Докажем следующую теорему:
т.е. циркуляция намагниченности J по произвольному замкнутому контуру Γ равна алгебраической сумме токов намагничивания I’, охватываемых данным контуром.
Вычислим алгебраическую сумму молекулярных токов, охватываемых контуром Γ; причем, как видно из рисунка, только те молекулярные токи, которые обвиваются вокруг контура и пересекают натянутую поверхность S один раз, учитываются в этой сумме.
Если каждый молекулярный ток равен Iм а площадь его контура Sм, то, как видно из следующего рисунка, элемент dl контура Γ обвивают те молекулярные токи, центры которых попадают внутрь косого цилиндра с объемом dV= Sм.cosα.dl, где α - угол между dl и намаг- ниченностью J в данном месте. Эти токи пересекают поверхность S один раз, и их вклад в общий ток I’ составляет: dI’=Iм.n.dV, где n – концентрация молекул магнетика.
S Γ J α Sм dl Намагниченность вещества S Γ
Циркуляция вектора намагниченности
Подставив в последнюю формулу выражение для dV, получаем: dI´= IM.SM.n.cosα.dl = J.cosα.dl = , где учтено, что IM.SM = рm, а рm.n = J. Проинтегрировав последнее выражение для dI´по контуру Г, приходим к доказываемому положению
Ротор намагниченности
Воспользовавшись теоремой Стокса (переход от циркуляции по контуру к потоку ротора через поверхность, натянутую на
контур) , преобразуем интегральную форму теоремы о циркуляции вектора J в дифференциальную форму.
Соответствующее уравнение должно выпол-
няться для любого контура с площадкой dS в случае, когда
его подынтегральные выражения равны, т. е.
Ротор намагниченности равен плотности тока намагничивания в той же точке вещества.