Шрифт:
Если обозначить через нормаль, проведённую внутрь вещества магнита, а через ' - нормаль, проведённую наружу, и вообще все величины вне вещества отмечать штрихами, то условие непрерывности магнитной индукции на самой поверхности будет таким:
a
dx
d
+
b
dy
d
+
c
dz
d
+
a'
dx
d'
+
b'
dy
d'
+
c'
dz
d'
=
0,
(19)
или с учётом уравнений (16)
dV
d
+
'
dV
d'
=
0,
(20)
где ' -коэффициент индукции вне магнита, равный единице, если окружающая среда не является магнитной или диамагнитной.
Выражая U через V и и через , получим то же самое уравнение (10), к которому мы пришли методом Пуассона.
Задача об индуцированном магнетизме, рассматриваемая с точки зрения связи между магнитной индукцией и магнитной силой, в точности соответствует задаче о протекании электрических токов в разнородной среде, рассмотренной в п. 310.
Магнитная сила выражается через магнитный потенциал точно так же, как электрическая сила выражается через электрический потенциал.
Магнитная индукция является величиной, имеющей природу потока, и она удовлетворяет тем же условиям непрерывности, что и электрический ток.
В изотропных средах зависимость магнитной индукции от магнитной силы точно соответствует зависимости электрического тока от электродвижущей силы.
Удельная магнитная индуктивная способность в первой задаче соответствует удельной проводимости во второй. Поэтому Томсон в своей «Теории индуцированного магнетизма» (Reprint, 1872, р. 484) назвал эту величину проницаемостью среды.
Теперь мы уже готовы к рассмотрению теории индуцированного магнетизма с той точки зрения, которой, как я полагаю, придерживался Фарадей.
Когда магнитная сила действует на произвольную среду, магнитную, диамагнитную или нейтральную, внутри неё возникает явление, называемое Магнитной Индукцией.
Магнитная индукция - это направленная величина, имеющая природу потока; она удовлетворяет тем же условиям непрерывности, что и электрический ток и другие потоки.
В изотропных средах магнитная сила и магнитная индукция одинаково направлены, причём магнитная индукция равна произведению магнитной силы на величину, называемую коэффициентом индукции, которую мы обозначили через .
В пустом пространстве коэффициент индукции равен единице. В телах, способных к индуцированному намагничиванию, коэффициент индукции равен =1+4, где - величина, уже определённая как коэффициент индуцированной намагниченности.
429. Пусть и ' - значения по разные стороны от поверхности, разделяющей две среды, а V и V' - потенциалы в этих двух средах, тогда проекции магнитной силы на нормаль к поверхности в этих средах равны dV/d и dV'/d'.
Величины потоков магнитной индукции через элемент поверхности dS в направлении этого элемента dS равны соответственно в двух средах
dV
d
dS
и
'
dV'
d'
dS
.
Поскольку общий поток, направленный к dS, равен нулю, то
dV
d
dS
+
'
dV'
d'
dS
=
0.
Но из теории потенциала следует, что вблизи поверхности с плотностью
dV
d
dS
+
dV'
d'
dS
+
4
=
0.
Поэтому
dV
d
1
–
'
+
4
=
0.
Если 1 есть отношение поверхностной намагниченности к силе, действующей по нормали в первой среде, коэффициент индукции которой равен , то мы имеем
4
1
=
– '
'
.
Отсюда следует, что 1 будет положительным или отрицательным в зависимости от того, превышает или не превышает величина величину '. Если подставить =4+1 и '=4'+1, то
1
=
– '
4'-1
.
В этом выражении и ' - коэффициенты индуцированной, намагниченности первой и второй сред, подсчитанные на основании экспериментов, проделанных в воздухе, а 1– коэффициент индуцированной намагниченности первой среды, окружённой второй средой.
Если коэффициент ' больше, чем то 1 отрицателен, т.е. кажущаяся намагниченность первой среды противоположна по направлению намагничивающей силе.