Диполь магнитный
-
(от греч. di-, в сложных словах - дважды, двойной и polos -
полюс) - аналог диполя
электрического, абстрактно-математическое представление магнитного
поля токового кольца как два точечных магнитных заряда (±qm),
расположенных на расстоянии l друг от друга. Характеризуется дипольным
моментом, равным по величине и направленным от . В предельном случае принято говорить о точечном или элементарном магнитном диполе.
Понятие магнитного диполя возникло в конце 18 -нач. 19 вв., когда для
объяснения природы магнетизма
предполагалось существование магнитной материи. Впоследствии оно сохранило
своё значение как удобная модель, позволяющая правильно вычислять поля
соленоидальных электрических токов. Если объёмная плотность тока чисто соленоидальна , её можно выразить через вектор намагниченности ,
представляющий собой плотность магнитного момента ,
так что магнитный момент всей системы токов равен:
Здесь использована Гаусса
система единиц, интегрирование производится по всему объёму V, занятому
токами. В частности, ток I, текущий по тонкому замкнутому контуру, лежащему
в плоскости n=const (n - нормаль к поверхности S, натянутой на контур), имеет, согласно (*), магнитный момент
. Предельный случай элементарного диполя соответствует значению ,
где -дельта-функция,
- радиус-вектор
точки расположения диполя. На ток во внеш. постоянном магн. поле с вектором
индукции действуют
сила и вращающий момент. Если магн. поле мало меняется на расстояниях порядка
размеров токового распределения, сила равна .
Вращающий момент N равен .
T. о., в макроскопич. электродинамике
фигурируют магнитные диполи двух видов: "зарядовый" магнитный диполь, образуемый фиктивными
магнитными зарядами, распределёнными (в случае точечного источника) с плотностью
, и "токовый"
магнитный диполь, образуемый соленоидальными электрич. токами, распределёнными (тоже в
случае точечного источника) с плотностью .
Поля, создаваемые равными магнитными диполями вне области
источников в вакууме (или в любой иной среде, магнитная проницаемость которой =1),
одинаковы, однако в средах с
совпадение достигается, если только принять, что ,
т. е. считать, что дипольный момент зарядового магнитного диполя зависит от проницаемости.
В неоднородных и (или) анизотропных средах различие в структурах полей, вообще
говоря, не устраняется.
Фактически все известные ныне магнитные диполи являются токовыми.
Существование зарядовых магнитных диполей, образованных магнитными
монополями, невозможно в силу изначальной соленоидальности магнитного
поля. Однако зарядовые магнитные диполи сохраняют определённое методическое
значение. Это позволяет во многих случаях (но не всегда!) установить свойства
и поведение реальных токовых магнитных диполей без дополнительных вычислений
(излучения магнитных диполей
с изменяющимся во времени ,
движением в заданных полях, взаимодействия нескольких магнитных диполей и т. п.).
Литература по дипольным моментам
Джексон Дж., Классическая электродинамика, пер. с англ., M., 1965;
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция? Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда". На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли. Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал: "Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985] Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.