Відкриття Ерстеда і Ампера привели до нового і глибшого поданням про природу магнітних явищ. Спираючись на встановлену в цих дослідах тотожність магнітних дій магнітів і відповідним, підібраних струмів, Ампер рішуче відмовився від уявлення про існування в природі особливих магнітних зарядів. З точки зору Ампера, елементарний магніт - це круговий струм, що циркулює усередині невеликої частки речовини: атома, молекули або групи їх. При намагнічуванні більша або менша частина таких струмів встановлюється паралельно один одному, як показано на (амперови струми).
Ми бачили в, що по своїх магнітних властивостях круговий струм цілком подібний до короткому магніту, вісь якого перпендикулярна до площини струму. Тому зображена умовно на рис. 209 система орієнтованих молекулярних струмів абсолютно рівносильна ланцюжках елементарних магнітиків в гіпотезі Кулона.
Таким чином, теорія Ампера зробила непотрібним допущення про існування особливих магнітних зарядів, дозволивши пояснити все магнітні явища за допомогою елементарних електричних струмів. Подальше більш глибоке вивчення властивостей намагнічуються тел показало не тільки, що гіпотеза магнітних зарядів або елементарних магнітиків зайва, але що вона неправильна і не може бути узгоджена з деякими експериментальними фактами. Ми пізніше познайомимось з цими фактами. З точки зору теорії Ампера стає абсолютно зрозумілою невіддільність один від одного північних і південних полюсів, про яку ми говорили в попередньому параграфі. Кожен елементарний магніт є круговим виток струму. Ми бачили вже, що одна сторона цього витка відповідає північному, інша - південного полюса. Саме тому не можна відокремити один від одного північний і південний полюси, як не можна відокремити одну сторону площині від іншої.
Таким чином, ми прийшли до наступного основного результату.
Ніяких магнітних зарядів не існує. Кожен атом речовини можна розглядати стосовно його магнітних властивостей як круговий струм. Магнітне поле намагніченого тіла складається з магнітних полів цих кругових струмів.
У ненамагніченого тілі все елементарні струми розташовані хаотично, і тому ми не спостерігаємо в зовнішньому просторі ніякого магнітного поля.
Процес намагнічування тіла полягає в тому, що під впливом зовнішнього магнітного поля його елементарні струми в більшій чи меншій мірі встановлюються паралельно один одному і створюють результуюче магнітне поле.
Магнітний момент. магнітний дипольний момент - основна величина, що характеризує магнітні властивості речовини. Джерелом магнетизму, згідно з класичною теорією електромагнітних явищ, є електричні макро- і мікроструми. Елементарним джерелом магнетизму вважають замкнутий струм. Магнітним моментом мають елементарні частинки, атомні ядра, електронні оболонки атомів і молекул. Магнітний момент елементарних частинок (електронів, протонів, нейтронів і інших), як показала квантова механіка, обумовлений існуванням у них власного механічного моменту - спина.
Магнітний момент вимірюється в А # 8901; м 2 або Дж / Тл (СІ), або ерг / Гс (СГС), 1 ерг / Гс = 10 -3 Дж / Тл. Специфічною одиницею елементарного магнітного моменту є магнетон Бора.
У разі плоского контуру з електричним струмом магнітний момент обчислюється як
,
де I - сила струму в контурі, S - площа контуру, - одиничний вектор нормалі до площини контура. Напрямок магнітного моменту зазвичай знаходиться за правилом свердлика: якщо обертати ручку свердлика в напрямку струму, то напрямок магнітного моменту буде збігатися з напрямком поступального руху свердлика.
Для довільного замкнутого контуру магнітний момент знаходиться з:
,
де - радіус-вектор, проведений з початку координат до елемента довжини контуру
У загальному випадку довільного розподілу струмів в середовищі:
,
де - щільність струму в елементі обсягу dV.