მაგნიტური ველი

მაგნიტური ველი — ელექტრომაგნიტური ველის შემადგენელი ნაწილი, რომელსაც აჩენს დროში ცვლადი ელექტრული ველი, ელექტრული დენი ან ნაწილაკების საკუთარი მაგნიტური მომენტი. მაგნიტური ველი არის მატერიის განსაკუთრებული ფორმა, რომლის მეშვეობითაც ხორციელდება ურთიერთქმედება მოძრავ დამუხტულ სხეულებსა ან/და მაგნიტური მომენტის მქონე სხეულებს შორის. კვანტური თეორიის მიხედვით ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გადამტანი არის ფოტონი - უმასო ბოზე-ნაწილაკი. მაგნიტური ველის ძირითადი რაოდენობრივი მახასითებელია მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი (როგორც წესი აღინიშნება B → {\displaystyle {\vec {\mathbf {B} }}} ). მაგნიტური ველის ერთეული SI სისტემაში არის ტესლა. მაგნიტურ ველს აჩენს დროში ცვლადი ელექტრული ველი, ნაწილაკების საკუთარი მაგნიტური მომენტი ან ელექტრული დენი. ელექტრული დენის მიერ გენერირებული მაგნიტური ველი შეიძლება ნაპოვნი იქნას ბიო-სავარის კანონის მეშვეობით. უფრო რთულ შემთხვევებში საჭიროა მაქსველის განტოლებების თვითშთანხმებული ამოხსნა. ანტიფერომაგნიტი — ნივთიერების მაგნიტური მომენტები ურთიერთსაწინააღმდეგოდაა მიმართული და მნიშვნელობით ტოლია; დიამაგნიტი — ნივთიერება, რომელიც მაგნიტდება გარე მაგნიტური ველის მიმართულების საპირისპიროდ; პარამაგნიტი — ნივთიერება, რომელიც მაგნიტდება გარე მაგნიტური ველის პარალელურად; ფერომაგნიტი — ნივთიერებები, რომლებშიც გარკვეული კტიტიკული ტემპერატურის ქვევით (კიურის წერტილი) მყარდება მაგნუტირ მომენტების ფერომაგნიტული მდგომარეობა; ფერიმაგნიტი — მატერიალები, რომლებშიც ნივთიერების მაგნიტური მომენტები საპირისპიროდაა მიმართული, მაგრამ არ არის ერთმანეთის ტოლი. მაგნიტური ველი ვლინდება მისი ზემოქმედებით მოძრავ დამუხტულ სხეულებზე, დენებზე ან სხეულებისა და ნაწილაკების მაგნიტურ მომენტზე. ძალას, რომლითაც ელექტრომაგნიტური ველი მოქმედებს დამუხტულ ნაწილაკზე ლორენცის ძალა ეწოდება. ამ ძალის მაგნიტურ ველთან ასოცირებულ ნაწილს კი ლორენცის ძალის მაგნიტური ნაწილი. ძალა, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს მასში მოძრავ მუხტზე მიმართულია მუხტის სიჩქარისა ( v {\displaystyle \mathbf {v} } ) და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის პერპენდიკულარულად. ამ ძალის სიდიდე პროპორციულის სხეულის მუხტის ( q {\displaystyle q\!} ), მაგნიტური ინდუქციის მიმართულებაზე სიჩქარის გეგმილის სიდიდის და თავად მაგნიტური ინდუქციის სიდიდისა ( B {\displaystyle B\!} ). SI სისტემაში ლორენცის ძალის მაგნიტურ ნაწილს აქვს სახე F = q [ v , B ] {\displaystyle \mathbf {F} =q[\mathbf {v} ,\mathbf {B} ]} ხოლო გაუსის ერთეულთა სისტემაში: F = q c [ v , B ] {\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {q}{c}}[\mathbf {v} ,\mathbf {B} ]} მაგნიტური ველი მოქმედებს აგრეთვე გამტარზე, რომელშიც გადის დენი. ასეთ გამტარზე მოქმედ ძალას ამპერის ძალა ეწოდება და იგი გამოითვლება როგორც დენის გადამტან მოძრავ ნაწილაკებზე მოქმედი ლორენცის ძალების ჯამი. მაგნიტური ველის ერთ-ერთი ხშირი გამოვლინებაა ორ მაგნიტი მაგნიტს შორის ურთიერთქმედება. მაგნიტების მსგავსი პოლუსები განიზიდება, ხოლო საპირისპირო მიიზიდება. შეიძლება მოგვეჩვენოს, რომ ასეთი ტიპის ურთიერთქმედება შეიძლება აღწერილი იქნას როგორც ორ მაგნიტურ მონოპოლს შორის ურთიერთქმედება, თუმცა ასეთი მიდგომა არასწორ შედეგს იძლევა (რაც გამოწვეულია იმ გარემოებით, რომ გაუსის კანონი მაგნეტიზმისთვის მიხედვით მაგნიტური მონოპოლი ბუნებაში საერთოდ არ არსებობს). სინამდვილეში არაერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მოთავსებულ მაგნიტურ დიპოლზე მოქმედებს ძალა, რომელიც ცდილობს მის ისე მობრუნებას, რომ დიპოლის მაგნიტური მომენტი იყოს მაგნიტური ველის პარალელური. ძალა, რომელიც მოქმედებს m {\displaystyle \mathbf {m} } მაგნიტური მომენტის მქონე მაგნიტურ დიპოლზე მოიცემა ფორმულით: F = ( m ⋅ ∇ ) B {\displaystyle \mathbf {F} =\left(\mathbf {m} \cdot \nabla \right)\mathbf {B} } . ტერმინი მაგნიტური ველი გამოიყენება ორი სხვადასხვა ვექტორული ველის აღსანიშნავად ( H {\displaystyle \mathbf {H} } და B {\displaystyle \mathbf {B} } ). სიდიდეს H {\displaystyle \mathbf {H} } ეწოდება მაგნიტური ველის დაძაბულობა, ხოლო B {\displaystyle \mathbf {B} } ეწოდება მაგნიტური ინდუქცია. ამასთან როგორც წესი ძირითად მახასიათებლად სწორედ მაგნიტური ინდუქცია განიხილება, რადგან ერთი მხრივ სწორედ მაგნიტური ინდუქცია განსაზღვრავს მოხტზე მოქმედ ძალას, და მეორე მხრივ მაგნიტური ინდუქცია და ელექტრული ველის დაძაბულობა შეადგენენ ერთიანი ელექტრომაგნიტური ველის ტენზორის კომპონენტებს. მაგნიტური ინდუქციის B {\displaystyle \mathbf {B} } ერთეული SI სისტემაში არის ტესლა, ხოლო გაუსის ერთეულთა სისტემაში გაუსი. მაგნიტური ველის დაძაბულობა H {\displaystyle \mathbf {H} } იზომება ამპერებში მეტრზე (ა/მ) SI სისტემაში და ერსტედებში გაუსის ერთეულთა სისტემაში. გაუსი და ერსტედი აბსოლუტურად იდენტური ერთეულებია და მათ შორის განსხვავება მთლიანად ტერმინოლოგიური ხასიათისაა. მაგნიტური ველის ენერგია მოიცემა შემდეგი ფორმულით: W = Φ I 2 = L I 2 2 {\displaystyle W={\frac {\Phi I}{2}}={\frac {LI^{2}}{2}}} სადაც: Φ {\displaystyle \Phi } არის მაგნიტური ნაკადი, I {\displaystyle I} არის დენი, L {\displaystyle L} არის კოჭის ინდუქციურობა. მაგნიტი ელექტრული დენი მაქსველის განტოლებები ლორენცის ძალა