В начало на лист изменений

 

 

Для начала приведем стандартное на сегодня определение. Из физ. Энциклопедии.

 

 

МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ, основная величина, характеризующая магн. свойства в-ва. Источником магнетиз­ма (М. м.), согласно классич. теории эл.-магн. явлений, явл. макро- и микро(атомные)- электрич. токи. Элем. источником магнетизма считают замк­нутый ток. Из опыта и классич. теории эл.-магн. поля следует, что магн. действия замкнутого тока (контура с током) определены, если известно произведение силы тока i на площадь контура s (M=is/с в СГС системе единиц). Вектор М и есть, по опре­делению, М. м. Его можно записать по аналогии с электрическим дипольным моментом в форме: M=ml, где т — эквивалентный магнитный заряд контура, а l расстояние между «магн. зарядами» противоположных знаков.

М. м. обладают элем. ч-цы, ат. ядра, электронные оболочки атомов и мо­лекул. М. м. отдельных элем. ч-ц (эл-нов, протонов, нейтронов и др.), как показала квант. механика, обус­ловлен существованием у них собств. механич. момента — спина. М. м. ядер складываются из спиновых М. м. протонов и нейтронов, образующих эти ядра, а также из М. м., связан­ных с их орбит. движением внутри ядра. М. м. ат. ядер на три порядка меньше М. м. эл-нов в атомах, по­этому М. м. атомов и молекул опре­деляется в осн. спиновыми и орби­тальными М. м. эл-нов. Спиновый М. м. эл-на mсп может ориентиро­ваться во внеш. магн. поле так, что возможны только две равные и про­тивоположно направленные проекции mсп на направление вектора напряжённости Н внеш. поля:

где │еабс. значение элем. элект­рич. заряда, me масса покоя эл-на, mБмагнетон Бора, SH — проек­ция на H спинового механич. момента. Исследования ат. спектров показали, что mcn фактически равен не mб, а mб(1+0,0116). Это обусловлено действием на эл-н т. н. нулевых колебаний эл.-магн. поля (см. Кван­товая электродинамика).

Орбитальный М. м. эл-на mорб свя­зан с его орбит. механич. моментом

 

где gорбмагнитомеханическое от­ношение для орбит. движения эл-на. Квант. механика допускает лишь дискр. ряд возможных проекций mорб на направление внеш. поля (см. Квантование пространственное): mop6=mlmБ, где ml магнитное кван­товое число, принимающее 2l+1 зна­чений (0, ±1, ±2, ..., ±l, где l — орбит. квант. число). В атомах сум­марные орбитальный и спиновый М. м. эл-нов определяются отдельно квант. числами L и S. Сложение этих мо­ментов проводится по правилам про­странств. квантования. В силу нера­венства магнитомеханич. отношения для спина эл-на и его орбит. движения результирующий М. м. электронной оболочки атома не будет параллелен или антипараллелен её результиру­ющему механич. моменту.

 

Для хар-ки магн. состояния макроскопич. тел вычисляется ср. значение результирующего М. м. всех образующих тело микрочастиц. Отнесённый к ед. объёма тела М. м. наз. намагниченностыо. Для макроскопич. тел, особенно для тел с магнитной структурой атомной (ферро-, ферри- и антиферромагнетиков), вводят по­нятие средних атомных М. м. как ср. значениям, м., приходящегося на один атом (ион) — носитель М. м. Обычно средние атомные М. м. отли­чаются от М. м. изолированных атомов; их значения в mБ оказываются дробными (напр., у Fe, Co и Ni они равны соответственно 2,218; 1,715 и 0,604 mб).

 

Т а м м И.  Е., Основы теории электриче­ства,   9   изд.,   М.,   1976;   Вонсовский С. В.,   Магнетизм   микрочастиц,   М.,   1973.

 

 

Комментарий.

 

Во-первых, магнетизм не вызывается просто круговым током в замкнутом проводнике. Например, от канала молнии, или любого электрического разряда…

Наконец, от  участка проводника с током.

 Считается, что в разомкнутом контуре тока нет, хотя это и ошибочно. Ток есть и это доказывается множеством опытов. Например,  в проводнике, помещенном между обкладками заряженного конденсатора, при большом напряжении, появляется разность потенциалов. Например, в антенной технике существует разность потенциалов на искровом промежутке между антенной и землей и т.д. Правда, для того чтобы измерять эту разность потенциалов действительно надо цепь замкнуть через прибор, хотя бы магнитно. Но факт замыкания цепи в контур не является необходимым и достаточным условием для заявления об отсутствии разности потенциалов на концах разомкнутого проводника, если мы не занимаемся в этот момент ее измерением. Достаточно примеров из электростатики.  Разницу потенциалов определяет сопротивление проводника и наличие потенциала на одном из концов.  http://fatyf.aiq.ru/electrostatics.htm 

То есть независимо от нас ток и, следовательно, разность потенциалов существует в той или иной степени в любом незамкнутом проводнике с любым сопротивлением. А то, что измерить не хотим, или приборы не позволяют, так это проблемы экспериментаторов.

Таким образом, строго замкнутый ток не  является единственным током.

 

Во вторых.

 

Видов Магнитных взаимодействий в принципе несколько. Различаются по силовому воздействию.

Первое описывается законом Кулона для раздельных полюсов постоянных магнитов. По типу закона для электрических зарядов. С обратно квадратичной зависимостью силы от расстояния.

Второе как разновидность первого – взаимодействие магнитов одновременно парами полюсов. В силовом плане не исследовано. Правда взаимодействие это по крайней мере вдвое сильнее чем между отдельными полюсами.

Третье это взаимодействие пары замкнутых контуров с токами. С обратно квадратичной зависимостью силы от расстояния.

 Четвертое это взаимодействие отрезков проводников с токами. Закон Ампера.  С обратной линейной зависимостью от расстояния.

Пятое это взаимодействие отрезка проводника с магнитом. Опыты Эрстеда. Силовой интерпретации не сделано. Обнаружены элементы вращения, а в опытах Фарадея и само вращение тока вокруг полюса  магнита и магнита вокруг тока. В опытах с железными опилками наблюдается их притяжение к проводу в результате намагничивания.  Еще вопрос какого, в смысле направления намагничивания.   В учебной литературе этой «элементарщины» не объясняют, мол, сам доходи.

 

  Шестое это взаимодействие отрезка проводника с током находящегося в зазоре полюсов магнита. Закон Ампера.   С обратной линейной зависимостью силы от расстояния. И выталкиванием проводника из зазора.

 

Кое-что заставляет задуматься. Если отрезок проводника с током является частью контура, значит,  и взаимодействие отрезка проводника с другим контуром входит в это перечисление. В учебной литературе в силовом, да и в качественном плане не рассматривается.

 

Данные сведения заставляют задуматься вообще о  корректности введения такого понятия на базе элементарного кругового тока при таком разнообразии видов.

 

 

Самым элементарным на сегодняшний день считается замкнутый ток, получаемый вращением элементарного отрицательного электрического заряда – электрона на орбите вокруг атома.

О замкнутом токе положительного заряда как-то не упоминается. Хотя возможны варианты ответов почему.

 

Не смотря на это, квантовая механика ввела понятие спина, и на основании спина и механического момента ввела магнитные моменты для всех ядер элементов и элементарных частиц, что уже противоречит первоначальной элементарности кругового тока на примере электрона. В результате появляются гипотетические микроатомные токи.

Квантовая механика не утруждает себя объяснением этих токов и говорит об априорном магнетизме элементарных частиц.

 

В-третьих.

 

Вообще момент силы в механике, это понятно. Произведение силы на расстояние (замечу, понятие работы в механике имеет точно такое же определение). А ля рычаг, если упрощенно. И разность моментов сил характеризует: во сколько раз и в чем мы выигрываем, а в чем проигрываем, когда что-либо поднимаем. Нужна только точка опоры. Магнитный момент по сегодняшней электродинамике - вещь абстрактная, безопорная и безотносительная прежде всего к силе; и физического толку от нее никакого. А применяется везде и вся чуть ли не в каждой фразе.

Докатились до полнейшей абстракции – магнитный момент поля, и еще более абстрактного - Магнитный момент сам создаёт поле. Это результат не только качества объяснения от квантовой механики, которое никто кроме специалистов не читает и не понимает. Это результат вольности которую она культивирует и  порождает таких горе толкователей. http://dihelp.ru/kls/tom43.htm.

И получается, по отношению к чему сам момент, один бог знает.

И   мы  не сталкиваемся с необходимостью применения магнитного момента в инженерных расчетах, поскольку там его и не бывает.

То есть: нужен момент сил при взаимодействии магнитов, а этой теории как раз и нет. Нет как ни странно и опытных данных. Даже намека на научное исследование этой животрепещущей проблемы.

 

Куда не полезь, нормального определения магнитного момента через силовое воздействие нет и в помине. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8B

Иначе выглядит определение дипольного электрического момента, хоть косвенно, но опирающегося на закон Кулона.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82

 

 

 

 

 

Есть статья посвященная понятию момента и я полностью с ней согласен в части ненормальности определений. Но не согласен с предложениями.

 http://physicalsystems.narod.ru/index07.02.9.html

Надо вернуть моменту его первоначальное значение как вращающего или момента силы.

И не использовать явно физически ничего не означающие определения. Честно и физически произведение силы тока на площадь контура вещь совершенно непонятная. По крайней мере надо два контура. Было бы о чем говорить.

 

 

В четвертых.

 

Измерение магнитного момента. Действительно ли мы измеряем то, чего нам хочется.  Для этого надо обратиться к методике молекулярных и атомных пучков, разработанной в опытах Штерна-Герлаха и Раби.

 

 

Видно,  что методика определения, пусть даже хоть в газообразном виде, магнитных свойств атомов и молекул страдает не только несовершенством, а даже не пониманием происходящего и как результат  неопределенностью измеряемого.

 

Почему все так?

 

Ответ кроется в принципиальном отличии электродинамики в части электрического тока, которая хоть в малой степени описывает магнитные явления в проводниках от части теории в отношении магнетизма в целом, которая не в состоянии даже  на пальцах объяснить, как функционирует обычный постоянный магнит. Например: нет не только объяснения краевому эффекту, о нем даже почти и не упоминается.

Налипание опилок по острым кромкам  любого магнита.

 

Нет и никакой теории по поводу сердечника, ярма как усилителей магнитного взаимодействия. В инженерной практике пользуются железным правилом научного тыка.

 

Вывод: магнитный момент необходим только самой теоретической физике от квантовой механики, желающей как фиговым листочком прикрыть прорехи в своем собственном непонимании происходящего,.именно для этого нужен магнитный момент, спин, гиромагнитное отношение и прочие навороты и математические ухищрения.

 

А посему, надо изобретать для понятия намагниченности нечто иное, либо вовсе отказываться от этого понятия. Скорее второе, поскольку для измерения силы на поверхности постоянного магнита, и между двумя любыми точками пространства достаточно понятия магнитного потенциала. И эталонного электромагнита. На крайний случай можно просто воспользоваться привычным динамометром или совсем просто куском железа.

 

МАГНИТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛОМЕТР, устройство для измерения разности значений потенциала (Uмагн) магн. поля между двумя его точками и напряженности магн. поля на поверх­ности намагнич. образца. В кач-ве М. п. применяют феррозонды, пре­образователи, действующие на основе Холла эффекта; магниторезисторные преобразователи (см. Магнетосопротивленив) и др. устройства. Широкое применение в кач-ве М. п. нашли индукц. катушки пост. сечения по длине с бифилярной обмоткой. Концы обмотки присоединяют к измерителю, в кач-ве к-рого при измерениях в пост. магн. полях обычно применяют баллистический гальванометр или микровеберметр, в перем. магн. полях — вольтметр или электронно-лучевой осциллограф. Если такой М. п. нахо­дится в постоянном неоднородном магн. поле, причём его концы рас­полагаются в точках с разными магн. потенциалами, то магн. поток, про­низывающий М. п. (потокосцепление потенциометра), пропорц. разности Uмагн между его концами. При уда­лении М. п. из поля, смыкании его концов или выключении поля про­исходит отброс стрелки баллистич. гальванометра, пропорциональный изменению потокосцепления DФ.

Измеряемое значение DФ=kUмагн, где k постоянная М. п. По вели­чине Uмагн рассчитывают ср. напря­жённость магн. поля (Hcp) между концами М. п.: Hср=Uмагн/l, где l — расстояние между фиксиров. точ­ками поля.

М. п. на основе индукц. катушек можно измерять разности магн. по­тенциалов, начиная с 10-3—10-2 А. Ещё большей чувствительностью об­ладают феррозондовые М. п., позво­ляющие измерять

Uмагн~10-5—10-6 А.

• Чечерников В. И., Магнитные измерения, 2 изд., М., 1969.

 

 

Хотя единица измерения потенциала не в вольтах, явно не нормальна - ампер, получаем силу, как в электричестве.  А измеряем разность потенциалов.  Но не в том суть. Вольтметр и в электротехнике в принципе тот же амперметр. Цель одна, надо связывать закон Кулона с законом Ома и в магнитном и в электрическом смысле. Я уже и не говорю о связи электрической и магнитной силы с Ньютоновой.

 

Но ведь уже все «»»связали»»»»»???? «Великое объединение»

 

Сегодня  считается, что « на безрыбье и рак рыба!»

Пока и так сойдет. А кому не лениво, пусть поизобретает…

Вот и доизобретались до моментов моря.

Короче, нужен закон Ома для магнитного взаимодействия…

 

P.S.    В данной статье даже не рассматривается  принципиально новый подход к электрическим и магнитным взаимодействиям.

Просто констатируется, что необходима разработка теории в части момента силы по отношению к замкнутым контурам, отрезкам проводников и постоянным магнитам.

 

 

 

Фатьянов А.В.  Спб 21.10.2008   Fatyalink@mail.ru

 

 

В начало на лист изменений

 

Website Hit Counter
Free Web Counter