Bevezetés
xvi
Anizotrop közegekben
D és
E között tenzoriális összefüggés áll fenn:
((17). egyenlet)
Az
ε
ik
mennyiségek kétindexes szimmetrikus tenzor elemei.
Mágneses alapfogalmak
A mágnesség primer jelensége az, hogy a mágneses testek (pl. a mágnespatkó) a közelükbe helyezett kis mágnestűt elforgatják. A jelenség fizikai
magyarázata, mint ismeretes, az, hogy a mágneses test erőtere forgatónyomatékot fejt ki a mágnestűre. Tanulmányozzuk ezt a forgatónyomatékot
kicsit részletesebben. E célból elgondolunk vákuumban egy mágneses testet és két kis mágnestűt. A mágnestűnek – mint a kísérleti fizikából tudjuk –
a dipólushoz hasonlóan momentuma van. Ezt a tű mágnességére jellemző momentumot a mágnestű
mágneses momentumának nevezzük. Az egyik
tű mágneses momentumának
nagysága legyen
m
1
, a másiké
m
2
. Tételezzük fel, hogy mindkettő kicsi a test eredő momentumához képest. Helyezzük
az egyik mágnestűt a test közelében levő
P pontba. Próbálgatással megtalálható a tűnek olyan helyzete, amelyben a rá ható forgatónyomaték zérus,
tehát a tű nem fordul el. Kísérletezéssel arra is rájöhetünk, hogy az erre merőleges helyzetben kapunk maximális forgatónyomatékot. Mérjük meg
ezt a maximális forgatónyomatékot a
P pontban, és jelöljük
N
1
(
P)-vel. Ezután helyezzük el ugyanezt a mágnestűt a tér valamely
Q pontjába, és
megint mérjük meg a tűre ható maximális forgatónyomatékot. Ezt jelölje
N
1
(
Q). Ezt a két kísérletet elvégezzük a másik mágnestűvel is. A megfelelő
maximális forgatónyomatékok legyenek
N
2
(
P), illetve
N
2
(
Q). A mérési eredményeket vizsgálva, arra a megállapításra jutunk, hogy az egy pontban
mért maximális forgatónyomatékok abszolút értékének hányadosa nem függ a helytől, hanem csak a tűk mágneses momentuma nagyságának
hányadosától:
.
Továbbá a tér különböző pontjaiban mért maximális forgatónyomatékok nagyságának aránya független a tű mágneses momentumától:
.
Ezeket a tapasztalatból leszűrt megismeréseket szeretnénk most fizikailag értelmezni.
A mágneses test – az elektromosan töltött testhez hasonlóan –
a környező geometriai teret fizikai sajátságokkal ruházza fel, fizikai térré alakítja. Ezt a fizikai tulajdonságokkal rendelkező teret nevezzük
mágneses
térnek. A mágnespatkó mágneses tere közvetítésével forgatja el a közelébe helyezett mágnestűt azáltal, hogy arra forgatónyomatékot fejt ki. Ez
a forgatónyomaték – a fenti kísérletek tanúsága szerint – két mennyiségtől függ: a tű mágneses nyomatékától és a mágneses test fizikai terére
jellemző
H(
r,
t)
mágneses térerősségtől: