плотность магнитного потока — из анатомии формулПлотность магнитного потока, часто обозначаемая как B, — это векторное поле, описывающее силу и направление магнитного поля в каждой точке пространства. Это фундаментальная величина, определяющая силу, действующую на движущийся заряд (через силу Лоренца), и момент силы на магнитный диполь. Простыми словами, она показывает, насколько «силён» магнит и в каком направлении он воздействует на заряженные частицы. Единица измерения в СИ — тесла (Тл), где 1 Тл = 1 кг/(А·с²).
Концепция развилась из силовых линий Майкла Фарадея в 1830-х годах. Джеймс Клерк Максвелл математически формализовал её в своей статье 1865 года «Динамическая теория электромагнитного поля», а современная формулировка в векторном исчислении была завершена Оливером Хевисайдом и Джозайей Уиллардом Гиббсом в 1880-х годах.
Плотность магнитного потока возникает из-за движущихся электрических зарядов (токов) и собственных магнитных моментов частиц. Она определяется через закон силы Лоренца: F = q(v × B), где F — сила, q — заряд, v — скорость. Название «плотность потока» происходит от понятия магнитного потока Φ, который является интегралом B по поверхности: Φ = ∫ B · dA. Таким образом, B — это поток на единицу площади. В материалах B связано с напряжённостью магнитного поля H соотношением B = μ₀(H + M), где μ₀ — магнитная проницаемость вакуума, а M — намагниченность.
Плотность магнитного потока играет ключевую роль в проектировании электродвигателей, генераторов, трансформаторов, аппаратов МРТ и ускорителей частиц, таких как БАК, где сверхпроводящие магниты создают поля до 8 Тл.
Самые сильные магнитные поля во Вселенной обнаружены на нейтронных звёздах, называемых магнитарами, с плотностью потока до 10¹¹ Тл — примерно в триллион раз сильнее, чем у типичного холодильного магнита.
| E | переменная | Энергия заряженной частицы — энергия Дж |
| B | переменная | Напряжённость магнитного поля — плотность магнитного потока Тл |
| m | переменная | Масса заряженной частицы — масса кг |
| \hbar | константа | Приведённая постоянная Планка, квант момента импульса — приведённая постоянная Планка = 1.054571817e-34 Дж·с |
| e | константа | Величина электрического заряда протона или электрона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| c | константа | Скорость света в вакууме, универсальная постоянная — скорость света = 299792458 м/с |
| n_e | переменная | плотность числа электронов — электронная плотность 1/м³ |
| B_parallel | переменная | компонента магнитного поля вдоль луча зрения — плотность магнитного потока Тл |
| dl | переменная | бесконечно малый элемент пути вдоль луча зрения м |
| e | константа | элементарный заряд — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| m_e | константа | масса покоя электрона — масса электрона = 9.1093837015e-31 кг |
| c | константа | скорость света в вакууме — скорость света = 299792458 м/с |
| ∫ | оператор | суммирование вдоль луча зрения — интегральный оператор |
| \nu_c | переменная | Критическая синхротронная частота — частота Гц |
| \gamma | переменная | Фактор Лоренца электрона — лоренц-фактор |
| e | переменная | Элементарный заряд — элементарный заряд Кл |
| B | переменная | Напряженность магнитного поля — плотность магнитного потока Тл |
| m_e | переменная | Масса покоя электрона — масса электрона кг |
| c | переменная | Скорость света в вакууме — скорость света м/с |
| l_B | переменная | Магнитная длина — длина м |
| B | переменная | Напряжённость магнитного поля — плотность магнитного потока Тл |
| ħ | константа | Приведённая постоянная Планка, фундаментальный квант углового момента — приведённая постоянная Планка = 1.054571817e-34 Дж·с |
| e | константа | Элементарный заряд, величина заряда электрона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| √ | оператор | Квадратный корень из аргумента — квадратный корень |
| t | переменная | Временной масштаб замедления — время с |
| P | переменная | Период вращения — время с |
| B | переменная | Напряжённость магнитного поля на поверхности — плотность магнитного потока Тл |
| ν_c | переменная | Циклотронная частота — частота Гц |
| e | переменная | Элементарный заряд — элементарный заряд Кл |
| B | переменная | Напряжённость магнитного поля — плотность магнитного потока Тл |
| m_e | переменная | Масса электрона — масса электрона кг |
