и называемая напряженностью магнитного поля (напомним, что ?0 — магнитная постоянная, см. формулу (126.2)). В применении к рассматриваемому опыту формула (144.3) дает B0=?0H0 (в отсутствие сердечника, когда ?=1) и В=??0Н (при наличии сердечника). Поскольку В=?В0, имеем
Таким образом, напряженность магнитного поля не зависит от того, заполнен соленоид каким-либо материалом или нет. В случае, когда все пространство, в котором поле отлично от нуля, заполнено однородным веществом, напряженность поля не зависит от свойств этого вещества **).
§ 145. Магнитная проницаемость различных веществ. Вещества парамагнитные и диамагнитные. Если в описанных выше опытах вместо сердечника из железа брать сердечники из других материалов, то также можно обнаружить изменение магнитного потока. Естественнее всего ждать, что наиболее заметный эффект дадут материалы, подобные по своим магнитным свойствам железу, т. е. никель, кобальт и некоторые магнитные сплавы. Действительно, при введении в катушку сердечника из этих материалов
*) Индукция В называется силовой характеристикой магнитного поля в связи с тем, что она определяет силу, действующую на токи и заряды (см. формулы (133.1) и (136.1)).
**) Подчеркнем, что это утверждение справедливо только в том еду. чае, когда все пространство, в котором поле отлично от нуля, заполнено однородным веществом. Если вещество неоднородно или заполняет не все пространство, в котором имеется поле, равенство Н=Н0 не выполняется, и, следовательно, нельзя говорить, что Н не зависит от свойств среды, в которой создано магнитное поле.
345
увеличение магнитного потока оказывается довольно значительным. Иными словами, можно сказать, что магнитная проницаемость их велика; у никеля, например, ? может достигать значения 50, у кобальта 100. Все эти материалы с большими значениями ? объединяют в одну группу ферромагнитных материалов.
Однако и все остальные «немагнитные» материалы также оказывают некоторое влияние на магнитный поток, хотя влияние это значительно меньше, чем у материалов ферромагнитных. С помощью очень тщательных измерений можно это изменение обнаружить и определить магнитную проницаемость различных материалов. При этом, однако, нужно иметь в виду, что в опыте, описанном выше, мы сравнивали магнитный поток в катушке, полость которой заполнена железом, с потоком в катушке, внутри которой имеется воздух.. Пока речь шла о таких сильно магнитных материалах, как железо, никель, кобальт, это не имело значения, так как наличие воздуха очень мало влияет на магнитный поток. Но при исследовании магнитных свойств других веществ, в частности самого воздуха, мы должны, конечно, вести сравнение с катушкой, внутри которой воздуха нет (вакуум). Таким образом, за магнитную проницаемость мы принимаем отношение магнитных потоков в исследуемом веществе и в вакууме (?=Ф/Ф0). Иными словами, за единицу мы принимаем магнитную проницаемость для вакуума {если Ф=Ф0, то ?=1). Измерения показывают, что магнитная проницаемость всех веществ отлична от единицы, хотя в большинстве случаев это отличие очень мало. Но особенно замечательным оказывается тот факт, что у одних веществ магнитная проницаемость ? больше единицы, а у других она меньше единицы, т. е. заполнение катушки одними веществами увеличивает магнитный поток, а заполнение катушки другими веществами уменьшает этот поток. Первые из этих веществ называются парамагнитными (?>1), а вторые — диамагнитными (?<1). Как показывает табл. 7, отличие проницаемости ? от единицы как у парамагнитных, так и у диамагнитных веществ невелико. далее