Магнитный момент

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Магнитный момент
Размерность L2I
Единицы измерения
СИ Ам2
Примечания
векторная величина
Классическая электродинамика
VFPt Solenoid correct2.svg
Электричество · Магнетизм
См. также: Портал:Физика

Магни́тный моме́нт, магни́тный дипо́льный моме́нт — основная физическая величина, характеризующая магнитные свойства вещества, то есть способность создавать и воспринимать магнитное поле. Вычисляется как

где плотность тока в элементе объёма , а радиус-вектор этого элемента объёма.

Магнитный момент измеряется в Ам2, или в Вб·м, или Дж/Тл (СИ), либо эрг/Гс (СГС), 1 эрг/Гс = 10−3 Дж/Тл. Специфическими единицами элементарного магнитного момента являются магнетон Бора и ядерный магнетон.

Объекты, обладающие магнитным моментом[править | править код]

Магнитными свойствами обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. Магнитный момент элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и других частиц), как показала квантовая механика, обусловлен существованием у них собственного механического момента — спина. Среда, состоящая из частиц (например, молекул), индивидуальные магнитные моменты которых ориентированы не хаотично, будет обладать магнитным моментом и характеризоваться намагниченностью.

Источником магнетизма, согласно классической теории электромагнитных явлений, являются электрические макро- и микротоки; элементарным источником магнетизма считают замкнутый ток.

Формулы для вычисления магнитного момента[править | править код]

В случае плоского контура с электрическим током магнитный момент вычисляется как

где сила тока в контуре, — площадь контура, — единичный вектор нормали к плоскости контура. Направление магнитного момента обычно находится по правилу буравчика: если вращать ручку буравчика в направлении тока, то направление магнитного момента будет совпадать с направлением поступательного движения буравчика.

Для произвольного замкнутого контура магнитный момент равен

где радиус-вектор, проведенный из начала координат до элемента длины контура .

В общем случае произвольного распределения токов в среде:

где плотность тока в элементе объёма .

Магнитный момент во внешнем поле[править | править код]

Потенциальная энергия магнитного диполя в магнитном поле:

Момент силы, действующий со стороны магнитного поля на магнитный диполь (виток с током, катушку или постоянный магнит):

Эти выражения аналогичны соответствующим выражениям для электрического дипольного момента во внешнем электрическом поле.

Создание магнитного поля самим моментом[править | править код]

Магнитный момент создаёт в точке, задаваемой радиус-вестором , магнитное поле

.

Предполагается, что начало координат произвольно выбрано в области токов, формирующих магнитный момент, а расстояние до точки, где ищется поле, достаточно велико по сравнению с размерами данной области. Через обозначена магнитная постоянная.

Приведённое выражение также имеет аналог для электрического поля, создаваемого электрическим дипольным моментом на большом расстоянии от него.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]