Moment magnetic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 18 decembrie 2020; verificările necesită 6 modificări .

Moment magnetic
${\vec m}=IS{\vec n}$
Dimensiune	L 2 I
Unități
SI	A ⋅ m 2
Note
cantitatea vectorială

Moment magnetic , moment dipol magnetic - principala mărime fizică care caracterizează proprietățile magnetice ale materiei , adică capacitatea de a crea și a percepe un câmp magnetic . Calculat ca

\mathbf {m} = {1 \over 2}\int \limits _{V}[\mathbf {r} ,\mathbf {j} ]dV,

unde este densitatea de curent în elementul de volum și este vectorul rază al acestui element de volum. $\mathbf {j}$ $dV$ $\mathbf {r}$

Momentul magnetic este măsurat în A ⋅ m 2 , sau în Wb m sau J / T ( SI ), sau erg / Gs ( CGS ), 1 erg / Gs \u003d 10 -3 J / T. Unitățile specifice momentului magnetic elementar sunt magnetonul Bohr și magnetonul nuclear .

Obiecte care au un moment magnetic

Particulele elementare , nucleele atomice , învelișurile de electroni ale atomilor și moleculele au proprietăți magnetice . După cum arată mecanica cuantică , momentul magnetic al electronilor , protonilor , neutronilor și altor particule se datorează prezenței propriului moment unghiular - spin . De obicei, este reprezentată ca rotația unei particule în jurul axei sale, dar aceasta este o imagine pur model, care servește doar pentru a demonstra o analogie cu fenomenele macrocosmosului.

Un mediu format din particule (de exemplu, molecule), ale căror momente magnetice individuale nu sunt orientate aleatoriu, va avea un moment magnetic și va fi caracterizat prin magnetizare .

Sursa magnetismului, conform teoriei clasice a fenomenelor electromagnetice , sunt macro și microcurenți electrici ; un curent închis este considerat o sursă elementară de magnetism.

Formule pentru calcularea momentului magnetic

În cazul unui circuit plat cu curent electric, momentul magnetic se calculează ca

\mathbf {m} = IS\mathbf {n} ,

unde este puterea curentului în circuit, este aria circuitului, este vectorul unitar al normalei la planul circuitului. Direcția momentului magnetic se găsește de obicei conform regulii gimletului : dacă rotiți mânerul gimletului în direcția curentului, atunci direcția momentului magnetic va coincide cu direcția mișcării de translație a gimletului. $eu$ $S$ $\mathbf {n}$

Pentru o buclă închisă arbitrară, momentul magnetic este egal cu

\mathbf {m} = {I \over 2}\oint [\mathbf {r} ,d\mathbf {l} ],

unde este vectorul rază trasat de la origine la elementul de lungime a conturului . $\mathbf {r}$ $d\mathbf {l}$

În cazul general al unei distribuții arbitrare a curenților în mediu:

\mathbf {m} = {1 \over 2}\int \limits _{V}[\mathbf {r} ,\mathbf {j} ]dV,

unde este densitatea de curent în elementul de volum . $\mathbf {j}$ $dV$

Moment magnetic într-un câmp extern

Energia potențială a unui dipol magnetic într-un câmp magnetic:

U = - \vec m \cdot \vec B.

Moment de forță care acționează din partea câmpului magnetic asupra unui dipol magnetic (bobină cu curent, bobină sau magnet permanent):

{\vec {\tau }}={\vec {m}}\times {\vec {B}}.

Aceste expresii sunt similare cu expresiile corespunzătoare pentru momentul dipolului electric într-un câmp electric extern.

Crearea unui câmp magnetic în momentul însuși

Momentul magnetic creează un câmp magnetic într-un punct dat de vectorul rază ${\vec {m)}$ $\vec{R}$

{\vec {B}}({\vec {R}})\,=\,{\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\,{\frac {3{\ vec {R}}({\vec {m}}\cdot {\vec {R}})-{\vec {m}}R^{2}}{R^{5}}}

Se presupune că originea coordonatelor este aleasă în mod arbitrar în regiunea curenților care formează momentul magnetic, iar distanța până la punctul în care se caută câmpul este suficient de mare în comparație cu dimensiunea acestei regiuni. Constanta magnetică se notează cu . $R$ $\mu_{0}$

Expresia de mai sus are și un analog pentru câmpul electric creat de momentul dipolului electric la o distanță mare de acesta.

Vezi și

Literatură

Landau L. D. , Lifshits E. M. Teoria câmpului. - ediția a VII-a, revizuită. — M .: Nauka , 1988. — 512 p. - (" Fizica teoretică ", Volumul II). — ISBN 5-02-014420-7 .

Dicționare și enciclopedii	mare chinezesc Mare norvegian Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4168576-3