Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ”

jzmicer edited
revision #14895 parent #14894 ← older
@@ -1,11 +1,38 @@
### Условие
−$9.2.20.$ [Вставьте условие задачи]
+$9.2.20.$ Из намагниченного железа вырезали плоский тонкий диск радиуса $R$ и толщины $h$. Плоскость диска перпендикулярна направлению намагничивания. Магнитный момент единицы объема железа $M$. Определите индукцию магнитного поля на оси диска на расстоянии $l$ от его центра.
### Решение
+Магнитный момент единицы объёма магнетика $M$ называется степенью его намагниченности.
−Из намагниченного железа вырезали плоский тонкий диск радиуса $R$ и толщины $h$. Плоскость диска перпендикулярна направлению намагничивания. Магнитный момент единицы объема железа $M$. Определите индукцию магнитного поля на оси диска на расстоянии $l$ от его центра.
+Вообще, магнитные свойства магнетиков определяются так называемыми токами намагничивания. $M=const$, значит токи намагничивания текут только по поверхности диска (все молекулярные токи внутри объема компенсируют друг друга).
−#### Ответ
+Чтобы найти эти токи, воспользуемся теоремой о циркуляции вектора $\vec M$:
+$$
+\oint\vec Md\vec l=I
+$$
+где $I$ - алгебраическая сумма токов намагничивания, охватываемых замкнутым контуром длиной $l$.
−[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]
+Рассмотрим контур, охватывающий торцевую поверхность цилиндра. В данном случае $\vec M\perp\vec l$,
+$$
+I=\oint\vec Md\vec l=\vec M\cdot\vec l=0\tag{1}
+$$
+Теперь рассмотрим контур, охватывающий боковую поверхность цилиндра. В данном случае $\vec M\parallel\vec l$,
+
+$$
+I=\oint\vec Md\vec h=\vec M\cdot\vec h=Mh\tag{2}
+$$
+
+Значит, индукция магнитного поля нашего диска эквивалентна полю на оси кольца радиуса $R$, по которому течет ток $I$, и равная
+$$
+B(l) = \frac{\mu_0 I R^2}{2 (R^2 + l^2)^{3/2}}\tag {3}
+$$
+Эта формула уже была получена в задаче [9.2.10](https://savchenkosolutions.com/ru/9.2.10).
+Подставляя (2) в (3), получим
+$$
+B=\frac{\mu_0MR^2h}{2(R^2+l^2)^{3/2}}
+$$
+#### Ответ
+$
+B=\frac{\mu_0MR^2h}{2(R^2+l^2)^{3/2}}
+$