§ 6.1. Магнитная проницаемость — характеристика магнитных свойств вещества

До сих пор мы имели дело только с магнитными полями в вакууме. Эти поля создавались электрическими токами в проводниках.
Хорошо известно, что магнитное поле создается не только электрическими токами, но и постоянными магнитами. Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами создают магнитные поля. Согласно гипотезе Ампера (см. § 4.1) эти поля порождаются микроскопическими токами, циркулирующими внутри атомов и молекул вещества.

Подобно тому как электрические свойства вещества характеризуются диэлектрической проницаемостью, магнитные свойства вещества характеризуются магнитной проницаемостью.

Магнитная проницаемость

Благодаря тому что все вещества, находящиеся в магнитном поле, создают собственное магнитное поле, вектор магнитной индукции в однородной среде отличается от вектора ₀ в той же точке пространства в отсутствие среды, т. е. в вакууме.

Отношение называется магнитной проницаемостью среды.

Итак, в однородной среде магнитная индукция равна:

= μ₀. (6.1.1)

Эта формула справедлива только для однородной среды, заполняющей все пространство, или для случаев особой симметрии тела, например для однородного стержня внутри длинной катушки с током — соленоида. Если тело имеет произвольную форму, то при внесении его в магнитное поле с индукцией ₀ индукция внутри вещества не будет определяться формулой (6.1.1). Зависимость между и ₀ гораздо сложнее и определяется формой тела и его ориентацией по отношению к вектору ₀.

Измерение магнитной проницаемости

Магнитные свойства вещества характеризуются его магнитной проницаемостью μ. Если значение μ много больше единицы, как, например, у железа, то в принципе измерить магнитную проницаемость можно, используя явление электромагнитной индукции*.

* На практике для измерения магнитной проницаемости применяют другие методы.

ЭДС индукции равна скорости изменения потока магнитной индукции, пронизывающей катушку. Если вставить в длинную катушку железный сердечник, то магнитная индукция, согласно формуле (6.1.1), увеличится в μ раз. Следовательно, во столько же раз увеличится поток магнитной индукции. При размыкании цепи, питающей намагничивающую катушку постоянным током, во второй, небольшой катушке, намотанной поверх основной, возникает индукционный ток, регистрируемый гальванометром (рис. 6.1).

Измерение магнитной проницаемости

Если в катушку вставлен железный сердечник, то отклонение стрелки гальванометра при размыкании цепи будет в μ раз больше. Измерения показывают, что магнитный поток при внесении в катушку железного сердечника может увеличиться ся в тысячи раз. Следовательно, магнитная проницаемость железа огромна.

Магнитная проницаемость однородных тел определяется отношением магнитной индукции в среде к магнитной индукции в вакууме.