Отрицательные магнитные поля и полюса

[Votetoda]

Здравствуйте. Подскажите литературу, можно также часть на английском языке, где расписано, откуда пошли формулировки (или жаргонные словосочетания):
"отрицательное магнитное поле"
или
"отрицательный магнитный полюс",
по большей мере интересует объяснение с точки зрения постоянных магнитов.

[Munin]

Поле отрицательным быть не может, поскольку это вектор.

Полюсы магнитов обозначаются $N$ и $S$ по аналогии с Северным и Южным магнитными полюсами Земли (при этом, стрелка компаса покрашена "наоборот": её "северный" конец есть южный полюс магнита). Знаки $+$ и $-$ им присваивают по аналогии с электрическими зарядами: из положительного полюса линии поля выходят, а в отрицательный входят. Так что, получается, $N=+$ и $S=-.$ Эти формулировки нужны, чтобы записать векторные формулы $\vec{F}_{12}=\dfrac{q_{m 1}q_{m 2}\,\vec{r}_{12}}{4\pi\mu_0\,r_{12}^3}$ и $\oint\limits_{S}\vec{H}\,d\vec{S}=Q_m/\mu_0.$

[Votetoda]

Цитата:

из положительного полюса линии поля выходят

Благодарю за ответ. Нет ли страниц в какой то книге, где например написано, кто придумал, что из положительного полюса линии выходят, а в отрицательный входят.

[Munin]

Я думаю, это был Уильям Гильберт. Возможно, Кулон, или последующие матфизики: Лаплас, Пуассон.

Вас больше интересует суть или история?

[Votetoda]

И то и другое

Цитата:

Знаки $+$ и $-$ им присваивают по аналогии с электрическими зарядами: из положительного полюса линии поля выходят, а в отрицательный входят.

А в результате какого опыта определяется, что тут есть аналогия с электрическими зарядами, чтобы присвоить им знаки + и -?

Вот не понимаю, почему считается на рисунке, что там где + должен быть плюс, а где - должен быть минус.

http://images.myshared.ru/6/601329/slide_12.jpg

http://ppt4web.ru/images/8/15149/640/img7.jpg

Цитата:

Занимательная радиотехника. В какую сторону течет электрический ток?

Можно ли ответить на этот вопрос?

В отдаленные времена, когда физики изучали сравнительно очень узкий круг известных им электрических явлений, были введены понятия положительного и отрицательного электричества. Знак плюс присвоили «стеклянному» электричеству — тому электрическому заряду, который возникает на стекле в результате натирания его шелком. Отрицательным электричеством стали считать «сургучное»— заряд, возникающий на сургуче, натертом шерстью. В дальнейшем условились считать, что электрический ток течет от плюса к минусу.

Такая терминология оказалась удобной. Она устраивала и физиков и техников и сохранилась до наших дней. На ее базе сформулированы все основные законы, правила и зависимости учения об электричестве.

Однако несоответствие подобной терминологии физической сущности электрических явлений стало очевидным уже в последние годы прошлого столетия, когда были открыты электроны. Это открытие доказало, что электрический ток имеет «зернистую» структуру и представляет собой поток мельчайших отрицательных зарядов — электронов. Электроны движутся от минуса к плюсу, т. е. в направлении, обратном тому, какое было установлено на заре электротехники.

Это породило двойственность и путаницу. Во многих случаях, когда речь шла о направлении тока, приходилось специально оговаривать, как понимать направление: «по току» или «по электронам». Особенно болезненно эта терминологическая двойственность чувствуется в радиотехнике, где для уяснения работы схем и приборов часто бывает необходимо учитывать именно направление движения электронов. Например, в какую сторону «проводит» электронная лампа? Если считать «по току», то лампа проводит от анода к катоду, а если «по электронам», то от катода к аноду.

Часто высказывается мысль о необходимости устранить двойственность терминологии и установить единообразие в представлении о направлении тока.

Можно ли осуществить подобное единообразие?

Это сделать не так легко, как кажется. Конечно, нетрудно изъять из всей выходйщей литературы упоминание об электрическом токе в его старом толковании и ввести... А что же ввести? Направление движения электронов? А почему именно электронов? Мы теперь знаем, что электрический ток есть движение электрических зарядов, к которым относятся и электроны, и протоны, и ионы, и «дырки» Электроны и отрицательные ионы движутся от нашего условного минуса к столь, же условному плюсу, а положительные ионы, протоны и «дырки» движутся в обратном направлении. Можно составить цепь из металлических проводников, гальванических элементов, полупроводниковых выпрямителей и т. п., в отдельных участках которой электрические заряды, образующие электрический ток, будут двигаться в противоположных направлениях. Что принять за направление тока в полупроводниковом диоде, в котором электроны движутся в одном направлений, а «дырки» — в обратном?

Как видим, вопрос о направлении тока не так-то прост.

Л. В. Кубаркин и Е. А. Левитин, Занимательная радиотехника, Госэнергоиздат, 1956.

[wrest]

Votetoda в сообщении #1186441 писал(а):

Как видим, вопрос о направлении тока не так-то прост.

Этот вопрос не стоит выеденного яйца.

[Munin]

Votetoda в сообщении #1186441 писал(а):

Вот не понимаю, почему считается на рисунке, что там где + должен быть плюс, а где - должен быть минус.
Можно ли ответить на этот вопрос?

Это просто соглашение. Можно было решить наоборот. От этого бы ничего не изменилось, кроме "правила правой руки".

Вот все винты завинчиваются по часовой стрелке. А ездим мы по правой стороне дороги. Есть ли в этом глубокий смысл?

[Votetoda]

Цитата:

Знак плюс присвоили «стеклянному» электричеству — тому электрическому заряду, который возникает на стекле в результате натирания его шелком. Отрицательным электричеством стали считать «сургучное»— заряд, возникающий на сургуче, натертом шерстью.

Можно ли эту формулировку как нибудь сопоставить с полюсами магнита?

[Munin]

Нет, потому что она относится к электричеству, а не к магнетизму.

[arseniiv]

Меня удивляет, что люди спрашивают, почему плюс и минус назначены так и так, но не спрашивают, почему электрический и магнитный заряд — вещественные скаляры.

[Votetoda]

Цитата:

вещественные скаляры

А что такое вещественные скаляры?

[arseniiv]

Грубо говоря, это величина, все возможные значения которой можно получить как какое-то из её значений, умноженное на разные вещественные числа. Если у такой величины есть естественная единица измерения, можно говорить, что это ровно и есть вещественное число. Но обычно нет. Значения скалярной величины образуют одномерное вещественное векторное пространство. То, что можно назначить всем его ненулевым элементам знаки плюс или минус (не абы как), это следствие именно одномерности этого пространства, рассматриваемого как вещественное. И то, что будет ровно два выбора так их расставить, и ни один не лучше другого — тоже.

[Votetoda]

Прошу подсказать, есть ли какие то формулы, где вставляется или высчитывается число, которое у постоянных неодимовых магнитов пишут в маркировке. Например:
N35, N42, N 65