Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

Азимут направления магнитной силы, отсчитываемой от истинного направления на север в сторону запада, называется Вариацией или Магнитным Склонением. Угол между направлением магнитной силы с горизонтальной плоскостью называется Магнитным Наклонением. Эти два угла задают направление магнитной силы; если также известна и её интенсивность, то магнитная сила определена полностью. Измерение этих трёх элементов в различных местах земной поверхности, обсуждение характера их вариаций от места к месту и с течением времени наблюдения, а также исследование причин, порождающих магнитную силу и вызывающих её изменения,- всё это составляет содержание науки о Земном Магнетизме.

373. Предположим теперь, что определены оси нескольких магнитов и у каждого из них помечен конец, указывающий на север. Подвесим свободно один из магнитов, а другой будем к нему приближать. Окажется, что два помеченных конца отталкиваются друг от друга и два непомеченных конца тоже отталкиваются друг от друга, а отмеченный и неотмеченный концы притягиваются друг к другу.

Установлено, что для магнитов, сделанных в виде длинных однородно и продольно намагниченных стержней или проволок (см. далее п. 384), наибольшее проявление силы происходит, когда конец одного магнита находится вблизи конца другого, и что эти явления можно рассматривать, исходя из предположения о том, что однотипные концы магнита отталкиваются, разнотипные концы притягиваются, а серединные части магнитов не проявляют ощутимого взаимодействия.

Концы длинного тонкого магнита обычно принято называть его Полюсами. В случае сколь угодно тонкого магнита, однородно намагниченного по длине, его концы действуют как центры силы, а остальные его части кажутся лишёнными магнитного действия. У всех реальных магнитов намагниченность отличается от однородной, так что никакие отдельные точки не могут быть выбраны в качестве полюсов. Тем не менее Кулон, используя длинные тонкие стержни, намагниченные с особой тщательностью, установил закон для силы, действующей между двумя одноимёнными магнитными полюсами (средой между ними был воздух) ¹.

¹ Coulomb, M'em. de l'Acad. 1785, p. 603 and in Biot’s Trait'e Physique, tome III

Отталкивание между двумя одноимёнными магнитными полюсами происходит по прямой линии, их соединяющей, и численно равно произведению мощностей (strengths) полюсов, делённому на квадрат расстояния между ними.

374. Этот закон, конечно, содержит предположение о том, что мощность каждого из полюсов измеряется с помощью некоторой единицы, величина которой может быть выражена через входящие в данный закон члены.

Единичным полюсом является такой полюс, который указывает на север и, будучи помещённым на единичном расстоянии от другого единичного полюса, отталкивается от него в воздухе с единичной силой (последняя определяется как в п. 6). Полюс, указывающий на юг, считается отрицательным.

Если мощности магнитных полюсов m₁ и m₂, расстояние между ними l и сила отталкивания f выражены численно, то

f

=

m₁m₂

l^2

.

Но если [m], [L] и [F] - конкретные единицы магнитного полюса, длины и силы, тогда

f[F]

=

m

L

^2

m₁m₂

l^2

,

откуда следует, что

[m^2]

=

[L^2F]

=

L^2

ML

T^2

,

или

[m]

=

[L

^3/2

T

^-1

M

^1/2

]

.

Следовательно, единичный полюс имеет по отношению к длине размерность, равную ³/₂ по отношению ко времени - размерность, равную - 1 а по отношению к массе - размерность, равную +¹/₂; это совпадает с размерностью электростатической единицы электричества, установленной ранее в п. 41, 42 совершенно аналогичным путём.

375. Точность этого закона можно считать установленной опытами Кулона с Крутильными Весами и подтверждённой опытами Гаусса и Вебера, равно как и всеми наблюдателями в магнитных обсерваториях, осуществляющими ежедневные магнитные измерения и получающими результаты, которые должны были бы стать несовместимыми друг с другом, если бы закон для силы был принят ошибочно. Дополнительное подтверждение вытекает из его согласованности с законами электромагнитных явлений.

376. Величину, названную нами мощностью полюса, можно было бы назвать также и количеством «Магнетизма», если не приписывать «Магнетизму» никаких иных свойств, кроме тех, которые обнаруживаются в полюсах магнита.

Закон для силы между двумя заданными количествами «Магнетизма» выражается математически в той же форме, что и закон для силы между численно равнозначными количествами «Электричества», поэтому многие из математических методов теории магнетизма должны быть аналогичны методам теории электричества. Существуют, однако, и другие свойства магнитов, о которых следует помнить и которые могут в какой-то мере пролить свет на электрические свойства тел вообще.

Соотношение между полюсами магнита