Sollte ich das Coulombsche Gesetz anwenden, wenn sich Magnete anziehen/abstoßen?

Sie können die Formel im Coulombschen Gesetz nicht verwenden, um die Kraft zwischen zwei Magneten zu berechnen

1. denn das würde magnetische Monopole beschreiben, die es in der Natur nicht gibt (eine von Maxwells Gleichungen,$\vec{\nabla}\cdot \vec{B}=0$bringt diese Tatsache zum Ausdruck), und was noch wichtiger ist,
2. weil diese Formel falsch ist. Die Kraft zwischen zwei Magneten sollte wie die Formel aussehen, die ich gerade verlinkt habe, die nicht so skaliert$\frac{1}{r^2}$mit Abstand.

Eine Möglichkeit, das Feld eines Magneten zu finden, besteht darin, es zu modellieren (als polarisiertes Material innerhalb eines Volumens$V$) mit magnetischen Dipolen , da viele Dipole nahe beieinander liegen , und summieren dann die erzeugten Felder aller Dipole an der gewünschten Stelle.

Um das Feld eines Dipols zu finden, können Sie es als zwei (bisher fiktive ) magnetische Monopole modellieren und das Coulomb-Kraftgesetz verwenden, um sein Magnetfeld oder seine Wechselwirkung mit anderen Dipolen zu finden. Die Methode liefert ein korrektes Ergebnis, aber das Problem dabei ist, dass die Situation nicht die Realität beschreibt. (Magnetpole wurden bisher nicht beobachtet)

Um es anders auszudrücken, theoretisch lassen (und ermutigen) Sie Maxwells Gleichungen in der klassischen Elektrodynamik, eine magnetische Ladungsdichte zu definieren . Und dann wird im statischen Fall (elektro- und magnetostatisch) die vollständige Lösung für das Magnetfeld durch das Coulombsche Gesetz für die magnetische Ladung gegeben .

Das Coulombsche Gesetz für Magnete lautet wie folgt

$$F=\frac{\mu}{4\pi}\frac{q_1q_2}{r^2},$$

Wo:$F$=Kraft in Newton

$\frac{\mu}{4\pi}$= die Proportionalitätskonstante (in diesem Fall 0,0000001)

$q_1q_2$= die Ladung der Magnetpole in Coulomb

$r^2$= Abstand zwischen den beiden Polen im Quadrat

Dadurch erhalten Sie die Kraft zwischen zwei Magnetpolen. Das einzige Problem bei dieser Gleichung besteht darin, herauszufinden, wofür die Coulomb-Ladungsrate jedes Pols verwendet wird$q_1q_2$. Sie müssen wissen, was$q_1$ist und was$q_2$ist, um in die Gleichung einzustecken und zu lösen$F$.