나는 칸 아카데미에서 자기장 선 (암페어의 법칙)을 계산하는 공식에 대해 읽었습니다. 일부 재료는 자기장을 집중시키는 능력이 있으며, 이는 높은 투자율을 갖는 재료로 설명됩니다. 진공의 투과성은 $ 4 \ pi * 10 ^ -7 $ 이며 이는 자기장 라인을 집중시킬 수 있음을 의미합니다. 그러나 에너지 나 힘에 상관없이 아무것도 통과하는 파동에 영향을 미치거나 조작 할 수 없습니다 (실제로 무를 통해). 투자율이 0이 아닌 이유는 무엇입니까? (이것은 진공이 아무것도 아니기 때문에 아무 일도하지 않는다는 단단한 직관에서 나온 것입니다. 입자-반입자 쌍 또는 이와 유사한 매우 먼 물건을 무시합니다.)
질문의 모호함에서 알 수 있습니다. , 저는 물리학 (전문가가 아님)을 배우고 있으며 이론적 인 답변은 괜찮지 만 미적분이나 미분과 같은 복잡한 수학을 포함하는 답변은 환영받지 못하지만 사용해야하는 경우 알려주세요.
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- 0이면 자기장은 전혀 없을 것입니다.
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필드 집중 능력은 기껏해야 제한된 타당성에 대한 매우 느슨한 설명입니다. 제한된 타당성에 대한 느슨한 설명은 너무 문자 그대로 받아 들여지면 항상 역설로 이어집니다.
The 자기 투자율은 자기장과 전류 간의 관계에서 비례 요소입니다. 자유 공간에서 관계는 $$ \ nabla \ times \ mathbf {B} = \ mu_0 \ mathbf {J}입니다. $$ 파생물 $ \ nabla $ 에주의를 빼앗기지 마십시오. 여기서 미적분은 중요하지 않습니다. 중요한 것은 0이 아닌 전류가 여유 공간에서도 0이 아닌 필드를 생성하므로 여유 공간의 투자율이 0이 아니라는 것입니다.
Inside a 전류의 일부가 구속 된 요금으로 인한 재료 인 경우 무료 요금과 관련된 전류는 수량 $$ \ mathbf {H} = \ frac {1} {\ mu_0} \ mathbf {B}-\ mathbf {M} $$ 여기서 자화 $ \ mathbf {M} $ 계정 바운드 전하로 인한 전류의 경우 재료의 자기 투자율 $ \ mu $ 은 $$ \ mathbf {H} = \ frac {1} {\ mu} \ mathbf {B}. $$ 이것은 자유 전류를 포함하는 방정식을 pan class와 함께 총 전류를 포함하는 방정식처럼 보이게하기위한 것입니다. $ \ mathbf {B} $ 대신 = “math-container”> $ \ mathbf {H} $ . 여유 공간에서 반복 $ \ mathbf {M} $ 는 0이며 앞의 방정식은 $ \ mu = \ mu_0 $ 를 의미합니다. .
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- 찾아온 파생물에 감사드립니다. 그 상수의 값은 4 * pi * 10 ^ -7? G (Universal gravitational constant)와 같은 실험적 계산에 의해 정의되거나 발견됩니까?
- @Theinfinity 사용 된 값은 $ 4로 정의됩니다. \ pi \ cdot 10 ^ {-7} \ text {H / m} $. 이제 실험적으로 원래 값의 불확실성 내에있는 것으로 확인되었습니다. 또한 투자율에는 단위가 있습니다. 무 차원이 아닙니다.
- 암페어 당 테슬라 미터. 권리. 감사합니다
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진공 투과율이 0이면 $ B \ propto \ mu_0 $ 이므로 자기장이 존재하려면 0이 아니어야합니다. 투자율이 0 인 조건은 실제로 내부 자기장이 0 인 초전도체 를 나타냅니다. 진공 상태에서 0이되는 것에 대해 문의 했으므로 자기 감수성 이라고하는 투자율과 관련된 양이 있다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 이는 진공 상태에서 0입니다. . 이것은 $ \ mu = \ mu_0 (1 + \ chi_m) $ 관계식으로 선형 매체가 진공 상태와 어떻게 비교되는지 설명하는 데 사용됩니다. 여기서 $ \ mu $ 는 자화율이있는 일부 매체의 투자율입니다. $ \ chi_m $ .
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- 그것을 이해했지만 이것이 진공의 투과성이라고 불리는 이유가 의심 스럽습니다. 그것은 단지 역사적인 관습 일 뿐입니 까 아니면 실제적인 의미가 있습니까?
답변
진공의 투과성 고전장 이론에서 공간은 아무것도 아닌 것이 아니라 장의 개념을 뒷받침하는 실질적인 것이라는 생각에서 발생합니다.전자기력은 하전 된 입자 사이의 광자의 교환으로 인해 발생하는 것으로 볼 수있는 양자 전기 역학에서 다르게 나타납니다. 여전히 진공의 투과성이라고하지만 표준기구는 최근 자기 상수 를 $ μ_0 $ ,
답변
$ \ mu_0 $ 에는 진공의 투과성이라는 이름이 있으며 그 기원은 도체 간의 힘과 관련이 있습니다.
$$ \ frac {F} {\ Delta L} = \ frac {\ mu_0 I_1I_2} {2 \ pi d} $$
실험 결과는 힘이 전류에 비례한다는 것입니다. 그리고 전선 사이의 거리의 역으로. 비례 상수 ( $ \ mu_0 $ )를 $ 1 $ 로 설정할 수 있습니다. 그러나이 경우 $ I = Q / t $ 이기 때문에 충전 단위를 수정해야합니다.
처음에는 그 실험이 순수한 전기적 물질처럼 보이지만 전도 선도 나침반 바늘을 굴절 시키므로 힘은 전류에 의해 생성 된 자기장에 의해 매개되는 것으로 설명됩니다. 그리고 와이어 사이의 재질에 따라 달라집니다.
이것이 자기 투자율이라는 이름의 이유이며 진공이 $ \ mu_0 \ ne 1 $ 인 이유입니다.