Магнитная постоянная

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Магнитная постоянная — физическая константа, скалярная величина, входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма в виде коэффициента пропорциональности при записи их в форме, соответствующей Международной системе единиц (СИ)[1].

Иногда называют магнитной проницаемостью вакуума. Измеряется в генри на метр (или в ньютонах на ампер в квадрате).

Численное значение[править | править вики-текст]

Численное значение магнитной постоянной вытекает из определения ампера, единицы силы электрического тока, являющегося одной из основных единиц СИ. Согласно определению, принятому IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона»[2][3].

С другой стороны, сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии r друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи I_1 и I_2, приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

F = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{2 I_1 I_2}{r}.

С учётом определения ампера из этого соотношения следует точное равенство:

\mu_0 = 4 \pi\ \times \ 10^{-7}\ Гн/м.

Соответственно выполняется:

\mu_0  \approx 1,25663706\times 10^{-6} Гн/м  = 1,25663706 \times \ 10^{-6} Н/А².

В материальных уравнениях, в вакууме, через магнитную проницаемость связаны вектор напряжённости магнитного поля H и вектор магнитной индукции B:

\mathbf{B} = \mu_0 \ \mathbf{H}.

Через магнитную постоянную осуществляется связь между относительной и абсолютной магнитной проницаемостью.

Предполагаемое переопределение[править | править вики-текст]

В 2011 г. XXIV ГКМВ приняла резолюцию[4], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) переопределить несколько основных единиц, включая ампер, таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

Предполагается, что в СИ величине элементарного электрического заряда e будет приписано точное значение, равное 1,602 17X·10−19 Кл[5], а новое определение ампера будет основано на этом точном значении элементарного заряда, выраженного в c•А.

Следствием такого подхода к определению ампера станет изменение статуса магнитной постоянной: как отмечается в резолюции ГКМВ, сразу после предполагаемого переопределения ампера значение магнитной постоянной будет равно 4 \pi\ \times \ 10^{-7}\ Гн/м, но это значение приобретёт погрешность (неопределённость) и в дальнейшем будет определяться экспериментально[4].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Магнитная постоянная — статья в Физической энциклопедии
  2. Определение ампера на сайте Международного бюро мер и весов (BIPM)
  3. ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.
  4. 1 2 On the possible future revision of the International System of Units, the SI (англ.) Резолюция XXIV Генеральной конференции по мерам и весам (2011)
  5. Здесь Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций Комитета по данным для науки и техники (CODATA)