно положения, характеризуемого точкой — потенциальной энергией: s0 TF = J* m(Hds).
(5) 8
Если m=l, то эта потенциальная энергия называется магнитным потенциалом, или магнитодвижущей силой (см.), и обозначается se Um = $Hsds...
(6) 8
Отсюда Hs = —
или
Н = — grad Uw...
(7) Для точечного магнитного полюса = (8) Для поля обоих магнитных полюсов вдали от магнита
= (9) Таким образом, изучение магнитных зарядов полюсов можно производить, изучая окружающее их магнитное поле. — Как уже было сказано, магнитное поле вызывается каждым электрич. током. Для напряженности магнитного поля, вызываемого элементом тока dl на расстоянии R, по закону Био-Савара можно написать: = (10)
где I — сила тока в электростатич. единицах, с — множитель, равный скорости света. Полное поле всего тока будет:
г=
(И)
В свою очередь магнитное поле Н действует на элемент тока сП с силой dF = ±[dl-H].
(12)
