Магнитная постоянная в си измеряется. Численное значение магнитной постоянной

29. Магнитная игла Вы уже умеете заставить иглу плавать на поверхности воды, – об этом было сказано в опыте 9-м. Теперь воспользуйтесь своим искусством для нового, гораздо более интересного опыта. Раздобудьте магнит, хотя бы самый маленький подковообразный магнит из тех,

17. Магнитная страница

17. Магнитная страница Необычный и очень интересный звукозаписывающий аппарат разработан и построен советским изобретателем И. Рабиновичем.В нём мы не видим ни движущейся проволоки, ни ленты, ни вращающегося диска. В этот аппарат, словно в пишущую машинку, закладывается

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» .

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

С учётом определения ампера из этого соотношения следует точное равенство:

Гн/м

Соответственно выполняется:

Гн/м Н/А 2 .

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

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

Прежде, чем перейти к примерам расчёта магнитных полей, напомним, что точно тот же самый метод мы использовали и при рассмотрении электростатических полей. Что являлось «элементарным кирпичиком» электростатического поля? Поле точечного заряда. А далее, используя принцип суперпозиции электрических полей, мы получали возможность рассчитать поле любого заряда, разделяя его на составляющие точечные заряды.

Рассмотрим поле, создаваемое током I , текущим по тонкому проводу, имеющему форму окружности радиуса R (рис. 1.7).

Определим магнитную индукцию на оси проводника с током на расстоянии х от плоскости кругового тока. Векторы перпендикулярны плоскостям, проходящим через соответствующиеи. Следовательно, они образуют симметричный конический веер. Из соображения симметрии видно, что результирующий векторнаправлен вдоль оси кругового тока. Каждый из вектороввносит вклад равный, авзаимно уничтожаются. Но,, а т.к. угол междуиα – прямой, тотогда получим

Подставив в (1.6.1) и, проинтегрировав по всему контуру, получим выражение для нахождениямагнитной индукции кругового тока :

Заметим, что в числителе (1.6.2) – магнитный момент контура. Тогда, на большом расстоянии от контура, при, магнитную индукцию можно рассчитать по формуле:

Силовые линии магнитного поля кругового тока хорошо видны в опыте с железными опилками.

Теорема Гаусса для поля B , отсутствие в природе магнитного монополя. Наглядное представление магнитного поля с помощью картины силовых линий

Как было показано выше, в природе нет магнитных зарядов. В 1931 г. П. Дирак высказал предположение о существовании обособленных магнитных зарядов, названных впоследствии монополи Дирака . Однако до сих пор они не найдены. Это приводит к тому, что линии вектора не имеют ни начала, ни конца. Мы знаем, что поток любого вектора через поверхность равен разности числа линий, начинающихся у поверхности, и числа линий, оканчивающихся внутри поверхности:

.

В соответствии с вышеизложенным, можно сделать заключение, что поток вектора через замкнутую поверхность должен быть равен нулю .

Таким образом, для любого магнитного поля и произвольной замкнутой поверхности S имеет место условие:

Это теорема Гаусса для (в интегральной форме): поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю .

Этот результат является математическим выражением того, что в природе нет магнитных зарядов – источников магнитного поля , на которых начинались и заканчивались бы линии магнитной индукции.

Заменив поверхностный интеграл в (1.7.1) объемным, получим:

где – оператор Лапласа.

Это условие должно выполняться для любого произвольного объема V , а это, в свою очередь, возможно, если подынтегральная функция в каждой точке поля равна нулю. Таким образом, магнитное поле обладает тем свойством, что его дивергенция всюду равна нулю :

В этом его отличие от электростатического поля, которое является потенциальным и может быть выражено скалярным потенциалом φ, магнитное поле – вихревое , или соленоидальное (см. рис. 1.3 и 1.8).

Компьютерная модель магнитного поля Земли, подтверждающая вихревой характер, изображена на рис. 1.9.

На рисунке 1.10 показаны магнитное поле постоянного магнита. Линии магнитной индукции замыкаются в окружающем пространстве.

Фундаментальное уравнение для циркуляции магнитного поля. Примеры расчёта магнитного поля в случаях высокой симметрии распределения порождающих поле токов.

Теорема о циркуляции магнитного поля - одна из фундаментальных теорем классической электродинамики, сформулированная Андре Мари Ампером в 1826 году. В 1861 году Джеймс Максвелл снова вывел эту теорему, опираясь на аналогии с гидродинамикой, и обобщил ее. Уравнение, представляющее собой содержание теоремы в этом обобщенном виде, входит в число уравнений Максвелла. (Для случая постоянных электрических полей - то есть в принципе вмагнитостатике- верна теорема в первоначальном виде, сформулированном Ампером и приведенном в статье первым; для общего случая правая часть должна быть дополнена членом с производной напряженности электрического поля по времени - см. ниже). Теорема гласит:

Эта теорема, особенно в иностранной или переводной литературе, называется также теоремой Ампера или законом Ампера о циркуляции (англ. Ampère’s circuital law). Последнее название подразумевает рассмотрение закона Ампера в качестве более фундаментального утверждения, чем закон Био - Савара - Лапласа, который в свою очередь рассматривается уже в качестве следствия (что, в целом, соответствует современному варианту построения электродинамики).

Для общего случая (классической) электродинамики формула должна быть дополнена в правой части членом, содержащим производную по времени от электрического поля (см. уравнения Максвелла, а также параграф «Обобщение» ниже). В таком дополненном виде она представляет собой четвёртое уравнение Максвелла в интегральной форме.

Зри в корень.

Козьма Прутков

При анализе явлений электромагнетизма роль электрической ε 0 и магнитной μ 0 постоянных является определяющей, о чём свидетельствуют коэффициенты в уравнениях Максвелла - скорость света. Скорость света не является фундаментальной константой вследствие её зависимости от состояния среды. В настоящее время измерены и многократно большие и меньшие её значения. Константы электрическая и магнитная постоянные являются реальными характеристиками среды распространения ДУХ, но объяснение их физического смысла при описании электромагнитных явлений в учебниках физики отсутствует. Они представлены как некие коэффициенты пропорциональности в уравнениях, а реально уникальность этих мировых констант состоит в том, что они являются основой структуры мироздания!

Дж. К. Максвелл обратил внимание, что коэффициенты электрическая и магнитная постоянные с индексом « 0 », означавшим среду «эфира», в определённой комбинации дают значение скорости света:

с = 1 / (ε 0 μ 0) ½ = 2,9979246·10 8 м/с;

с 2 =1/ ε 0 μ 0 = 1/(8,854187817·10 -12 ·12,566370614·10 -7) = 8,9875522·10 16 м 2 /с 2 .

Соотношение электрической и магнитной проницаемости со скоростью света легло в основу электродинамики, способствовало развитию теории и практическому обнаружению электромагнитных волн, но физический смысл соотношения был не ясным. Мешало представление о пустом пространстве и фетишизация скорости света в нём. Представление о наличии среды и знаменитая формула Е = mc 2 , дают очевидную трактовку: c 2 = 1/ε 0 μ 0 = Е/ m . Энергия, приходящаяся на единицу массы, однозначно определяется свойствами среды - ε 0 и μ 0 . Это - главная взаимосвязь материи (массы) и среды ДУХ.

Понимая эту связь, не следует её запутывать, извлекать корень квадратный и называть его скоростью света или распространения любого сигнала. Свойства среды определяют рождение массы первочастицы - электрона из энергии: E = hν = m е / ε 0 μ 0 . Рождение происходит за счёт вихревого вращения среды с частотой ν, которая соответствует энергии 0,511 МэВ, эквивалентной массе покоя электрона:

ν = m е / h ·ε 0 ·μ 0 = (9,109·10 -31 кг·8,988·10 16 м 2 /с 2) / 6,626·10 -34 кг·м 2 /с = 1,236·10 20 с -1 .

Такова физическая модель. Но можно ли представить в естествознании частицу, которая непрерывно вращается в пространстве, делая сто миллиардов оборотов за одну миллиардную долю секунды?! Для естествопонимания процессов мы должны вспомнить, что Природа «не знает» понятия времени и придуманных человеком секунд (см. 2.1). Вероятно, и понятие скорости, приемлемое для оценки движения автомобилей и самолётов, теряет смысл в микромире. Вращение сгустка энергии - это только модельное представление. Можно ли в неразрывном вихре выделить точку и следить за её вращением? Нет! В непрерывной, вихревой среде ДУХ нельзя измерить расстояния и нет координатных осей. Электрон не вращается, а, как показано в гл. 3.2, электрон - это единый неразрывный вихрь среды ДУХ в форме сферической стоячей волны диаметром 0,9·10 -16 м, взаимодействующей через поверхность со средой с характеристиками ε 0 и μ 0 .

Рассмотрим каждую из констант ε 0 и μ 0 . Абсолютная диэлектрическая проницаемость (электрическая постоянная) - ε 0 = 8,854188·10 -12 Ф/м является коэффициентом пропорциональности в формуле, связывающей между собой смещение и напряжённость электрического поля . Абсолютная магнитная проницаемость (магнитная постоянная) μ 0 = 4π 10 -7 = 12,566 371·10 -7 Гн/м является коэффициентом пропорциональности между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля .

Эти постоянные, отражающие некоторые свойства среды, широко используемые в электродинамике, остаются для изучающих студентов фарадой и генри, делёнными на метр. В константе μ 0 коэффициент 4π мог бы обозначать поверхность сферы, у которой квадрат радиуса равен 10 -7 , а радиус равен 3,162·10 -4 , но почему-то с размерностью генри 1/2 ·м -1/2 ? Причина появления таких экзотических размерностей величин кроется в выборе единиц измерения, когда не знают точно, что измеряют.

Размерность константы μ 0 , легко определить, если из закона Кулона определить размерность заряда - кулон:

Q = [ M 1/2 L 3/2 T -1 ].

Тогда сила тока

I = [ M 1/2 L 3/2 T -2 ].

В системе СИ генри/м = = [LMT -2 ·(M -1 L -3 T 4 )] = [ L -2 T 2 ] .

Физическую величину μ 0 - [ T 2 L -2 ], оказывается, трудно интерпретировать. Её обратное значение 1/ μ 0 - [ L 2 T -2 ]. Константа 1/ μ 0 = 0,795775·10 6 м 2 /с 2 - аналог скорости в квадрате.

Аналогично определим размерность константы ε 0 . Фарад - единица электрической ёмкости:

Ф = [ L -2 M -1 T 4 I 2 ]. Ф/м= [ L -3 M -1 T 4 · ML 3 T -4 ] .

Следовательно, ε 0 - безразмерна! Размерность «фарада на метр» должна быть исключена из учебников физики. Обратная величина электрической постоянной 1/ ε 0 = 1,12941·10 11 является безразмерным коэффициентом, показывающим во сколько раз отличаются сравниваемые значения неких величин. Каких? Какой физический смысл несут константы ε 0 и μ 0 в отдельности?

Попытаемся разобраться, что скрывается за коэффициентом пропорциональности между электрическим смещением - D и напряжённостью электрического поля - E : D = ε 0 · E .

По определению «D - это величина, равная отношению потока электрического смещения ψ = Σ Q i (алгебраическая сумма зарядов во внутреннем пространстве замкнутой поверхности), отнесённая к площади этой поверхности S . D = dψ / dS ». Почему сумма зарядов названа потоком смещения? Электрическое смещение - это некое поле ощущения зарядов, находящихся внутри объёма, на единице его поверхности. Напряжённость электрического поля E - это «векторная величина, равная отношению силы F , действующей на положительный заряд, помещённый в некоторую точку электрического поля к этому заряду: E = dF / dQ » .

С трудом можно представить физический смысл электрического смещения, как некого заряда в неком объёме, разделённого на поверхность этого объёма. Это не характеристика заряда и не сила, действующая от этого заряда на другие, оказавшиеся на этой поверхности. Логично было бы использовать в формулах вместо смещения D именно заряд в неком объёме - Q , а зависимость изменения D , обратно пропорциональную квадрату расстояния, характеризующего изменение площади поверхности, логично ввести в понятие Е - напряжённости электрического поля. Это обозначало бы, что напряжённость поля зависит от заряда и уменьшается с расстоянием. В гл. 3.2 показано, что первичная сила электрического заряда, действующая на радиусе электрона - F Z (R e ) ослабляется на длине окружности радиуса λ K в 1/ε 0 раз, а сила электрического заряда, выраженная на его поверхности F Z (R e ), называется в физике «заряд». Это подтверждается размерностью квадратичного заряда: Z = Q 2 = ML 3 / T 2 .

Константа 1/ε 0 имеет физический смысл коэффициента ослабления. Учитывая, что напряжённость поля зависит от заряда, а не наоборот, следует использовать в качестве характеристики среды обратную величину ε 0 : 1/ε 0 = E / D = (dF dQ )/(d Σ Q i / dS ) = dF / (QdQ / dS ) В числителе выражения записана физическая сила, действующая от заряда, а в знаменателе сила квадратичного заряда на единице его поверхности - F Z (R e ). 1/ ε 0 = F / (Q 2 / S ) = F / (Z / S ).

Заряд, как было показано ранее, и как следует из полученного соотношения, должен приниматься именно в квадратичной форме Z = Q 2 по сравнению с его принятым в физике обозначением. В принятых в физике размерностях квадратичный заряд есть энергия, умноженная на объём и делённая на поверхность или сила, умноженная на поверхность. Соотношение F / (Z / S ) есть отношение сил.

1/ε 0 есть отношение физической силы к электрической силе в определённой точке пространства.

По своему физическому содержанию константа «диэлектрическая проницаемость среды» не характеризует среду распространения волн. Она результат выбора физических понятий, в данном случае,- силы. Физический смысл имеет не абсолютная диэлектрическая проницаемость (электрическая постоянная) - ε 0 , а обратная ей величина, характеризующая механическую силу действия единичного заряда (квадратичного!) через единицу сферической поверхности вокруг него.

Константа 1/ ε 0 характеризует связь заряда, как неотъемлемой части материи, и его физического воздействия в среде ДУХ. Она - коэффициент перехода электрической силы в механическую: F мех = (1/ ε 0) · F эл !

Физическая безразмерность константы подтверждает, что заряд (квадратичный), отнесённый к единице сферической поверхности соответствует электрической силе. Заряд - это действие!Обратная пропорциональность сил квадрату расстояния, «заложенная» в природные константы, ещё раз подтверждает, что в соответствии с теоремой П. Эренфеста (1917 г.) («в n-мерном пространстве действие силы обратно пропорционально степени от расстояния «n-1», а устойчивое состояние с минимумом энергии возможно при n ≤ 3») пространство среды ДУХ математически может быть представлено только трёхмерным и никаких многомерных пространств не существует в Природе.

Выполненные выше оценки радиуса электрона (см. 3.2.5), как функции электрической постоянной ε 0 свидетельствуют, что константа 1/ ε 0 - это сила действия электрического заряда, а сущность заряда:

Z = Q 2 =[ ML 3 / T 2 ] = энергия·(объём/поверхность).

Таким образом, константа 1/ε 0 - это характеристика физической силы действия электрического заряда, определяющая не только силы электрического взаимодействия, но и размер первочастицы материи.

Как характеристика среды распространения волн, физический смысл этой постоянной соответствует представлению, что электрическое поле есть «чувство» массы в среде ДУХ - сила действия. Это означает, что масса и заряд элементарной частицы - её неотъемлемые характеристики, а электрическое поле - это сила, «ощущение» массы в нематериальной среде ДУХ.

Электрическая и магнитная постоянные взаимосвязаны. Как показано (гл. 2.2), универсальность вихревого движения среды эфир состоит в переходе вращательного движения в поступательное и наоборот. Магнитное поле - это однонаправленное движение вихрей в среде ДУХ. Электричество и магнетизм - это проявления взаимосвязи ДУХ+материя.

По определению μ 0 - «абсолютная магнитная проницаемость - коэффициент пропорциональности между магнитной индукцией В (отношение магнитного потока к площади сечения, через которое проходит этот поток) и напряжённостью магнитного поля - Н (величина, характеризующая магнитное поле, размерность которой определяются по формуле напряжённости поля в центре длинного соленоида при прохождении через него определённого тока).

Выше показано, что размерность μ 0 - [ T 2 L -2 ] , а 1/ μ 0 - . Константа 1/ μ 0 = 0,795775·10 6 м 2 /с 2 - аналог скорости в квадрате. Это энергия, подёлённая на массу, и эту константу следует интерпретировать как физический «след» массы в среде ДУХ. Такое вращательное движение нематериальной среды ДУХ создаёт единица массы - массон. В соответствии с размерностью

физический смысл 1/μ 0 -то энергия поля (энергия в среде ДУХ), отнесённая к единице внесённой в него массы . Константа 1/μ 0 - усреднённая характеристика среды ДУХ, представляющей суперпозицию волн всех масс Вселенной и выраженная как квадрат скорости безмассовой среды.

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Магнитная постоянная - физическая константа, скалярная величина ,

• определяющая плотность магнитного потока в вакууме;
• входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма при записи их в форме, соответствующей Международной системе единиц .

Иногда называют магнитной проницаемостью вакуума . Измеряется в Генри на метр. Магнитная постоянная равна:

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

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Магнитная проницаемость вакуума" в других словарях:

магнитная проницаемость вакуума - магнитная постоянная — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы магнитная постоянная EN permeability of … Справочник технического переводчика

магнитная проницаемость вакуума

магнитная проницаемость вакуума - magnetinė konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Absoliučioji magnetinė vakuumo konstanta (μ₀ = 4π · 10⁻⁷ H/m (tiksliai) = 1,256 637 · 10⁻⁶ H/m). atitikmenys: angl. magnetic constant; permeability of vacuum vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

абсолютная магнитная проницаемость вакуума - magnetinė konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic constant; permeability of free space; permeability of vacuum vok. absolute Permeabilität des Vakuums, f; absolute Permeabilitätskonstante, f; magnetische Feldkonstante, f… … Fizikos terminų žodynas

Магнитная проницаемость физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о … Википедия

Физич. величина, характеризующая изменение магнитной индукции В среды при воздействии магн. поля H. Обозначается m, у изотропных сред m=В/m0Н (в ед. СИ, m0 магнитная постоянная), у анизотропных кристаллов М. п. тензор. М. п. связана с магн.… … Физическая энциклопедия

Вещества или среды (обозначается µ), характеризует связь между магнитной индукцией В и напряжённостью магнитного поля Н в веществе (среде); µ = В/Н (в единицах СГС) или µ = В/(µ0Н) (в единицах СИ), где µ0 магнитная постоянная. Магнитная… … Энциклопедический словарь

Физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе. Обозначается μ, у изотропных веществ μ= В/Н (в СГС системе единиц (См. СГС система единиц)) или μ= В/μ0Н (в Международной системе… … Большая советская энциклопедия

Относительная, безразмерная физ. величина, характеризующая связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в в ве (магнетике). М. п. изотропного магнетика скалярная величина М; М = В/Н (в единицах СГС) или М = В/(МоН) (в единицах … Естествознание. Энциклопедический словарь

- (магнитная проницаемость вакуума), коэффициент пропорциональности m0, появляющийся в ряде формул электромагнетизма при записи их в Международной системе единиц (СИ). Так, индукция В магн. поля (магн. индукция) и его напряжённость Н связаны в… … Физическая энциклопедия