Olen lukenut Khanin akatemiassa magneettikentän viivojen laskentakaavasta (Amperen laki). Joillakin materiaaleilla on kyky keskittää magneettikentät, minkä kuvaavat materiaalit, joilla on suurempi läpäisevyys. Tyhjiön läpäisevyys on $ 4 \ pi * 10 ^ -7 $ , mikä tarkoittaa, että se voi keskittää magneettikentän viivat. Mutta miten mikään – ei väliä, energia tai voima – voi vaikuttaa tai manipuloida sen läpi kulkevia aaltoja (käytännössä ei mitään). Tarkoitan, miksi läpäisevyys ei ole 0? (Tämä tulee vain siitä jäykästä intuitiosta, että tyhjiö ei tee mitään mihinkään, koska se ei ole mitään – jättämällä huomiotta hiukkasen ja hiukkasten parit tai vastaavat hyvin kaukaiset asiat.)
Kuten kysymyksen sumeudesta voidaan nähdä , Olen oppimassa fysiikkaa (ei asiantuntija), ja kaikki teoreettiset vastaukset ovat kunnossa, mutta monimutkaiseen matematiikkaan, kuten laskutoimitukseen tai eroihin liittyvät vastaukset eivät ole toivottavia, mutta jos minun on käytettävä sitä, ilmoita siitä minulle.
Kommentit
- Jos se olisi nolla, magneettikenttää ei olisi ollenkaan.
Vastaa
”Kyky keskittyä kenttiin” on parhaimmillaan hyvin löyhä kuvaus rajoitetusta pätevyydestä. Rajoitetun pätevyyden löyhät kuvaukset johtavat aina paradokseihin, kun niitä otetaan liian kirjaimellisesti.
magneettinen läpäisevyys on suhteellisuuskerroin kentän ja virran välisessä suhteessa. Vapaassa tilassa suhde on $$ \ nabla \ times \ mathbf {B} = \ mu_0 \ mathbf {J} $$ Älä häiritse johdannaista $ \ nabla $ ; Laskin ei ole tässä tärkeä. Tärkeää on, että nollasta poikkeava virta tuottaa nollasta poikkeavan kentän, jopa vapaassa tilassa, joten vapaan tilan läpäisevyys ei ole nolla.
A: n sisällä materiaalia, jossa osa virrasta johtuu sitoutuneista varauksista, ilmaisiin maksuihin liittyvä virta on määrän käyrä $$ \ mathbf {H} = \ frac {1} {\ mu_0} \ mathbf {B} – \ mathbf {M} $$ missä magnetisaatio $ \ mathbf {M} $ sidottujen varausten aiheuttamille virroille. Materiaalin magneettinen läpäisevyys $ \ mu $ määritetään suhteella $$ \ mathbf {H} = \ frac {1} {\ mu} \ mathbf {B}. $$ Tämän on tarkoitus saada vapaata virtaa sisältävät yhtälöt näyttämään yhtälöltä, joka sisältää kokonaisvirran, $ \ mathbf {H} $ $ \ mathbf {B} $ sijaan. Vapaan tilan kohdalla, missä magn itization $ \ mathbf {M} $ on nolla, edelliset yhtälöt tarkoittavat $ \ mu = \ mu_0 $ .
Kommentit
- Kiitos etsinnästä. Mistä kyseisen vakion arvo tulee 4 * pi * 10 ^ -7 ?? Onko se määritelty vai saatu selville kokeellisilla laskelmilla, kuten G (yleinen painovoima)?
- @Theinfinity Arvoksi käytetään määritetään 4 dollaria \ pi \ cdot 10 ^ {- 7} \ text {H / m} $. Nyt kokeellisesti määritetään olevan epävarmuus alkuperäisestä arvosta. Huomaa myös, että läpäisevyydessä on yksiköitä; se ei ole dimensioton.
- Tesla metriä ampeeria kohti. Aivan. Kiitos
vastaus
Jos tyhjiön läpäisevyys olisi nolla, magneettikenttiä ei olisi, koska $ B \ propto \ mu_0 $ , joten magneettikenttien olemassaolon on oltava nollasta poikkeavia. Nollan läpäisevyyden tila kuvaa itse asiassa suprajohteita , joissa magneettikenttä on nolla sisällä. Koska tiedustelit jotain tyhjässä olevan nollaa, on syytä huomata, että läpäisevyyteen liittyy magneettinen herkkyys , joka on tyhjiölle nolla. . Tätä käytetään kuvaamaan, kuinka lineaarinen media vertaa tyhjiöön, suhteella $ \ mu = \ mu_0 (1 + \ chi_m) $ , missä $ \ mu $ on jonkin magneettiselle herkkyydelle altistuneen median läpäisevyys $ \ chi_m $ .
Kommentit
- Ymmärsin sen, mutta epäilen, miksi sitä kutsutaan tyhjiön läpäisevyydeksi. Onko se vain historiallinen perinteinen käytäntö vai onko sillä mitään käytännön merkitystä?
Vastaus
Tyhjiön läpäisevyys syntyy klassisessa kenttäteoriassa ajatuksesta, että avaruus ei ole ei mitään, vaan se on aineellinen asia, joka tukee kentän käsitettä.Se esiintyy eri tavalla kvanttielektrodynamiikassa, jossa sähkömagneettisten voimien voidaan nähdä syntyvän fotonien vaihdosta varattujen hiukkasten välillä. Vaikka sitä kutsutaan edelleen tyhjiön läpäisevyydeksi, standardointijärjestöt ovat äskettäin siirtyneet käyttämään magneettivakiota ensisijaisena nimenä $ μ_0 $ ,
vastaus
Vaikka $ \ mu_0 $ on tyhjiön läpäisevyyden nimi, sen alkuperä liittyy johtimien välisiin voimiin:
$$ \ frac {F} {\ Delta L} = \ frac {\ mu_0 I_1I_2} {2 \ pi d} $$
Kokeiden mukaan voima on verrannollinen virtauksiin ja lankojen välisen etäisyyden käänteiseen suuntaan. On mahdollista asettaa suhteellisuusvakio ( $ \ mu_0 $ ) arvoksi $ 1 $ . Mutta tässä tapauksessa veloitusyksikköä on muutettava, koska $ I = Q / t $ .
Aluksi kyseinen koe näyttää puhtaalta sähköltä, mutta johtojen johtaminen taipuu myös kompassineulaan, joten voiman kuvaillaan olevan virtojen tuottaman magneettikentän välittämä. Ja se muuttuu johteiden välisen materiaalin mukaan.
Tästä syystä nimen magneettinen läpäisevyys ja miksi $ \ mu_0 \ ne 1 $ tyhjiössä.