Гипотеза Ампера – магнитные свойства тела определяются замкнутыми магнитными токами внутри его.

При достижении некоторой температуры Т_д у ферромагнетиков исчезают его свойства – температура Кюри. Для железа 253⁰С.

У ферромагнетика не токи, а вращаются электроны,и их магнитный момент определяет собственное вращение электронов вокруг своей оси, а не вокруг ядер – спин.

4 Основы теории Максвелла для электромагнитного поля

4.1 Вихревое электрическое поле

Рассмотрим электромагнитную индукцию в замкнутом неподвижном контуре при переменном магнитном поле.

Английский физик Джеймс Клерк Максвелл высказал гипотезу, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в контуре, а контур, в котором появляется ЭДС, играет лишь роль индикатора, обнаруживающим это поле. Т.е. изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле , циркуляция которого равна:

т.к.

,

тогда

Если контур и поверхность неподвижны, то операции интегрирования и дифференцирования можно поменять местами

по теореме Стокса

,

(4.1.1),

т.е. изменяющееся во времени магнитное поле обуславливает появление в пространстве поле . Это поле не электрическое, т.е.

,

отсюда следует, что

,т.е. как и .

- вихревое поле.

, отсюда следует, что

(4.1.2)

4.2 Ток смещения

В случае стационарного, т.е. не меняющегося со временем, электромагнитного поля

, но одновременно для вектора проводимости

.

Для стационарного случая

отсюда следует, что

- линии тока замкнуты и не имеют источников.

Другая ситуация, если поля меняются со временем.

следовательно,

,

но это не так, т.к. .

Чтобы согласовать данные уравнения и уравнение непрерывности Максвелл ввёл в слагаемое – плотность тока смещения.

(4.2.1)

Сумму токи проводимости и токи смещения называют полным током.

(4.2.2)

Если положить, что

,

то

.

Мы знаем, что

,

следовательно,

(4.2.3)

(4.2.4)

Термин ток смещения условен – это по сути изменяющееся электрическое поле. Из всех свойств, присущих действительному току, ток смещения обладает одним – создаёт магнитное поле.

4.3 Уравнение Максвелла для электромагнитного поля

Открытие тока смещения позволило создать единую теорию электрических и магнитных явлений. Основное следствие – вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Это положило возникновению электромагнитной теории света. Основа теории – уравнения Максвелла.

Первая пара:

(4.3.1)

(4.3.2)

(4.3.1) связывает вихревое электрическое поле с порождающим его магнитным полем – закон электромагнитной индукции.

(4.3.2) – факт отсутствия источников магнитного поля, т.е. нет магнитных зарядов.

Вторая пара:

(4.3.3)

(4.3.4)

(4.3.3) связь между токами проводимости, токами смещения и порождаемым ими магнитным полем;

(4.3.4) показывает, что источником вектора служат сторонние заряды.

Это уравнения Максвелла в дифференциальной форме. В первой паре основные характеристики и; во второй паре вспомогательныеи.

Каждое векторное уравнение – 3 скалярных уравнения. Уравнений всего 8, а неизвестных 12 (по три компоненты ,,,), т.е. не хватает для нахождения полей по заданным распределениям заряда токов. Дополнительные уравнения.

.

Уравнения Максвелла в интегральной форме.

Первая пара:

(4.3.1а)

(4.3.2а)

Вторая пара:

(4.3.3а)

(4.3.4а)