1. Складнощі щодо магнетизму.
За роки навчання, проходячи розділ магнетизму, мабуть, у всіх виникає дискомфорт, викликаний відсутністю внутрішньої логіки між численними правилами і прийомами, з яких складається ця наука. Причин тут кілька. Магнітне поле породжується електричними зарядами, що рухаються. Насправді ми у переважній більшості випадків стикаємося з електричним струмом, тобто. з трильйонами і трильйонами електронів, що рухаються. Сумарний магнітний вплив на точку простору дається нам якоюсь інтегральною величиною в будь-якій елементарній формулі. Причому формула дає залежність алгебри масового проходження безлічі електронів. У цій формулі зникає наростання і зниження поля, викликане прольотом одного електрона, пропадає дискретність, і з'являється усереднена маса, що рухається, звана електричним струмом. Причинно-наслідковий зв'язок починає розпливатися і вислизати від свідомості.
Друга причина в тому, що атоми заліза (та інших феромагнетиків), поміщені в магнітне поле, створене "батьківським" струмом, починають орієнтуватися по полю і додають свій внесок у величину магнітного поля. Причому сумарне поле може бути в десятки тисяч разів більше від поля-батька. Підсумувати всі ці елементарні витки зі струмом (атоми) ми не можемо. Не може врахувати також і сили, що протидіють повороту атомів у речовині. Тому для простоти доводиться користуватися вимірами за фактом, говорити про деякий коефіцієнт посилення μ і розділяти сумарне поле на батьківське поле, що виходить з порожньої котушки, яку включив експериментатор, і на дочірнє поле атомів, що слухняно вишикувалися, коли речовина піднесена до котушки. Якщо μ , наприклад,одно 1,4, треба розуміти, що це сумарний коефіцієнт. Одиниця належить батьківському полю, а 0,4 – дочірньому. Якщо μ дорівнює 3500, то одиниця також належить батьківському полю, а 3499 – дочірньому.
Відмінність між напруженістю та індукцією магнітного поля приблизно така сама, як різниця між грамами і пудами. Насос, що прокачує поле (напруженість магнітного поля) в магнетизмі позначають H і вимірюють в «пудах» (А/м), а потік поля (магнітну індукцію) позначають, і вимірюють в «грамах» (Тл). Переведення з грам у пуди виробляється через коефіцієнт 1/16· 10 -3 , а переведення з напруженості в індукцію через 4π·10 -7 . Якоїсь принципової різниці між H та B алгебраїчні формули не виявляють. Наявність напруженості неминуче супроводжується наявністю індукції, спрямованої відповідно. В електриці може бути напруга та не бути струму. У магнетизм це виключено. H і B - це той самий потік поля, виражений у різних назвах і виміряний різними приладами. Можна скрізь у формулах замінити твір μ0H на B рід. Тоді перша формула зв'язку індукції з напруженістю у вакуумі, з якою ми зустрічаємося з подивом
Виродиться в тавтологію:
А формула для речовини
Перетвориться на зрозумілу
Так само і на графіках можна було б перерахувати напруженість у батьківську індукцію. А для графіків постійних магнітів це, можливо, було б зручніше. Збиває з пантелику ще й схожість написання двох коефіцієнтів: μ0 і μ, хоча вони виражають різний фізичний зміст. Перший – лише ліквідує розбіжність одиниць виміру в індукції та напруженості, другий – показує ступінь відгуку речовини на магнітне обурення.
Третє джерело нерозуміння магнетизму в тому, що його математичний апарат базуєтьсяна векторній алгебрі, на диференціальних рівняннях, де B і H набувають самостійного змісту. Сприймати фізику на такому рівні мало кому дано, а ось користуватися висновками, що випливають із вирішення дифурів, доводиться. Що додає враження про магнетизм, як про розрізнену науку, що не має внутрішнього логічного зв'язку. Один з таких висновків, без якого не можна обійтися - закон повного струму, про суму магнітних напруженостей, яка дорівнює сумі електричних струмів.
Четверте джерело нерозуміння у цьому, що цілком (і навряд чи) магнетизм можна описати лише рамках квантової теорії. Наприклад, атомники стверджують, що електрон має власне магнітне поле – спин. Але при цьому забороняють електрону обертатися, як дзигу, щоб це саме поле виробити. Про інші ж, ще цікавіші речі вони про всяк випадок пишуть у малодоступних книгах, куди не заглядають психіатри.
До перерахованих складнощів треба додати нелінійність магнітних властивостей речовини, що важко вивчення. І незвичайність поведінки магнітного поля, яке дає відгук не назустріч діючій силі, а вбік, як дзига, що обертається, який при спробі відхилити його вісь від себе, прагне нахилитися вправо або вліво.