Магнитные поля, индуцированные вращением электрически нейтральных объектов

• Автор: Рамит Азад
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с. : ил

Содержание
Введение
Глава I: Обзор теоретических и экспериментальных работ по теме исследовании
Глава II: Распределение плотности смещенных зарядов в
тонком металлическом вращающемся диске
2.1: Используемая модель и её отличия от моделей других авторов
предлагавшихся ранее
2.2: Квантовый подход к определению распределения плотности
смещенных зарядов
2.3: Простой термодинамический подход к определению
распределения плотности смещенных, зарядов и постановка
самосогласованной задачи
2.4: Распределение плотности, смещенных зарядов при учете
центробежных сил
2.5: Распределение плотности смещенных зарядов при учете
собственного электрического ПОЛЯ
2.6: Распределение плотности смещенных зарядов при учете
собственного электрического и магнитного полей
2.7: Распределение плотности смещенных зарядов полученное в рамках теорий возмущения
Глава III: Распределение плотности смещенных зарядов в
массивном вращающемся шаре
3.1: Используемая модель
3.2: Распределение плотности смещенных зарядов под действием
гравитационных сил
3.3: Распределение плотности смещенных зарядов при учете
центробежных сил
3.4: Распределение плотности смещенных зарядов при учете
гравитационных и центробежных сил
3.5: Распределение плотности смещенных зарядов при учете
гравитационных, и собственных электрических сил

Глава IV: Магнитные доля вращающихся объектов
4.1: Магнитное поле тонкого металлического вращающегося диска
при заданном (вмороженном) распределении зарядов
4.2: Магнитное поле массивного шара при заданном (вмороженном)
распределении заряда
4.3: Численные оценки
Заключение
Приложения
Литература
Введение
Магнит и магнитный компас применяются с древних времен. Однако впервые предположение о том, что возможная причина поворота стрелки магнитного компаса связана непосредственно с самой Землей было сделано только в 1269 г. французским ученый Пьером де Мерикур (Перигин). Спустя несколько столетий английский ученый Уильям Гильберт сделал заключение, что Земля огромный магнит и причина земного магнетизма находится внутри самой планеты. Постепенно было установлено, что магнитные поля есть и у других небесных тел. Но какова физическая причина магнетизма небесных тел и что представляет собой его источники? Эти вопросы, возникшие еще в эпоху зарождения классического естествознания, пока не нашли ещё полного ответа.
Поиски основных базовых причин и механизмов возникновения магнетизма у макрообъектов идут по нескольким направлениям. Одно из них связано с вращением небесных тел и вообще любых макрообъектов. Известно, что каждое небесное тело находится в постоянном вращении. В этой связи естественно возникает вопрос: «Намагничивается ли любое вращающееся тело?» Этот вопрос и породил одно из возможных направлений исследовании для объяснения природы магнетизма - генерация магнитного поля из-за вращения объекта как целого. Изучению вопроса возникновения магнитного поля у вращающихся объектов как лабораторного, так и космического масштаба были посвящены работы Гаусса, Фарадея, Шустера, Лебедеева, Эйнштейна и других исследователей. Теоретические и экспериментальные исследования в этом направлении продолжаются и в настоящее время.
Общим для этих работ является гипотеза о том, что в каждом вращающемся объекте уже на атомно-молекулярном уровне разноименные заряды так сдвинуты друг относительно друга, что отрицательные заряды описывают пути, не равные путям положительных зарядов. Физические причины смещения зарядов могут быть связаны с вращением (центробежные силы, силы Лоренца) но могут и не зависит от вращения (гравитационные силы). В установившемся процессе, после того как перераспределение зарядов завершается, т.е. после того как они займут равновесные положения, вращение этих перераспределившихся нескомпенсированных зарядов и порождает результирующее магнитное поле.

Это означает, что а является функцией от радиуса диска. Кроме того, при больших значениях Ыд , значение а приближается к значению тоз2/2кТ. При больших значениях со, значение а будет себя вести так же.
Теперь будем определить А . Подставляя значение п(г,оэ) в (2.3.76) получаем
| А ехр(аг2)2т'с/г

Решая это уравнение получаем значение А

(2.3.12)
Л акт і

(2.3.13)
Таким образом, плотность свободных носителей заряда подчиняются распределению:
т со

п(гло)
2кТ I

от со

2 кТ
хехр

ото3 гі ' VI
_ 2кТ 1 «ч,2 г V е ) ]
(2.3.14)
При больших значениях радиуса диска и уравнение (2,3.14) принимает вид
п(г,со)
от со
К, пп
2 кТ *

та 2 2 кТ *
-х ехр

ОТ СО'
(2.3.15)
На следующим параграфе мы увидим, что при использовании распределении Больцмана плотность свободных носителей заряда принимает такое же значение. Таким образом, мы можем делать заключение, что внутри тонкого металлического вращающегося диска распределение плотности свободных носителей заряда близкое к распределению Больцмана.