Почему однородные постоянные магнитные поля не могут воздействовать на кусок железа, каким бы сильным он ни был?
Всякий раз, когда железо находится в любом магнитном поле, возникает намагниченность (
) производится в нем, что зависит от его восприимчивости (
) и внешнее поле, и, следовательно, существует результирующий индуцированный дипольный момент, который изменяет конфигурацию поля. Предположим, что кусок железа в форме стержня помещен в постоянное однородное магнитное поле (
), индуцированный дипольный момент (
) будет вдоль поля. Энергия (потенциал) этого диполя равна
. где
представляет собой чистое магнитное поле.
Для расчета силы, действующей на него, используем
(
это потенциальная энергия).
Поэтому магнитная сила на диполе момента
является
в
направление и так далее для других направлений. Но так как наше магнитное поле однородно и постоянно, то все производные по «пространству» будут равны нулю и, следовательно, сила будет равна нулю. Это будет верно для всех магнитных моментов, индуцированных в куске железа, и, следовательно, результирующая сила также равна нулю.