Постоянные магниты – вещества, вокруг которых есть магнитное поле без всякого пропускания тока через них. Как мы уже отмечали ещё Ампер предположил (гипотеза Ампера), что без токов и здесь не обошлось, только это микротоки или молекулярные токи в веществе. Даже, если вещество не является «постоянным магнитом», магнитное поле в нём отличается от магнитного поля в вакууме
. Причина та же – микротоки создают своё поле
, которое складывается с
, давая результирующее
– «среда намагничивается». Для объяснения надо знать природу молекулярных токов.
Сегодня мы уже неплохо знаем строение атомов. Первое, что ассоциируется со словами «молекулярный ток» – это ток, обусловленный «орбитальным» движением электронов. Для определения магнитного момента атома, связанного с этим движением используем простейшую модель – круговой ток (см. Рис.). Через любую поперечную траектории электрона площадку в единицу времени переносится заряд еn (частота обращения электрона в атоме). Этому и равна сила электронного микротока I = еn. Соответствующий магнитный момент атома равен
или
, (11.1)
где v – скорость орбитального движения электрона, R – радиус орбиты. Поскольку заряд электрона отрицателен, направление вектора магнитного момента составляет с направлением орбитального движения электрона левовинтовую систему. Направление же вектора механического момента импульса M = mevR – правовинтовую (см. Рис.). Отношение проекций указанных моментов на ось орбиты электрона принято называть гиромагнитным отношением
:
. (11.2)