ГЛАВА 28. МАГНИТНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. СИЛЫ ЛОРЕНЦА И АМПЕРА

По словам знаменитого французского физика Д. Араго один из присутствующих на демонстрации опыта Эрстеда произнес: «Господа, происходит переворот!». Араго рассказал об опытах Эрстеда 4 сентября 1820 г. на заседании Парижской академии. С особым вниманием его слушал академик А.-М. Ампер, который почувствовал - настал его звездный час... Уже через две недели Ампер доложил о своих первых результатах, а через два месяца были созданы основы электродинамики (этот термин придумал сам Ампер). Гениальная догадка Ампера заключалась в том, что магнитные взаимодействия есть взаимодействия электрических токов. А постоянные магниты участвуют в магнитных взаимодействиях потому, что в них есть внутренние циркулирующие токи, которые и взаимодействуют друг с другом.

Для теоретического описания магнитных взаимодействий необходимо:

1) ввести силовую характеристику магнитного поля (аналогичную напряженности поля электрического),

2) сформулировать правила нахождения этой характеристики магнитного поля во всех точках пространства для заданного распределения электрических токов (аналогичные закону Кулона и принципу суперпозиции электрических полей),

3) установить рецепт нахождения сил, действующих со стороны заданного магнитного поля на электрический ток или отдельный движущийся заряд (аналогичный формуле для электрического поля).

Давайте вслед за выдающимися физиками Био, Саваром, Лапласом, Ампером и Лоренцем реализуем эту программу.

Силовая характеристика магнитного поля, которая позволяет находить силу, действующую со стороны магнитного поля на движущийся заряд или ток, называется индукцией магнитного поля (или магнитной индукцией) и обозначается как . Индукция магнитного поля, созданного любым распределением токов определяется принципом суперпозиции магнитных полей и законом Био-Савара-Лапласа¹.

¹ Закон Био-Савара-Лапласа не входит в программу ЕГЭ по физике, и потому во многих школах его не изучают. Нам кажется, что изучать магнитные взаимодействия без закона Био-Савара-Лапласа - это приблизительно то же самое, что изучать электростатику без закона Кулона. В этом одна из причин того, что знания магнитостатики у современных школьников часто находятся <ниже нуля>. Поэтому мы без закона Био-Савара-Лапласа обойтись не могли.